什么是异步通信?异步通信原理介绍

曹群琰
导读 异步通信,异步通信是什么意思?在异步通信中,数据通常以字符或字节为单位在字符帧中传输。发送方逐帧发送字符,接收方通过传输线逐帧接收

异步通信,异步通信是什么意思?

在异步通信中,数据通常以字符或字节为单位在字符帧中传输。发送方逐帧发送字符,接收方通过传输线逐帧接收字符。发射机和接收机可以通过各自的时钟控制数据的发送和接收。这两个时钟源是独立的,彼此不同步。

异步通信以一个字符为传输单位,通信中两个字符之间的时间间隔是不固定的,但同一字符中两个相邻位码之间的时间间隔是固定的。

通信协议(通信规范):使用异步串行端口传输一个字符的信息。数据格式有以下规定:有空闲位、起始位、数据位、奇偶位、停止位。

下图显示了异步通信的时序。

你们所有人的意思如下:

起始位:首先,发送一个逻辑“0”信号来表示传输字符的开始。

数据位:紧接在起始位之后。位数可以是4、5、6、7、8等。形成性格。一般使用ASCII码。传输从最低位开始,由时钟定位。

奇偶校验位:这个位加到数据位后,“1”的个数应该是偶数(偶数奇偶校验)或奇数(奇数奇偶校验),以验证数据传输的正确性。

停止位:是字符数据的结束符号。它可以是1位、1.5位或2位高电平。

空闲位:处于逻辑“1”状态,表示当前线路上没有数据传输。

波特率:衡量数据传输速率的指针。表示每秒传输的二进制位数。例如,如果数据传输速率为120字符/秒,每个字符为10位,则数据传输的波特率为10120=1200字符/秒=1200波特。

注意:异步通信是通过字符传输的。接收设备收到初始信号后,只要能在一个字符的传输时间内与发送设备保持同步,就能正确接收。下一个字符的起始位的到达重新校准了同步(通过检测起始位,发送方和接收方的时钟是自同步的)。

相关芯片

专用USRT和通用异步收发器接口芯片。

异步通信,异步通信。

异步通信是指两个不同步的设备之间通过定时机制或其他技术进行数据传输。在异步通信中,两个字符之间的时间间隔是不固定的,但是每个字符之间的时间间隔是固定的。基本上,发送方可以随时传输数据,接收方必须做好接收信息的准备。相反,同步传输是精确同步的比特流,其中字符的开始由定时机制定位。

在异步传输和同步传输广泛使用的主机/终端环境中,异步传输用于从用户定期按键的终端传输字符。接收系统知道等待下一个密钥,即使它需要更多的时间。相反,同步传输用作定期传输大量信息的大型系统之间的数据链路。该协议是为在公共电话系统中使用慢速链接而优化的,因此不相关的位将从传输中去除,并且时钟将用于分隔字符。

在异步通信中,字符被编码为由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成的位串。这一系列信息以起始位开始,以结束位结束,称为帧。校验位有时用于错误检测和纠正。传输的“开始和停止”模式意味着对于每个新字符,传输从头重新开始,并且消除了最后一次传输期间可能出现的任何时间差。当差异确实出现时,错误检测和纠正机制可以请求重传。

传输字符时,从低级起始位开始,然后传输5 ~ 8位数的数据位。在传输过程中,应按照低优先级、高末位的顺序进行传输。奇偶校验位用于检查数据传输的正确性,可以用也可以不用,可以由程序指定。最后发送一个高级停止位,可以是1位,1.5位,也可以是2位。结束位和星号之间的空闲位

在异步通信中,每接收一个字符,接收方就需要与发送方重新同步,所以接收方的同步时钟信号不需要与发送方严格同步,只要他们能在一个字符的传输时间范围内保持同步即可,这意味着对时钟信号漂移的要求远低于同步信号,硬件成本也低很多。但是,当一个字符异步传输时,大约需要增加20%的额外信息比特,因此传输效率相对较低。异步通信简单、可靠、易于实现,因此被广泛应用于各种微机系统中。

通过在每台计算机的异步通信端口之间连接一根不带调制解调器的电缆,就可以在两台相邻的计算机之间进行异步传输。如果计算机之间的距离很远,每个端口都需要一个调制解调器来转换计算机数字信号,以便通过模拟电话线传输。在普通交换机(拨号)或租用电话线上,情况就不同了。

步进传输可以以高达56千比特/秒的速度进行。

信道是两个通信设备之间的单一通信路径,由物理连接或多路复用技术创建。电路是提供通信信道的实际物理连接。拨号电话系统为两个系统之间的通信通道提供电路。单工电路是单向传输路径,在单个方向传输信号。半双工电路是一种提供双向传输的传输路径,但一次只能在一个方向上传输。全双工链路是一种双向传输路径,可以同时在两条电路上双向传输。

误差校正方法

所有传输介质都容易受到介质本身带来的干扰和问题的影响,例如电阻和信号衰减。外部干扰可能由背景噪音、大气辐射、机器甚至故障设备引起。受干扰影响的比特数随着传输速率的增加而增加,因为干扰帧中涉及更多的比特。为了纠正这些问题,应该使用错误检测和纠正方法。

在奇偶校验期间,每组中1的数量必须始终相同(无论是奇数还是偶数),以表示一组位传输正确。逐字符检查被称为VRC(垂直冗余检查)。逐块校验被称为LRC(纵向冗余校验)。在传输开始之前,两个部门

统的奇偶校验方法必须达成一致。有偶校验(1的数目必须为偶数)、奇校验(1的数目必须为奇数)、空号奇偶校验(校验位始终为0)和传号奇偶校验(校验位始终为1)。

  新型的调制解调器提供高级的检错和纠错方法,比上面讨论过的那些方法要实用并有效得多。

  接口标准

  用于异步通信的连接在OSI(开放系统互连)参考模型的物理层中被定义。此层定义与连接器类型、管脚引出线和电气信号相关的规范。如RS-232、RS-449、CCITT V.24等之类的标准为各种要求定义这些接口。

  为确保连接的设备可以互相通信定义了各种标准。EIA(电子工业协会)已经为在计算机设备间通过铜线传输异步信息设定了标准。EIA RS-232-C标准是一种串行物理接口标准。RS是英文“推荐标准”的缩写,232为标识号,C表示修改次数。RS-232-C总线标准设有25条信号线,包括一个主通道和一个辅助通道。在多数情况下主要使用主通道,对于一般双工通信,仅需几条信号线就可实现,如一条发送线、一条接收线及一条地线。RS-232-C定义了物理连接、信号电压与定时、错误检查及其他功能等内容以及位流通过单个线路的串行传输。相反,并行传输包括在同一个电缆的多个线路上同时发送多个比特,类似于多车道高速公路。

  RS-232-C标准规定的数据传输速率为每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。

  EIA RS-232-C标准支持短距离传输。例如,用它将计算机连接至调制解调器。如果电缆长度变得过长,电流将减弱,而且接收方也许无法读取它。RS-232电缆建议的最大长度为50英尺,最大信号速率为20kbps。要经过较长距离连接内部系统,请建立一个LAN。要与所在建筑物外部的系统连接,可使用调制解调器和电话系统或由本地和长途运营商提供的其他服务。

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