通信接口協(xié)議介紹

作者：時(shí)間：2012-04-16 來源：網(wǎng)絡(luò)

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在現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸中大量采用接口方式，監(jiān)控系統(tǒng)涉及較多的是串行通信接口和網(wǎng)絡(luò)接口。

一、串行通信協(xié)議
計(jì)算機(jī)與外設(shè)或計(jì)算機(jī)之間的通信通常有兩種方式：并行通信和串行通信。
并行通信指數(shù)據(jù)的各位同時(shí)傳送。并行方式傳輸數(shù)據(jù)速度快，但占用的通信線多，傳輸數(shù)據(jù)的可靠性隨距離的增加而下降，只適用于近距離的數(shù)據(jù)傳送。
串行通信是指在單根數(shù)據(jù)線上將數(shù)據(jù)一位一位地依次傳送。發(fā)送過程中，每發(fā)送完一個(gè)數(shù)據(jù)，再發(fā)送第二個(gè)，依此類推。接受數(shù)據(jù)時(shí)，每次從單根數(shù)據(jù)線上一位一位地依次接受，再把它們拼成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)。在遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信中，一般采用串行通信方式，它具有占用通信線少、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

1、串行通信的基本概念

(1)同步和異步通信方式

串行通信有兩種最基本的通信方式：同步串行通信方式和異步串行通信方式。同步串行通信方式是指在相同的數(shù)據(jù)傳送速率下，發(fā)送端和接受端的通信頻率保持嚴(yán)格同步。由于不需要使用起始位和停止位，可以提高數(shù)據(jù)的傳輸速率，但發(fā)送器和接受器的成本較高。異步串行通信是指發(fā)送端和接受端在相同的波特率下不需要嚴(yán)格地同步，允許有相對(duì)的時(shí)間時(shí)延，即收、發(fā)兩端的頻率偏差在10％以內(nèi)，就能保證正確實(shí)現(xiàn)通信。

(2)數(shù)據(jù)傳送方式

①單工方式。單工方式采用一根數(shù)據(jù)傳輸線，只允許數(shù)據(jù)按照固定的方向傳送。圖8(a)中A只能作為發(fā)送器，B只能作為接收器，數(shù)據(jù)只能從A傳送到B，不能從B傳送到A。
②半雙工方式。半雙工方式采用一根數(shù)據(jù)傳輸線，允許數(shù)據(jù)分時(shí)地在兩個(gè)方向傳送，但不能同時(shí)雙向傳送。圖8(b)中在某一時(shí)刻，A為發(fā)送器，B為接收器，數(shù)據(jù)從A傳送到B；而在另一個(gè)時(shí)刻，A可以作為接收器，B作為發(fā)送器，數(shù)據(jù)從B傳送到A。
③全雙工方式。全雙工方式采用兩根數(shù)據(jù)傳輸線，允許數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行雙向傳送。圖8(c)中A和B具有獨(dú)立的發(fā)送器和接收器，在同一時(shí)刻，既允許A向B發(fā)送數(shù)據(jù)，又允許B向A發(fā)送數(shù)據(jù)。

(3)波特率

波特率是指每秒內(nèi)傳送二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，以b/s和bps（位/秒）為單位。它是衡量串行數(shù)據(jù)傳送速度快慢的重要指標(biāo)和參數(shù)。計(jì)算機(jī)通信中常用的波特率是：110，300，600，1200，2400，4800，9600，19200bps。

(4)串行通信的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)

在串行通信過程中存在不同程度的噪聲干擾，這些干擾有時(shí)會(huì)導(dǎo)致在傳輸過程中出現(xiàn)差錯(cuò)。因此在串行通信中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)是非常重要的，也是衡量通信系統(tǒng)質(zhì)量的重要指標(biāo)。檢錯(cuò)，就是如何發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，而糾錯(cuò)就是在發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后，如何采取措施糾正錯(cuò)誤。
①誤碼率
誤碼率是指數(shù)據(jù)經(jīng)傳輸后發(fā)生錯(cuò)誤的位數(shù)與總傳輸位數(shù)之比。在計(jì)算機(jī)通信中，一般要求誤碼率達(dá)到10-6數(shù)量級(jí)。誤碼率與通信過程中的線路質(zhì)量、干擾、波特率等因素有關(guān)。
②奇偶校驗(yàn)
奇偶校驗(yàn)是常用的一種檢錯(cuò)方式。奇偶校驗(yàn)就是在發(fā)送數(shù)據(jù)位最后一位添加一位奇偶校驗(yàn)位（0或1），以保證數(shù)據(jù)位和奇偶校驗(yàn)位中1的總和為奇數(shù)或偶數(shù)。若采用偶校驗(yàn)，則應(yīng)保證1的總數(shù)為偶數(shù)；若采用奇校驗(yàn)，則應(yīng)保證1的總和為奇數(shù)。在接受數(shù)據(jù)時(shí)，CPU應(yīng)檢測數(shù)據(jù)位和奇偶校驗(yàn)位中1的總數(shù)是否符合奇偶校驗(yàn)規(guī)則，如果出現(xiàn)誤碼，則應(yīng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的錯(cuò)誤處理服務(wù)程序，進(jìn)行后續(xù)糾錯(cuò)。
③糾錯(cuò)
在基本通信規(guī)程中一般采用奇偶校驗(yàn)或方陣碼檢錯(cuò)，以重發(fā)方式進(jìn)行糾錯(cuò)。在高級(jí)通信中一般采用循環(huán)冗余碼（CRC）檢錯(cuò)，以自動(dòng)糾錯(cuò)方式來糾錯(cuò)。一般說來，附加的冗余位越多，檢測、糾錯(cuò)能力就越強(qiáng)，但通信效率也就越低。

①管腳定義
RS-232物理接口標(biāo)準(zhǔn)可分成25芯和9芯D型插座兩種，均有針、孔之分。其中TX（發(fā)送數(shù)據(jù)）、RX（接受數(shù)據(jù)）和GND（信號(hào)地）是三條最基本的引線，就可以實(shí)現(xiàn)簡單的全雙工通信。DTR（數(shù)據(jù)終端就緒）、DSR（數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好）、RTS（請(qǐng)求發(fā)送）和CTS（清除發(fā)送）是最常用的硬件聯(lián)絡(luò)信號(hào)。

3 2 發(fā)送數(shù)據(jù)&n

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