一 并行通信與串行通信

終端與其他設(shè)備（如其他終端、計(jì)算機(jī)和外部設(shè)備）通過數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行通信。數(shù)據(jù)傳輸可以通過兩種方式進(jìn)行，即并行通信和串行通信。

１．并行通信

在計(jì)算機(jī)和終端之間的數(shù)據(jù)傳輸通常是靠電纜或信道上的電流或電壓變化實(shí)現(xiàn)的。如果一組數(shù)據(jù)的各數(shù)據(jù)位在多條線上同時(shí)被傳送，這種傳輸被稱為并行通信，如圖１所示。

并行數(shù)據(jù)傳送的特點(diǎn)是：各數(shù)據(jù)位同時(shí)傳送，傳送速度快、速率高，多用在實(shí)時(shí)、快速的場(chǎng)合。

并行傳送的數(shù)據(jù)寬度可以是1位～128位，甚至更寬，但是有多少數(shù)據(jù)位就需要多少根數(shù)據(jù)線，因此傳送的成本高。在集成電路芯片的內(nèi)部，同一插件板上各部件之間，同一機(jī)箱內(nèi)各插件板之間的數(shù)據(jù)傳送都是并行的。

并行數(shù)據(jù)傳送只適用于近距離的通信，通常小于30CM。

２．串行通信

串行通信是指通信的發(fā)送方和接收方之間數(shù)據(jù)信息的傳輸是在單根數(shù)據(jù)線上，以每次一個(gè)二進(jìn)制的0、1為最小單位逐位進(jìn)行傳輸，如圖２所示。

串行數(shù)據(jù)傳送的特點(diǎn)是：數(shù)據(jù)傳送按位順序進(jìn)行，最少只需要一根傳輸線即可完成，節(jié)省傳輸線。與并行通信相比，串行通信還有較為顯著的優(yōu)點(diǎn)，傳輸距離長(zhǎng)，可以從幾米到幾千米。在長(zhǎng)距離內(nèi)串行數(shù)據(jù)傳送速率會(huì)比并行數(shù)據(jù)傳送速率快，串行通信的通信時(shí)鐘頻率容易提高，串行通信的抗干擾能力十分強(qiáng)，其信號(hào)間的互相干擾完全可以忽略。但是串行通信傳送速率比并行通信慢得多，并行通信時(shí)間為T，則串行時(shí)間為NT。

正是由于串行通信的接線少、成本低，因此它在數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，產(chǎn)品也多種多樣。RS-232的通信距離一般為15米，波仕電子的RS-232可以達(dá)到500米（產(chǎn)品型號(hào)EX232）以上。RS-485的通信距離一般為1200米，波仕電子可以做到1800米（產(chǎn)品型號(hào)：485C、485A)甚至4800米（產(chǎn)品型號(hào)：G485EX）。

二 串行通信工作模式

通過單線傳輸信息是串行數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)通常是在兩個(gè)站（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）之間進(jìn)行傳送，按照數(shù)據(jù)流的方向可分成3種傳送模式：?jiǎn)喂ぁ腚p工、全雙工。

１．單工形式：早期的電流環(huán)

單工形式的數(shù)據(jù)傳送是單向的。通信雙方中，一方固定為發(fā)送端，另一方則固定為接收端。信息只能沿一個(gè)方向傳送，使用一根傳輸線，如圖３所示。

單工形式一般用在只向一個(gè)方向傳送數(shù)據(jù)的場(chǎng)合。如計(jì)算機(jī)與打印機(jī)之間的通信是單工形式，因?yàn)橹挥杏?jì)算機(jī)向打印機(jī)傳送數(shù)據(jù)，而沒有相反的數(shù)據(jù)傳送。還有在某些通信信道中，如單工無線發(fā)送等。

２．半雙工形式：RS-485

半雙工通信使用同一根傳輸線，即可發(fā)送數(shù)據(jù)又可接收數(shù)據(jù)，但不能同時(shí)發(fā)送和接收。在任何時(shí)刻只能由其中的一方發(fā)送數(shù)據(jù)，另一方接收數(shù)據(jù)。因此半雙工形式即可以使用一條數(shù)據(jù)線，也可以使用兩條數(shù)據(jù)線，如圖４所示。

半雙工通信中每端需有一個(gè)收/發(fā)切換電子開關(guān)，通過切換來決定數(shù)據(jù)向哪個(gè)方向傳輸。因?yàn)橛星袚Q，所以會(huì)產(chǎn)生時(shí)間延遲，信息傳輸效率低些。但是對(duì)于像打印機(jī)這樣單方向傳輸?shù)耐鈬O(shè)備，用半雙工方式就能滿足要求了，不必采用全雙工方式，可省一根傳輸線。

