串口通訊―通信協議

2.串行通信協議

串行通信協議分同步協議和異步協議。

（1）異步通信協議的實例――起止式異步協議

圖3

特點與格式：

起止式異步協議的特點是一個字符一個字符傳輸，并且傳送一個字符總是以起始位開始，以停止位結束，字符之間沒有固定的時間間隔要求。其格式如圖3 所示。每一個字符的前面都有一位起始位（低電平，邏輯值0），字符本身有5～7位數據位組成，接著字符后面是一位校驗位（也可以沒有校驗位），最后是一位，或意味半，或二位停止位，停止位后面是不定長度的空閑位。停止位和空閑位都規定為高電平（邏輯值），這樣就保證起始位開始處一定有一個下跳沿。

從圖中可以看出，這種格式是靠起始位和停止位來實現字符的界定或同步的，故稱為起始式協議。傳送時，數據的低位在前，高位在后，圖4表示了傳送一個字符E的ASCAII碼的波形1010001。當把它的最低有效位寫到右邊時，就是E的ASCII碼1000101=45H。

圖4

起／止位的作用：起始位實際上是作為聯絡信號附加進來的，當它變為低電平時，告訴收方傳送開始。它的到來，表示下面接著是數據位來了，要準備接收。而停止位標志一個字符的結束，它的出現，表示一個字符傳送完畢。這樣就為通信雙方提供了何時開始收發，何時結束的標志。傳送開始前，發收雙方把所采用的起止式格式（包括字符的數據位長度，停止位位數，有無校驗位以及是奇校驗還是偶校驗等）和數據傳輸速率作統一規定。傳送開始后，接收設備不斷地檢測傳輸線，看是否有起始位到來。當收到一系列的“1”（停止位或空閑位）之后，檢測到一個下跳沿，說明起始位出現，起始位經確認后，就開始接收所規定的數據位和奇偶校驗位以及停止位。經過處理將停止位去掉，把數據位拼裝成一個并行字節，并且經校驗后，無奇偶錯才算正確的接收一個字符。一個字符接收完畢，接收設備有繼續測試傳輸線，監視“0”電平的到來和下一個字符的開始，直到全部數據傳送完畢。

由上述工作過程可看到，異步通信是按字符傳輸的，每傳輸一個字符，就用起始位來通知收方，以此來重新核對收發雙方同步。若接收設備和發送設備兩者的時鐘頻率略有偏差，這也不會因偏差的累積而導致錯位，加之字符之間的空閑位也為這種偏差提供一種緩沖，所以異步串行通信的可靠性高。但由于要在每個字符的前后加上起始位和停止位這樣一些附加位，使得傳輸效率變低了，只有約80%。因此，起止協議一般用在數據速率較慢的場合（小于19.2kbit/s）。在高速傳送時，一般要采用同步協議。

（2）面向字符的同步協議

特點與格式：這種協議的典型代表是IBM 公司的二進制同步通信協議(BSC）。它的特點是一次傳送由若干個字符組成的數據塊，而不是只傳送一個字符，并規定了10個字符作為這個數據塊的開頭與結束標志以及整個傳輸過程的控制信息，它們也叫做通信控制字。由于被傳送的數據塊是由字符組成，故被稱作面向字符的協議。