串行端口工作原理

串行端口工作原理

串行端口一直被視作計算機最基礎的外部連接設備之一，在過去的20多年時間里，它一直是大多數計算機不可或缺的組成部分。雖然許多較新的系統在采用USB連接設備后，已經徹底放棄了串行端口，但大多數調制解調器都仍然在使用，一些打印機、掌上型電腦 和數碼相機也是如此。不過，計算機所帶的串行端口一般都不會超過兩個。

­ PC背面的兩個串行端口

從本質上說，串行端口可提供標準的連接器和協議，允許我們將調制解調器等設備連接到計算機上。

當今人們使用的所有計算機操作系統都支持串行端口，因為其“入駐”計算機已有數十年的歷史了。而并行端口的發明要晚得多，速度也比串行端口快得多。USB端口的歷史只有數年，它很可能在接下來的幾年內全面取代串行端口和并行端口。

之所以取名為“串行”端口，是因為這種端口會將數據“串行化”。更具體地說，它一次獲取一個字節的數據并傳輸該字節的8位。這樣做的優勢在于，串行端口只需要一條線路就能傳輸8個位，而并行端口則需要8條。相應的劣勢在于，其傳輸數據的用時是擁有八條線路時的8倍。此外，串行端口還可以降低線纜成本，使線纜更加小巧。

在發送數據的每個字節之前，串行端口會發送一個開始位，這是一個值為0的單個位。在發送完數據的每個字節之后，它將發送一個停止位，表示該字節已傳輸完成。此外，它還可以發送奇偶校驗位。

串行端口也稱為通信（COM）端口，是一種雙向端口。在雙向通信中，每個設備都可以接收數據和傳輸數據。串行設備使用不同的針腳來接收和傳輸數據——如果使用相同的針腳，通信將限制為半雙工模式，這表示信息一次只能在一個方向上傳播。使用不同的針腳可以實現全雙工通信，在這種模式中，信息可以同時在兩個方向上傳播。

這個40針的雙列直插封裝（DIP）芯片是美國國家半導體公司NS16550D UART芯片的一種型號。

串行端口依靠特殊的控制器芯片通用異步接收/傳輸器（UART）來實現自己的功能。UART芯片從計算機的系統總線獲得并行輸出，然后將其轉換成串行形式，以便通過串行端口傳輸。為了提高效率，大多數UART芯片都內置有16到64千字節的緩沖區。利用這個緩沖區，芯片便可以在處理要流向串行端口的數據的同時，緩存從系統總線流入的數據。大多數標準串行端口的最大傳輸速率為115Kbps（千比特每秒），增強型串行端口（ESP）和超級增強型串行端口（Super ESP）等高速串行端口可以實現460Kbps的數據傳輸速率。

適用于串行端口的外部連接器可以是9針腳的，也可以是25針腳的。最初，串行端口的主要用途是將調制解調器連接到計算機上。針腳的功能分配反映了這一點。下面，讓我們詳細了解一下在連接調制解調器時，每個針腳都有何作用。

9針和25針串行連接器特寫

9針連接器

1. 載波檢測——確定調制解調器是否連接到了可用的電話線路。
2. 接收數據——計算機接收調制解調器發送過來的信息。
3. 傳輸數據——計算機向調制解調器發送信息。
4. 數據終端就緒——計算機通知調制解調器自己已準備好通話。
   
   
   
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