什么是串行通信

　　串行通信是指 使用一條數(shù)據(jù)線，將數(shù)據(jù)一位一位地依次傳輸，每一位數(shù)據(jù)占據(jù)一個(gè)固定的時(shí)間長(zhǎng)度。其只需要少數(shù)幾條線就可以在系統(tǒng)間交換信息，特別適用于計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間的遠(yuǎn)距離通信。

　　串行通信的分類

　　串行通信可以分為同步通信和異步通信兩類。同步通信是按照軟件識(shí)別同步字符來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，異步通信是一種利用字符的再同步技術(shù)的通信方式。

　　1、同步通信

　　同步通信是一種連續(xù)串行傳送數(shù)據(jù)的通信方式，一次通信只傳送一幀信息。這里的信息幀與異步通信中的字符幀不同，通常含有若干個(gè)數(shù)據(jù)字符。

　　它們均由同步字符、數(shù)據(jù)字符和校驗(yàn)字符（CRC）組成。其中同步字符位于幀開頭，用于確認(rèn)數(shù)據(jù)字符的開始。數(shù)據(jù)字符在同步字符之后，個(gè)數(shù)沒有限制，由所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊長(zhǎng)度來決定；校驗(yàn)字符有1到2個(gè)，用于接收端對(duì)接收到的字符序列進(jìn)行正確性的校驗(yàn)。同步通信的缺點(diǎn)是要求發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘保持嚴(yán)格的同步。

　　2、異步通信

　　異步通信中，在異步通行中有兩個(gè)比較重要的指標(biāo)：字符幀格式和波特率。數(shù)據(jù)通常以字符或者字節(jié)為單位組成字符幀傳送。字符幀由發(fā)送端逐幀發(fā)送，通過傳輸線被接收設(shè)備逐幀接收。發(fā)送端和接收端可以由各自的時(shí)鐘來控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，這兩個(gè)時(shí)鐘源彼此獨(dú)立，互不同步。

　　接收端檢測(cè)到傳輸線上發(fā)送過來的低電平邏輯“0”（即字符幀起始位）時(shí)，確定發(fā)送端已開始發(fā)送數(shù)據(jù)，每當(dāng)接收端收到字符幀中的停止位時(shí)，就知道一幀字符已經(jīng)發(fā)送完畢。

　　異步通信的特點(diǎn)

　　1、 起止式異步通信協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)對(duì)收發(fā)雙方的時(shí)鐘同步要求不高，即使收、發(fā)雙方的時(shí)鐘頻率存在一定偏差，只要不使接收器在一個(gè)字符的起始位之后的采樣出現(xiàn)錯(cuò)位現(xiàn)象，則數(shù)據(jù)傳輸仍可正常進(jìn)行。因此，異步通信的發(fā)送器和接收器可以不用共同的時(shí)鐘，通信的雙方可以各自使用自己的本地時(shí)鐘。

　　2、實(shí)際應(yīng)用中，串行異步通信的數(shù)據(jù)格式，包括數(shù)據(jù)位的位數(shù)、校驗(yàn)位的設(shè)置以及停止位的位數(shù)都可以根據(jù)實(shí)際需要，通過可編程串行接口電路，用軟件命令的方式進(jìn)行設(shè)置。在不同傳輸系統(tǒng)中，這些通信格式的設(shè)定完全可以不同;但在同一個(gè)傳輸系統(tǒng)的發(fā)送方和接收方的設(shè)定必須一致，否則將會(huì)由于收、發(fā)雙方約定的不一致而造成數(shù)據(jù)傳輸?shù)腻e(cuò)誤與混亂。

　　3、串行異步通信中，為發(fā)送一個(gè)字符需要一些附加的信息位，如起始位、校驗(yàn)位和停止位等。這些附加信息位不是有效信息本身，它們被稱為額外開銷或通信開銷，這種額外開銷使通信效率降低。例如一個(gè)字符由7位組成，加上一位起始位、一位校驗(yàn)位和一位停止位 ，發(fā)送一個(gè)字符必須發(fā)送10位，而其中只有7位是有效的，其余3位不是有效的，使通信能力的30%成了額外開銷。所以異步通信適用于傳送數(shù)據(jù)量較少或傳輸要求不高的場(chǎng)合。對(duì)于快速、大量信息的傳輸，一般采用通信效率較高的同步通信方式。

　　4、串行異步通信依靠對(duì)每個(gè)字符設(shè)置起始位和停止位的方法，使通信雙方達(dá)到同步。

　　串行通信特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)

　　數(shù)據(jù)在單條一位寬的傳輸線上，一比特接一比特地按順序傳送的方式稱為串行通信。 在并行通信中，一個(gè)字節(jié)（8位）數(shù)據(jù)是在8條并行傳輸線上同時(shí)由源傳到目的地；而在串行通信方式中，數(shù)據(jù)是在單條1位寬的傳輸線上一位接一位地順序傳送。這樣一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)要分8次由低位到高位按順序一位位地傳送。由此可見，串行通信的特點(diǎn)如下：

　　1、節(jié)省傳輸線，這是顯而易見的。尤其是在遠(yuǎn)程通信時(shí)，此特點(diǎn)尤為重要。這也是串行通信的主要優(yōu)點(diǎn)。

　　2、數(shù)據(jù)傳送效率低。與并行通信比，這也這是顯而易見的。這也是串行通信的主要缺點(diǎn)。

　　例如：傳送一個(gè)字節(jié)，并行通信只需要1T的時(shí)間，而串行通信至少需要8T的時(shí)間。 由此可見，串行通信適合于遠(yuǎn)距離傳送，可以從幾米到數(shù)千公里。對(duì)于長(zhǎng)距離、低速率的通信，串行通信往往是唯一的選擇。并行通信適合于短距離、高速率的數(shù)據(jù)傳送，通常傳輸距離小于30米。特別值得一提的是，現(xiàn)成的公共電話網(wǎng)是通用的長(zhǎng)距離通信介質(zhì)，它雖然是為傳輸聲音信號(hào)設(shè)計(jì)的，但利用調(diào)制解調(diào)技術(shù)，可使現(xiàn)成的公共電話網(wǎng)系統(tǒng)為串行數(shù)據(jù)通信提供方便、實(shí)用的通信線路。

　　串行通信的應(yīng)用

　　EIA-232、EIA-422與EIA-485標(biāo)準(zhǔn)等串行通信技術(shù)應(yīng)用很廣，如錄像機(jī)、計(jì)算機(jī)以及許多工業(yè)控制設(shè)備上都配備有EIA－232串行通信接口。

　　USB接口應(yīng)用較為廣泛。人們?cè)谑袌?chǎng)上可以看到，每一款計(jì)算機(jī)主板都帶有不少于2個(gè)USB接口，USB打印機(jī)、USB調(diào)制解調(diào)器、USB鼠標(biāo)、USB音箱、USB存儲(chǔ)器等產(chǎn)品越來越多，USB接口已經(jīng)占據(jù)了串行通信技術(shù)的壟斷地位。

　　目前支持IEEE 1394的產(chǎn)品有臺(tái)式計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、高精度掃描儀、數(shù)字視頻（DV）攝影機(jī)、數(shù)碼音箱（SA2.5）、數(shù)碼相機(jī)等。