在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中，系統(tǒng)與系統(tǒng)、處理器與設(shè)備之間的信息交換方式、規(guī)則和實(shí)施措施等統(tǒng)稱為通信技術(shù)。在三防加固平板進(jìn)行通信的過(guò)程中，如果交換的信息是以字節(jié)或字為單位且各位同時(shí)進(jìn)行傳送的，則稱為并行通信方式。三防加固平板并行通信傳送速率高，一般應(yīng)用在芯片內(nèi)和PCB內(nèi)的部件之間的通信中。如果通信雙方交換的信息是以位為單位每次傳送一位且各位數(shù)據(jù)依次按一定格式逐位傳送的，則稱為串行通信方式。三防加固平板串行通信方式所占用系統(tǒng)的資源少，常采用有線或無(wú)線方式，非常適合遠(yuǎn)距離通信。
本章主要介紹串行通信的有線通信和無(wú)線通信方式及其應(yīng)用技術(shù)。
在三防加固平板串行通信中，需要將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)據(jù)，然后采用一條信號(hào)線將多個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)按一定的時(shí)間和順序，逐位地由信息發(fā)送端傳送到接收端。根據(jù)數(shù)據(jù)的傳送方向和發(fā)送/接收是否能同時(shí)進(jìn)行，可分為單工通信方式、半雙工通信方式和全雙工通信方式。
單工通信方式是指消息只能單方向地傳送，發(fā)送端和接收端的身份是固定的，即信息的傳送是單向的。例如，數(shù)據(jù)只能從A傳送到B，而不能從B傳送到A，但B可以把監(jiān)控信息傳送到A。單工通信方式的連接線路一般采用兩線制，其中的一條線路用于傳送數(shù)據(jù)，另一條線路用于傳送監(jiān)控信息。
半雙工通信方式可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的雙向通信，但不能在兩個(gè)方向上同時(shí)進(jìn)行通信，只能輪流交替地進(jìn)行接收和發(fā)送通信信息，通信信道的任意一端既可以作為發(fā)送端也可以作為接收端。這種方式的通信線路一般也采用兩線制。
全雙工通信方式是指在通信的任意時(shí)刻，允許數(shù)據(jù)同時(shí)在兩個(gè)方向上傳送，即通信雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。全雙工通信方式既可以采用四線制，也可以用兩線制。一般采用四線制時(shí)，收、發(fā)的雙方都要使用一根數(shù)據(jù)線和一根監(jiān)控線。但是當(dāng)在一條線路上用兩種不同的頻率范圍代替兩個(gè)信道時(shí)，全雙工通信方式的四條線也可以用兩條線代替。例如，調(diào)制解調(diào)器就是用兩根線提供全雙工通信的。
在數(shù)據(jù)的串行通信中，通信雙方為保證串行通信的順利進(jìn)行，在數(shù)據(jù)傳送方式、編碼方式、同步方式、差錯(cuò)檢驗(yàn)方式、信息的格式和數(shù)據(jù)傳送速率等方面做出的規(guī)定，稱為通信規(guī)程，也稱為通信協(xié)議。通信雙方必須遵從統(tǒng)一通信協(xié)議，否則將無(wú)法進(jìn)行正常通信。
根據(jù)串行通信的時(shí)鐘控制方式的不同，三防加固平板可以分為同步通信和異步通信兩種方式，因此，通信協(xié)議也可分為異步串行通信協(xié)議和同步串行通信協(xié)議兩類。
1．三防加固平板異步串行通信方式
三防加固平板異步串行通信方式的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)以字符為單位進(jìn)行傳送的，在每個(gè)字符數(shù)據(jù)的傳送過(guò)程中都要加入一些識(shí)別信息位和校驗(yàn)信息位，從而構(gòu)成一幀字符信息。這種方式在發(fā)送時(shí)，信息位的同步時(shí)鐘并不發(fā)送到線路上去，在數(shù)據(jù)的發(fā)送端和接收端各自有獨(dú)立的時(shí)鐘。異步通信的速率也稱為波特率，波特率是指每秒傳送二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)或者每秒所傳輸?shù)淖址麛?shù)與位數(shù)的乘積。
