起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位和停止位的概念

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位和停止位的概念、含義 和作用？請各位大神分別告知下，謝謝 10級  分類：   被瀏覽753次  采納率：49% 10級 （1） 在信號線上共有兩種狀態(tài)，可分別用邏輯1（高電平）和邏輯0（低電平）來區(qū)分。在發(fā)送器空閑時，數(shù)據(jù)線應(yīng)該保持在邏輯高電平狀態(tài)。 （2）起始位（Start Bit）：發(fā)送器是通過發(fā)送起始位而開始一個字符傳送，起始位使數(shù)據(jù)線處于邏輯0狀態(tài)，提示接受器數(shù)據(jù)傳輸即將開始。 （3）數(shù)據(jù)位（Data Bits）：起始位之后就是傳送數(shù)

2、據(jù)位。數(shù)據(jù)位一般為8位一個字節(jié)的數(shù)據(jù)（也有6位、7位的情況），低位（LSB）在前，高位（MSB）在后。 （4）校驗位（parity Bit）：可以認(rèn)為是一個特殊的數(shù)據(jù)位。校驗位一般用來判斷接收的數(shù)據(jù)位有無錯誤，一般是奇偶校驗。在使用中，該位常常取消。 （5）停止位：停止位在最后，用以標(biāo)志一個字符傳送的結(jié)束，它對應(yīng)于邏輯1狀態(tài)。 （6）位時間：即每個位的時間寬度。起始位、數(shù)據(jù)位、校驗位的位寬度是一致的，停止位有0.5位、1位、1.5位格式，一般為1位。 （7）幀：從起始位開始到停止位結(jié)束的時間間隔稱之為一幀。 （8）波特率：UART的傳送速率，用于說明數(shù)據(jù)傳送的快慢。在串行通信中，數(shù)據(jù)是按位進(jìn)行

3、傳送的，因此傳送速率用每秒鐘傳送數(shù)據(jù)位的數(shù)目來表示，稱之為波特率。如波特率9600=9600bps（位/秒）。 清楚么？（2） 在串口通信中一種簡單的檢錯方式。有四種檢錯方式：偶、奇、高和低。當(dāng)然沒有校驗位也是可以的。對于偶和奇校驗的情況，串口會設(shè)置校驗位（數(shù)據(jù)位后面的一位），用一個值確保傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有偶個或者奇?zhèn)€邏輯高位。例如，如果數(shù)據(jù)是011，那么對于偶校驗，校驗位為0，保證邏輯高的位數(shù)是偶數(shù)個。如果是奇校驗，校驗位位1，這樣就有3個邏輯高位。高位和低位不真正的檢查數(shù)據(jù)，簡單置位邏輯高或者邏輯低校驗。這樣使得接收設(shè)備能夠知道一個位的狀態(tài)，有機(jī)會判斷是否有噪聲干擾了通信或者是否傳輸和接收數(shù)據(jù)是

4、否不同步。串口是串行接口（serial port）的簡稱，也稱為串行通信接口或COM接口。串口通信是指采用串行通信協(xié)議（serial communication）在一條信號線上將數(shù)據(jù)一個比特一個比特地逐位進(jìn)行傳輸?shù)耐ㄐ拍Ｊ?。串口按電氣?biāo)準(zhǔn)及協(xié)議來劃分，包括RS-232-C、RS-422、RS485等。 1.串行通信在串行通信中，數(shù)據(jù)在1位寬的單條線路上進(jìn)行傳輸，一個字節(jié)的數(shù)據(jù)要分為8次，由低位到高位按順序一位一位的進(jìn)行傳送。串行通信的數(shù)據(jù)是逐位傳輸?shù)?，發(fā)送方發(fā)送的每一位都具有固定的時間間隔，這就要求接收方也要按照發(fā)送方同樣的時間間隔來接收每一位。不僅如此，接收方還

5、必須能夠確定一個信息組的開始和結(jié)束。常用的兩種基本串行通信方式包括同步通信和異步通信。1.1串行同步通信同步通信（SYNC:synchronous data communication）是指在約定的通信速率下，發(fā)送端和接收端的時鐘信號頻率和相位始終保持一致（同步），這樣就保證了通信雙方在發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時具有完全一致的定時關(guān)系。同步通信把許多字符組成一個信息組（信息幀），每幀的開始用同步字符來指示，一次通信只傳送一幀信息。在傳輸數(shù)據(jù)的同時還需要傳輸時鐘信號，以便接收方可以用時針信號來確定每個信息位。同步通信的優(yōu)點是傳送信息的位數(shù)幾乎不受限制，一次通信傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有幾十到幾千個字

