通讯的基本概念
串行通讯与并行通讯
按数据传送的方式,通讯可分为串行通讯与并行通讯,串行通讯是指设备之间通过少
量数据信号线(一般是 8 根以下),地线以及控制信号线,按数据位形式一位一位地传输数
据的通讯方式。而并行通讯一般是指使用 8、 16、 32 及 64 根或更多的数据线进行传输的通
讯方式,它们的通讯传输对比说明见图 19-1,并行通讯就像多个车道的公路,可以同时传
输多个数据位的数据,而串行通讯,而串行通讯就像单个车道的公路,同一时刻只能传输
一个数据位的数据。
同步通讯与异步通讯
根据通讯的数据同步方式,又分为同步和异步两种,可以根据通讯过程中是否有使用
到时钟信号进行简单的区分。
在同步通讯中,收发设备双方会使用一根信号线表示时钟信号,在时钟信号的驱动下
双方进行协调,同步数据,见图 19-3。通讯中通常双方会统一规定在时钟信号的上升沿或
下降沿对数据线进行采样。
在异步通讯中不使用时钟信号进行数据同步,它们直接在数据信号中穿插一些同步用
的信号位,或者把主体数据进行打包,以数据帧的格式传输数据,见图 19-4,某些通讯中
还需要双方约定数据的传输速率,以便更好地同步。
在同步通讯中,数据信号所传输的内容绝大部分就是有效数据,而异步通讯中会包含
有帧的各种标识符,所以同步通讯的效率更高,但是同步通讯双方的时钟允许误差较小,
而异步通讯双方的时钟允许误差较大。
通讯速率
衡量通讯性能的一个非常重要的参数就是通讯速率,通常以比特率(Bitrate)来表示,即
每秒钟传输的二进制位数,单位为比特每秒(bit/s)。容易与比特率混淆的概念是“波特率”
(Baudrate),它表示每秒钟传输了多少个码元。而码元是通讯信号调制的概念,通讯中常用
时间间隔相同的符号来表示一个二进制数字,这样的信号称为码元。如常见的通讯传输中,
用 0V 表示数字 0, 5V 表示数字 1,那么一个码元可以表示两种状态 0 和 1,所以一个码元
等于一个二进制比特位,此时波特率的大小与比特率一致;如果在通讯传输中,有 0V、
2V、 4V 以及 6V 分别表示二进制数 00、 01、 10、 11,那么每个码元可以表示四种状态,
即两个二进制比特位,所以码元数是二进制比特位数的一半,这个时候的波特率为比特率
的一半。因为很多常见的通讯中一个码元都是表示两种状态,人们常常直接以波特率来表
示比特率,虽然严格来说没什么错误,但希望您能了解它们的区别。
码元:在数字通信中常常用时间间隔相同的符号来表示一位二进制数字,这样的时间间隔内的信号称为二进制码元。 而这个间隔被称为码元长度。 1码元可以携带nbit的信息量 一个以m波特/秒传送信号的线路,其传送二进制数据的速率不一定是m比特/秒,因为每个信号可以运载几个比特,例如,若使用0、1、2、3、4、5、6、7共8个电平级,则每个信号值可代表3个比特,因而这种条件下比特率将是波特率的3倍。
1波特即指每秒传输1个码元符号,1比特每秒是指每秒传输1比特(bit)。
每秒钟传送240个字符,而每个字符格式包含10位(1个起始位,1个停止位,8个数据位),这时的波特率为240Bd,比特率为10位*240个/秒=2400bps。又比如每秒钟传送240个二进制位,这时的波特率为240Bd,比特率也是240bps。
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