例如，在51系列單片機(jī)中，異步通信雙方以字符為通信單位，每個(gè)字符由1個(gè)起始位（約定為邏輯0電平）、5～8個(gè)數(shù)據(jù)位（先傳送低位后傳送高位）、1個(gè)校驗(yàn)位（用于校驗(yàn)傳送的數(shù)據(jù)是否正確）、1個(gè)（或2個(gè)）停止位（邏輯1）四部分組成，如圖6-1所示。因此，一個(gè)字符信息可由10位或11位組成，這樣的一組字符稱為一幀。字符一幀一幀地傳送，每幀數(shù)據(jù)的傳送依靠起始位來(lái)同步。發(fā)送端發(fā)送完一個(gè)字符的停止位后，可立即發(fā)送下一幀字符信息。發(fā)送端也可發(fā)送空閑信號(hào)（邏輯“1”），表示通信雙方不進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。當(dāng)需要發(fā)送字符時(shí)，再用起始位進(jìn)行同步。在通信中為保證傳送正確，線路上傳送的所有位信號(hào)都保持一致的信號(hào)持續(xù)時(shí)間，接收端與發(fā)送端雖然使用各自獨(dú)立的時(shí)鐘，但必須保持相同的傳送速率。異步串行通信方式對(duì)硬件要求較低，實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較簡(jiǎn)單、靈活，但傳送信息的速率較低，所需發(fā)送的時(shí)間相對(duì)要長(zhǎng)一些。
圖1 串行異步傳輸通信格式
例如，要求對(duì)ASCII碼（7位）字符C（ASCII碼為43H）加上奇校驗(yàn)位后進(jìn)行傳送，其異步串行通信的數(shù)據(jù)傳送格式為0110000101。其中，最前面“0”為起始位；中間數(shù)據(jù)位“1100001”為字符C的ASCII編碼43H（在發(fā)送時(shí)，數(shù)據(jù)的低位在前、高位在后）；倒數(shù)第二位“0”為校驗(yàn)位；最后的“1”為停止位。注意，每幀信息的最高位和最低位由系統(tǒng)自動(dòng)生成。
51系列單片機(jī)異步串行通信的波特率一般為50～19200 bps。如果每秒傳送120個(gè)字符，每一個(gè)字符的格式為1個(gè)起始位、7個(gè) ASCII 碼數(shù)據(jù)位、1個(gè)奇偶校驗(yàn)位、1個(gè)停止位，共10位組成，這時(shí)傳送速率為
10位/字符×120字符/秒=1200 bps=1200波特
可見(jiàn)，三防加固平板異步串行通信在傳送每個(gè)字符時(shí)至少要傳送20％的附加控制信息（開(kāi)始和停止位），因而傳送效率較低。
2．三防加固平板同步串行通信方式
在三防加固平板異步串行通信方式中，每傳送一個(gè)字符都要用到起始位和停止位作為其傳送開(kāi)始和傳送結(jié)束的標(biāo)志，為了提高傳送速率，可采用同步字符的方式作為數(shù)據(jù)傳送開(kāi)始的統(tǒng)一標(biāo)志。
三防加固平板同步串行通信是以數(shù)據(jù)塊為單位傳輸數(shù)據(jù)的，其結(jié)構(gòu)為：同步字符（SYN）、數(shù)據(jù)塊、校驗(yàn)碼，其格式如圖6-2所示。在數(shù)據(jù)塊被傳送前，需加入1個(gè)或2個(gè)同步字符（SYN），作為傳輸數(shù)據(jù)信息開(kāi)始的標(biāo)志；中間部分是需要被傳送的數(shù)據(jù)塊（或者稱為數(shù)據(jù)包）；最后部分為1個(gè)或2個(gè)校驗(yàn)字符碼。接收端接收到數(shù)據(jù)后，采用校驗(yàn)字符碼對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，以判斷傳輸是否正確。在同步協(xié)議中，一般采用循環(huán)冗余碼（即CRC碼）方式進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)，具有較高的查錯(cuò)和糾錯(cuò)能力。
圖2 串行同步通信格式
三防加固平板同步串行通信方式在發(fā)送端和接收端之間一般采用公共的同步時(shí)鐘，以確保雙方在工作時(shí)保持同步。在實(shí)際操作時(shí)，可在傳輸線中增加一根時(shí)鐘信號(hào)線，用同一時(shí)鐘發(fā)生器驅(qū)動(dòng)收、發(fā)設(shè)備。但是當(dāng)信息傳輸距離太遠(yuǎn)時(shí)，也可以將時(shí)鐘信息包含在信息塊中，然后通過(guò)調(diào)制解調(diào)器從數(shù)據(jù)流中提取同步信號(hào)，采用鎖相環(huán)技術(shù)得到與發(fā)送時(shí)鐘頻率相同的接收時(shí)鐘頻率；也可以在接收端和發(fā)送端分別采用單獨(dú)的時(shí)鐘信號(hào)方式，但這種方式則要求雙方時(shí)鐘嚴(yán)格保持同步。
在同步串行通信的數(shù)據(jù)塊內(nèi)，數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間不需要插入同步字符、沒(méi)有間隙，因而傳輸效率較高。但要求有準(zhǔn)確的時(shí)鐘，用來(lái)實(shí)現(xiàn)接收與發(fā)送雙方的嚴(yán)格同步，對(duì)硬件要求較高。同步串行通信方式適合傳送成批數(shù)據(jù)，一般用于高速通信方式。在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中，典型的同步串行通信方式有USB、I2C和SPI等
