1.串行通信涉及的常用术语和基本概念
(1)单工、半双工和全双工
这是数据通信中用来表示3种不同数据通路特征的专用术语。它们各自的具体情况如图6.19所示。
1)单工(Simplex),它仅能进行一个方向的数据传送,即从设备A到设备B。因此,在单工数据通路中,A只能作为发送器,B只能作为接收器。
2)半双工(Half Duplex),它能在设备A和设备B之间交替地进行双向数据传送。具体地说,数据可以从设备A传送到设备B,也可以从设备B传送到设备A,但这种传送绝不能同时进行。可简单地概括为“双向,但不同时”。某一时刻,A作为发送器,B作为接收器,数据由A流向B:而在另一时刻,B作为发送器,A作为接收器,数据由B流向A。
3)全双工(Full Duplex),它能够在两个方向同时进行数据传送。具体地说,在设备A向设备B发送数据的同时,设备B也向设备A发送数据。显然,为了实现全双工通信,设备A和设备B必须有独立的发送器和接收器,从A到B的数据通路必须完全与从B到A的数据通路分开。这样,在同一时刻当A向B发送,B也向A发送时,实际上在使用两个逻辑上完全独立的单工数据通路。
(2)数据传输速率
数据传输速率即通信中每秒传输的二进制数位数(比特数),也称比特率,单位为bit/s(bit per second)。另外,在数据通信领域还有另外一个描述数据传输速率的常用术语波特率,即每秒传输的波特数。每秒传送1个符号称传输速率为1波特。若每个符号所含信息量为1比特(bt),则波特率等于比特率。若每个符号所含信息量不等于1比特,则波特率不等于比特率。
在计算机中,一个“符号”的含义为高、低两种电平,它们分别代表逻辑值“1”和“0”,所以每个符号所含信息量刚好等于1比特。于是就造成了波特率与每秒传输二进制位数这两者的吻合。因此,在计算机数据传输中人们常将比特率称为波特率。但在其他一些场合的具体情况下,这两者的含义是不相同的,使用时需注意它们之间的区别。
国际上规定了一个标准波特率系列,即50,75,110,150,300,600,1200,1800,2400,4800,9600,19200等。计算机终端与主机的接口常工作于9600波特,即终端与主机之间的数据传输速率为9600bit/s:串行接口的打印机常工作在110波特,即主机将以110bit/s的速率向打印机输出数据:使用调制解调器在公共电话线上进行远程数据通信时,前几年常采用1200bit/s或2400bit/s的传输速率。目前随着通信线路质量的改善和调制解调器性能的提高,其数据传输率可达33.6kb/s,甚至更高。
由此可见,在设计一个串行通信系统时,发送和接收双方的波特率必须一致,这是串行通信协议中的重要内容之一。
(3)发送时钟和接收时钟
在串行通信中,发送器需要用一定频率的时钟信号来决定发送的每位数据所占用的时间长度。接收器也需要用一定频率的时钟信号来检测每一位输入数据。发送器使用的时钟信号称为发送时钟,接收器使用的时钟信号称为接收时钟。也就是说,串行通信所传送的二进制数据序列在发送时以发送时钟作为数据位的划分界限,在接收时以接收时钟作为数据位的检测和采样定时。