串口通訊-同步通信方式

1 、同步通信方式的特點(diǎn):
采用同步通信時(shí),將許多字符組成一個(gè)信息組,這樣,字符可以一個(gè)接一個(gè)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(shí),要填上空字符,因?yàn)橥絺鬏敳辉试S有間隙.在同步傳輸過程中,一個(gè)字符可以對(duì)應(yīng) 5 ～ 8 位.當(dāng)然,對(duì)同一個(gè)傳輸過程,所有字符對(duì)應(yīng)同樣的數(shù)位,比如說 n 位.這樣,傳輸時(shí),按每 n 位劃分為一個(gè)時(shí)間片,發(fā)送端在一個(gè)時(shí)間片中發(fā)送一個(gè)字符,接收端則在一個(gè)時(shí)間片中接收一個(gè)字符.
同步傳輸時(shí),一個(gè)信息幀中包含許多字符,每個(gè)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(gè)代碼.在整個(gè)系統(tǒng)中,由一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)鐘控制發(fā)送端的發(fā)送和空字符用同一個(gè)代碼.接收端當(dāng)然是應(yīng)該能識(shí)別同步字符的,當(dāng)檢測(cè)到有一串?dāng)?shù)位和同步字符相匹配時(shí),就認(rèn)為開始一個(gè)信息幀,于是,把此后的數(shù)位作為實(shí)際傳輸信息來(lái)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(gè)特殊字符(稱為控制字符)作為信息傳輸?shù)臉?biāo)志.其格式為

SYN
SOH
標(biāo)題
STX
數(shù)據(jù)塊
ETB/ETX
塊校驗(yàn)

SYN :同步字符( Synchronous character ),每幀可加 1 個(gè)(單同步)或 2 個(gè)(雙同步)同步字符.
SOH :標(biāo)題開始( Start of Header ).
標(biāo)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(gè)字符組成.
ETB: 塊傳輸結(jié)束( end of transmission block ), 標(biāo)識(shí)本數(shù)據(jù)塊結(jié)束.
ETX :全文結(jié)束( end of text ),(全文分為若干塊傳輸).
塊校驗(yàn):對(duì)從 SOH 開始,直到 ETB/ETX 字段的檢驗(yàn)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(biāo)識(shí)幀的開始和結(jié)束. 幀格式為:

F 場(chǎng)
AF 場(chǎng)
C 場(chǎng)
I 場(chǎng)
FC 場(chǎng)
F 場(chǎng)

F 場(chǎng):標(biāo)志場(chǎng) ; 作為一幀的開始和結(jié)束,標(biāo)志字符為 8 位, 01111110 .
A 場(chǎng):地址場(chǎng),規(guī)定接收方地址,可為 8 的整倍位.接收方檢查每個(gè)地址字節(jié)的第 1 位,如果為 "0" ,則后邊跟著另一個(gè)地址字節(jié).若為 "1" ,則該字節(jié)為最后一個(gè)地址字節(jié).
C 場(chǎng):控制場(chǎng).指示信息場(chǎng)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(gè)字節(jié)也是控制場(chǎng).
I 場(chǎng):信息場(chǎng).要傳送的數(shù)據(jù).
FC 場(chǎng):幀校驗(yàn)場(chǎng). 16 位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼 CRC .除 F 場(chǎng)和自動(dòng)插入的 "0" 位外,均參加 CRC 計(jì)算.
4 、同步通信的 "0 位插入和刪除技術(shù) "
在同步通信中,一幀信息以一個(gè)(或幾個(gè))特殊字符開始,例如, F 場(chǎng) =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(rèn)為幀的開始,發(fā)送方采用了 "0 位插入技術(shù) " ,相應(yīng)地,接收方采用 "0 位刪除技術(shù) " .
發(fā)送方的 0 位插入:除了起始字符外,當(dāng)連續(xù)出現(xiàn) 5 個(gè) 1 時(shí),發(fā)送方自動(dòng)插入一個(gè) 0 .使得在整個(gè)信息幀中,只有起始字符含有連續(xù)的 6 個(gè) 1 .
接收方的 "0 位刪除技術(shù) " :接收方收到連續(xù) 6 個(gè) 1 ,作為幀的起始,把連續(xù)出現(xiàn) 5 個(gè) 1 后的 0 自動(dòng)刪除.
5 、同步通信的 " 字節(jié)填充技術(shù) "
設(shè)需要傳送的原始信息幀為:

SOT
DATA
EOT

節(jié)填充技術(shù)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(jié)束字符 EOT .
設(shè)按下表方式進(jìn)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(duì)需要發(fā)送的原始幀進(jìn)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(jìn)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(jiǎn)單,雙方時(shí)鐘可允許一定誤差.同步通信較復(fù)雜,雙方時(shí)鐘的允許誤差較小.
( 2 )異步通信只適用于點(diǎn) <--> 點(diǎn),同步通信可用于點(diǎn) <--> 多.
( 3 )通信效率:異步通信低,同步通信高.