串口通訊-同步通信方式

1 、同步通信方式的特點:
采用同步通信時,將許多字符組成一個信息組,這樣,字符可以一個接一個地傳輸,但是,在每組信息(通常稱為幀)的開始要加上同步字符,在沒有信息要傳輸時,要填上空字符,因為同步傳輸不允許有間隙.在同步傳輸過程中,一個字符可以對應 5 ～ 8 位.當然,對同一個傳輸過程,所有字符對應同樣的數(shù)位,比如說 n 位.這樣,傳輸時,按每 n 位劃分為一個時間片,發(fā)送端在一個時間片中發(fā)送一個字符,接收端則在一個時間片中接收一個字符.
同步傳輸時,一個信息幀中包含許多字符,每個信息幀用同步字符作為開始,一般將同步字符和空字符用同一個代碼.在整個系統(tǒng)中,由一個統(tǒng)一的時鐘控制發(fā)送端的發(fā)送和空字符用同一個代碼.接收端當然是應該能識別同步字符的,當檢測到有一串數(shù)位和同步字符相匹配時,就認為開始一個信息幀,于是,把此后的數(shù)位作為實際傳輸信息來處理.
2 、面向字符的同步協(xié)議( IBM 的 BSC 協(xié)議)

該協(xié)議規(guī)定了 10 個特殊字符(稱為控制字符)作為信息傳輸?shù)臉酥?其格式為

SYN
SOH
標題
STX
數(shù)據(jù)塊
ETB/ETX
塊校驗

SYN :同步字符( Synchronous character ),每幀可加 1 個(單同步)或 2 個(雙同步)同步字符.
SOH :標題開始( Start of Header ).
標題: Header ,包含源地址(發(fā)送方地址)、目的地址(接收方地址)、路由指示.
STX :正文開始( Start of Text ).
數(shù)據(jù)塊:正文( Text ),由多個字符組成.
ETB: 塊傳輸結束( end of transmission block ), 標識本數(shù)據(jù)塊結束.
ETX :全文結束( end of text ),(全文分為若干塊傳輸).
塊校驗:對從 SOH 開始,直到 ETB/ETX 字段的檢驗碼.
3 、面向 bit 的同步協(xié)議( ISO 的 HDLC )

一幀信息可以是任意位,用位組合標識幀的開始和結束. 幀格式為:

F 場
AF 場
C 場
I 場
FC 場
F 場

F 場:標志場 ; 作為一幀的開始和結束,標志字符為 8 位, 01111110 .
A 場:地址場,規(guī)定接收方地址,可為 8 的整倍位.接收方檢查每個地址字節(jié)的第 1 位,如果為 "0" ,則后邊跟著另一個地址字節(jié).若為 "1" ,則該字節(jié)為最后一個地址字節(jié).
C 場:控制場.指示信息場的類型, 8 位或 16 位.若第 1 字節(jié)的第 1 位為 0 ,則還有第 2 個字節(jié)也是控制場.
I 場:信息場.要傳送的數(shù)據(jù).
FC 場:幀校驗場. 16 位循環(huán)冗余校驗碼 CRC .除 F 場和自動插入的 "0" 位外,均參加 CRC 計算.
4 、同步通信的 "0 位插入和刪除技術 "
在同步通信中,一幀信息以一個(或幾個)特殊字符開始,例如, F 場 =01111110B .
但在信息幀的其他位置,完全可能出現(xiàn)這些特殊字符,為了避免接收方把這些特殊字符誤認為幀的開始,發(fā)送方采用了 "0 位插入技術 " ,相應地,接收方采用 "0 位刪除技術 " .
發(fā)送方的 0 位插入:除了起始字符外,當連續(xù)出現(xiàn) 5 個 1 時,發(fā)送方自動插入一個 0 .使得在整個信息幀中,只有起始字符含有連續(xù)的 6 個 1 .
接收方的 "0 位刪除技術 " :接收方收到連續(xù) 6 個 1 ,作為幀的起始,把連續(xù)出現(xiàn) 5 個 1 后的 0 自動刪除.
5 、同步通信的 " 字節(jié)填充技術 "
設需要傳送的原始信息幀為:

SOT
DATA
EOT

節(jié)填充技術采用字符替換方式,使信息幀的 DATA 中不出現(xiàn)起始字符 SOT 和結束字符 EOT .
設按下表方式進行替換:

DATA 中的原字符
替換為

SOT
ESC X

EOT
ESC Y

ESC
ESC Z

其中, ESC=1AH , X 、 Y 、 Z 可指定為任意字符(除 SOT 、 EOT 、 ESC 外).
發(fā)送方按約定方式對需要發(fā)送的原始幀進行替換,并把替換后的新的幀發(fā)送給接收方.
接收方按約定方式進行相反替換,可以獲得原始幀信息.
6 、異步通信和同步通信的比較
( 1 )異步通信簡單,雙方時鐘可允許一定誤差.同步通信較復雜,雙方時鐘的允許誤差較小.
( 2 )異步通信只適用于點 <--> 點,同步通信可用于點 <--> 多.
( 3 )通信效率:異步通信低,同步通信高.