串口通讯—同步通信方式

串口通讯—同步通信方式

1.   同步通信方式的特点：

采用同步通信时，将许多字符组成一个信息组，这样，字符可以一个接一个地传输，但是，在每组信息（通常称为帧）的开始要加上同步字符，在没有信息要传输时，要填上空字符，因为同步传输不允许有间隙。在同步传输过程中，一个字符可以对应5～8位。当然，对同一个传输过程，所有字符对应同样的数位，比如说n位。这样，传输时，按每n位划分为一个时间片，发送端在一个时间片中发送一个字符，接收端则在一个时间片中接收一个字符。

同步传输时，一个信息帧中包含许多字符，每个信息帧用同步字符作为开始，一般将同步字符和空字符用同一个代码。在整个系统中，由一个统一的时钟控制发送端的发送和空字符用同一个代码。接收端当然是应该能识别同步字符的，当检测到有一串数位和同步字符相匹配时，就认为开始一个信息帧，于是，把此后的数位作为实际传输信息来处理。

2.   面向字符的同步协议（IBM的BSC协议）

图 1  BSC协议

该协议规定了10个特殊字符（称为控制字符）作为信息传输的标志。其格式为

SYN

SOH

标题

STX

数据块

ETB/ETX

块校验

 

（1）    SYN：同步字符（Synchronous character），每帧可加1个（单同步）或2个（双同步）同步字符。

（2）    SOH：标题开始（Start of Header）。

（3）    标题：Header，包含源地址（发送方地址）、目的地址（接收方地址）、路由指示。

（4）    STX：正文开始（Start of Text）。

（5）    数据块：正文（Text），由多个字符组成。

（6）    ETB:块传输结束（end of transmission block），标识本数据块结束。

（7）    ETX：全文结束（end of text），（全文分为若干块传输）。

（8）    块校验：对从SOH开始，直到ETB/ETX字段的检验码。

3.   面向bit的同步协议（ISO的HDLC）

图2  HDLC协议

一帧信息可以是任意位，用位组合标识帧的开始和结束。帧格式为：

F场

A场

C场

I场

FC场

F场

 

（1）    F场：标志场，作为一帧的开始和结束，标志字符为8位，01111110。

（2）    A场：地址场，规定接收方地址，可为8的整倍位。接收方检查每个地址字节的第1位，如果为“0”，则后边跟着另一个地址字节。若为“1”，则该字节为最后一个地址字节。

（3）    C场：控制场，指示信息场的类型，8位或16位。若第1字节的第1位为0，则还有第2个字节也是控制场。

（4）    I场：信息场，要传送的数据。

（5）    FC场：帧校验场，16位循环冗余校验码CRC。除F场和自动插入的“0”位外，均参加CRC计算。

4.   同步通信的“0位插入和删除技术”

在同步通信中，一帧信息以一个（或几个）特殊字符开始，例如，F场=01111110B。

但在信息帧的其他位置，完全可能出现这些特殊字符，为了避免接收方把这些特殊字符误认为帧的开始，发送方采用了“0位插入技术”，相应地，接收方采用“0位删除技术”。

发送方的0位插入：除了起始字符外，当连续出现5个1时，发送方自动插入一个0。使得在整个信息帧中，只有起始字符含有连续的6个1。

接收方的“0位删除技术”：接收方收到连续6个1，作为帧的起始，把连续出现5个1后的0自动删除。

5.   同步通信的“字节填充技术”

设需要传送的原始信息帧为：

SOT

DATA

EOT

字节填充技术采用字符替换方式，使信息帧的DATA中不出现起始字符SOT和结束字符EOT。

设按下表方式进行替换：

DATA中的原字符

替换为

SOT

ESC X

EOT

ESC Y

ESC

ESC Z

其中，ESC=1AH，X、Y、Z可指定为任意字符（除SOT、EOT、ESC外）。

发送方按约定方式对需要发送的原始帧进行替换，并把替换后的新的帧发送给接收方。例如图所示：

接收方按约定方式进行相反替换，可以获得原始帧信息。

6、异步通信和同步通信的比较

（1）   异步通信简单，双方时钟可允许一定误差。同步通信较复杂，双方时钟的允许误差较小。

（2）   异步通信只适用于点<--> 点，同步通信可用于点<--> 多。

（3）   通信效率：异步通信低，同步通信高。