6、節(jié)，通信效率較高。同步通信的缺點是要求在通信中始終保持精確的同步時鐘，即發(fā)送時鐘和接收時鐘要嚴(yán)格的同步（常用的做法是兩個設(shè)備使用同一個時鐘源）。在后續(xù)的串口通信與編程中將只討論異步通信方式，所以在這里就不對同步通信做過多的贅述了。1.2串行異步通信異步通信（ASYNC:asynchronous data communication），又稱為起止式異步通信，是以字符為單位進(jìn)行傳輸?shù)?，字符之間沒有固定的時間間隔要求，而每個字符中的各位則以固定的時間傳送。在異步通信中，收發(fā)雙方取得同步是通過在字符格式中設(shè)置起始位和停止位的方法來實現(xiàn)的。具體來說就是，在一個有效字符正式發(fā)送之前，發(fā)

7、送器先發(fā)送一個起始位，然后發(fā)送有效字符位，在字符結(jié)束時再發(fā)送一個停止位，起始位至停止位構(gòu)成一幀。停止位至下一個起始位之間是不定長的空閑位，并且規(guī)定起始位為低電平（邏輯值為0），停止位和空閑位都是高電平（邏輯值為1），這樣就保證了起始位開始處一定會有一個下跳沿，由此就可以標(biāo)志一個字符傳輸?shù)钠鹗?。而根?jù)起始位和停止位也就很容易的實現(xiàn)了字符的界定和同步。顯然，采用異步通信時，發(fā)送端和接收端可以由各自的時鐘來控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，這兩個時鐘源彼此獨立，可以互不同步。下面簡單的說說異步通信的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收過程。在介紹異步通信的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收過程之前，有必要先弄清楚異步通信的數(shù)據(jù)格式。異步通信規(guī)定傳輸?shù)臄?shù)

8、據(jù)格式由起始位（start bit）、數(shù)據(jù)位（data bit）、奇偶校驗位（parity bit）和停止位（stop bit）組成，如圖1所示（該圖中未畫出奇偶校驗位，因為奇偶檢驗位不是必須有的，如果有奇偶檢驗位，則奇偶檢驗位應(yīng)該在數(shù)據(jù)位之后，停止位之前）。圖1 異步通信數(shù)據(jù)格式（1）起始位：起始位必須是持續(xù)一個比特時間的邏輯0電平，標(biāo)志傳輸一個字符的開始，接收方可用起始位使自己的接收時鐘與發(fā)送方的數(shù)據(jù)同步。（2）數(shù)據(jù)位：數(shù)據(jù)位緊跟在起始位之后，是通信中的真正有效信息。數(shù)據(jù)位的位數(shù)可以由通信雙方共同約定，一般可以是5位、7位或8位，標(biāo)準(zhǔn)的AS

9、CII碼是0127（7位），擴(kuò)展的ASCII碼是0255（8位）。傳輸數(shù)據(jù)時先傳送字符的低位，后傳送字符的高位。（3）奇偶校驗位：奇偶校驗位僅占一位，用于進(jìn)行奇校驗或偶校驗，奇偶檢驗位不是必須有的。如果是奇校驗，需要保證傳輸?shù)臄?shù)據(jù)總共有奇數(shù)個邏輯高位；如果是偶校驗，需要保證傳輸?shù)臄?shù)據(jù)總共有偶數(shù)個邏輯高位。舉例來說，假設(shè)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位為，如果是奇校驗，則奇校驗位為0（要確?？偣灿衅鏀?shù)個1），如果是偶校驗，則偶校驗位為1（要確?？偣灿信紨?shù)個1）。由此可見，奇偶校驗位僅是對數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的置邏輯高位或邏輯低位，不會對數(shù)據(jù)進(jìn)行實質(zhì)的判斷，這樣做的好處是接收設(shè)備能夠知道一個位的狀態(tài)，有可能判斷是否有噪聲干擾

10、了通信以及傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是否同步。（4）停止位：停止位可以是是1位、1.5位或2位，可以由軟件設(shè)定。它一定是邏輯1電平，標(biāo)志著傳輸一個字符的結(jié)束。（5）空閑位：空閑位是指從一個字符的停止位結(jié)束到下一個字符的起始位開始，表示線路處于空閑狀態(tài)，必須由高電平來填充。清楚了異步通信的數(shù)據(jù)格式之后，就可以按照指定的數(shù)據(jù)格式發(fā)送數(shù)據(jù)了，發(fā)送數(shù)據(jù)的具體步驟如下：（1）初始化后或者沒有數(shù)據(jù)需要發(fā)送時，發(fā)送端輸出邏輯1，可以有任意數(shù)量的空閑位。（2）當(dāng)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送端首先輸出邏輯0，作為起始位。（3）接著就可以開始輸出數(shù)據(jù)位了，發(fā)送端首先輸出數(shù)據(jù)的最低位D0，然后是D1，最后是數(shù)據(jù)的最高位。（4）如果設(shè)有奇偶