波仕電子的RS-232/RS-485轉(zhuǎn)換器使用了獨(dú)特的零延時(shí)自動(dòng)收發(fā)轉(zhuǎn)換技術(shù)，直接從RS-485信號(hào)中用硬件方法提取收發(fā)切換控制信號(hào)，并且具備零延時(shí)的性能。零延時(shí)指收發(fā)切換過程轉(zhuǎn)變時(shí)間為0，在使用時(shí)與RS-232通信一樣。

３．全雙工形式：RS-232、RS-422

全雙工數(shù)據(jù)通信分別由兩根可以在兩個(gè)不同的站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送和接收的傳輸線進(jìn)行傳送，通信雙方都能在同一時(shí)刻進(jìn)行發(fā)送和接收操作，如圖５所示。

在全雙工方式中，每一端都有發(fā)送器和接收器，有兩條傳送線，可在交互式應(yīng)用和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中使用，信息傳輸效率較高。

三 異步傳輸與同步傳輸

串行傳輸中，數(shù)據(jù)是一位一位按照到達(dá)的順序依次傳輸?shù)模课粩?shù)據(jù)的發(fā)送和接收都需要時(shí)鐘來控制。發(fā)送端通過發(fā)送時(shí)鐘確定數(shù)據(jù)位的開始和結(jié)束，接收端需要在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行采樣來正確的識(shí)別數(shù)據(jù)。接收端和發(fā)送端必須保持步調(diào)一致，否則數(shù)據(jù)傳輸就會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)。為了解決以上問題，串行傳輸可采用以下兩種方法：異步傳輸和同步傳輸。

異步傳輸

異步傳輸方式中，字符是數(shù)據(jù)傳輸單位。在通信的數(shù)據(jù)流中，字符間異步，字符內(nèi)部各位間同步。異步通信方式的“異步”主要體現(xiàn)在字符與字符之間通信沒有嚴(yán)格的定時(shí)要求。異步傳送中，字符可以是連續(xù)地、一個(gè)個(gè)地發(fā)送，也可以是不連續(xù)地，隨機(jī)地進(jìn)行單獨(dú)發(fā)送。在一個(gè)字符格式的停止位之后，立即發(fā)送下一個(gè)字符的起始位，開始一個(gè)新的字符的傳輸，這叫做連續(xù)的串行數(shù)據(jù)發(fā)送，即幀與幀之間是連續(xù)的。斷續(xù)的串行數(shù)據(jù)傳送是指在一幀結(jié)束之后維持?jǐn)?shù)據(jù)線的“空閑”狀態(tài)，新的起始位可在任何時(shí)刻開始。一旦傳送開始，組成這個(gè)字符的各個(gè)數(shù)據(jù)位將被連續(xù)發(fā)送，并且每個(gè)數(shù)據(jù)位持續(xù)的時(shí)間是相等的。接收端根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)與數(shù)據(jù)發(fā)送端保持同步，從而正確地恢復(fù)數(shù)據(jù)。收/發(fā)雙方則以預(yù)告約定的傳輸速率，在時(shí)鐘的作用下，傳送這個(gè)字符中的每一位。

同步傳輸

在同步傳輸方式中，比特塊以穩(wěn)定的比特流的形式傳輸，數(shù)據(jù)被封裝成更大的傳輸單位，稱為幀。每個(gè)幀中含有多個(gè)字符代碼，而且字符代碼與字符代碼之間沒有間隙以及起始位和停止位。和異步傳輸相比，數(shù)據(jù)傳輸單位的加長(zhǎng)容易引起時(shí)鐘漂移。為了保證接收端能夠正確地區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)流中的每個(gè)數(shù)據(jù)位，收發(fā)雙主必須通過某種方法建立起同步的時(shí)鐘。可以在發(fā)送器和接收器之間提供一條獨(dú)立的時(shí)鐘線路，由線路的一端（發(fā)送器或者接收器）定期地在每個(gè)比特時(shí)間中向線路發(fā)送一個(gè)短脈沖信號(hào)，另一端則將這些有規(guī)律的脈沖作為時(shí)鐘。這種技術(shù)在短距離傳輸時(shí)表現(xiàn)良好，但在長(zhǎng)距離傳輸中，定時(shí)脈沖可能會(huì)和信息信號(hào)一樣受到破壞，從而出現(xiàn)定時(shí)誤差。另一種方法是通過采用嵌有時(shí)鐘信息的數(shù)據(jù)編碼位向接收端提供同步信息。

四 握手信號(hào)

握手信號(hào)實(shí)際上是控制信號(hào)，用來控制數(shù)據(jù)的傳送。通過握手信號(hào)，發(fā)送方可以通知接收方是否有數(shù)據(jù)要發(fā)送。接收方通過握手信號(hào)通知發(fā)送方它是否已經(jīng)準(zhǔn)備好了接收信號(hào)。握手信號(hào)遵循某種協(xié)議。