11、檢驗位，發(fā)送端輸出檢驗位。（5）最后，發(fā)送端輸出停止位（邏輯1）。（6）如果沒有信息需要發(fā)送，發(fā)送端輸出邏輯1（空閑位），如果有信息需要發(fā)送，則轉(zhuǎn)入步驟（2）。在異步通信中，接收端以接收時鐘和波特率因子決定每一位的時間長度。下面以波特率因子等于16（接收時鐘每16個時鐘周期使接收移位寄存器移位一次）為例來說明。（1）開始通信，信號線為空閑（邏輯1），當(dāng)檢測到由1到0的跳變時，開始對接收時鐘計數(shù)。（2）當(dāng)計到8個時鐘的時候，對輸入信號進(jìn)行檢測，若仍然為低電平，則確認(rèn)這是起始位，而不是干擾信號。（3）接收端檢測到起始位后，隔16個接收時鐘對輸入信號檢測一次，把對應(yīng)的值作為D0位數(shù)據(jù)。（4）再隔16

12、個接收時鐘，對輸入信號檢測一次，把對應(yīng)的值作為D1位數(shù)據(jù)，直到全部數(shù)據(jù)位都輸入。（5）檢驗奇偶檢驗位。（6）接收到規(guī)定的數(shù)據(jù)位個數(shù)和校驗位之后，通信接口電路希望收到停止位（邏輯1），若此時未收到邏輯1，說明出現(xiàn)了錯誤，在狀態(tài)寄存器中置“幀錯誤”標(biāo)志；若沒有錯誤，對全部數(shù)據(jù)位進(jìn)行奇偶校驗，無校驗錯時，把數(shù)據(jù)位從移位寄存器中取出送至數(shù)據(jù)輸入寄存器，若校驗錯，在狀態(tài)寄存器中置“奇偶錯”標(biāo)志。（7）本幀信息全部接收完，把線路上出現(xiàn)的高電平作為空閑位。（8）當(dāng)信號再次變?yōu)榈蜁r，開始進(jìn)入下一幀的檢測。以上就是異步通信中數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的全過程了。1.3幾個概念為了更好的理解串口通信，我們還需要了解幾個串口通

13、信當(dāng)中的基本概念。（1）發(fā)送時鐘：發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先將要發(fā)送的數(shù)據(jù)送入移位寄存器，然后在發(fā)送時鐘的控制下，將該并行數(shù)據(jù)逐位移位輸出。（2）接收時鐘：在接收串行數(shù)據(jù)時，接收時鐘的上升沿對接收數(shù)據(jù)采樣，進(jìn)行數(shù)據(jù)位檢測，并將其移入接收器的移位寄存器中，最后組成并行數(shù)據(jù)輸出。（3）波特率因子：波特率因子是指發(fā)送或接收1個數(shù)據(jù)位所需要的時鐘脈沖個數(shù)。 2.串口接頭常用的串口接頭有兩種，一種是9針串口（簡稱DB-9），一種是25針串口（簡稱DB-25）。每種接頭都有公頭和母頭之分，其中帶針狀的接頭是公頭，而帶孔狀的接頭是母頭。9針串口的外觀如圖2所示。圖2 DB-9外觀圖由圖2可以看出，

14、在9針串口接頭中，公頭和母頭的管腳定義順序是不一樣，這一點需要特別注意。那么，這些管腳都有什么作用呢？9針串口和25針串口常用管腳的功能說明如圖3所示。圖3 9針串口和25針串口常用管腳功能說明3.RS-232C標(biāo)準(zhǔn)常用的串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)有RS-232C、RS-422、RS-423和RS-485。其中，RS-232C作為串行通信接口的電氣標(biāo)準(zhǔn)定義了數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE:data terminal equipment）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE:data communication equipment）間按位串行傳輸?shù)慕涌谛畔?，合理安排了接口的電氣?/p>

15、號和機(jī)械要求，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。3.1電氣特性RS-232C對電器特性、邏輯電平和各種信號功能都做了規(guī)定，如下：在TXD和RXD數(shù)據(jù)線上：（1）邏輯1為-3-15V的電壓（2）邏輯0為315V的電壓在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上：（1）信號有效（ON狀態(tài)）為315V的電壓（2）信號無效（OFF狀態(tài)）為-3-15V的電壓由此可見，RS-232C是用正負(fù)電壓來表示邏輯狀態(tài)，與晶體管-晶體管邏輯集成電路（TTL）以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定正好相反。3.2信號線分配RS-232C標(biāo)準(zhǔn)接口有25條線，其中，4條數(shù)據(jù)線、11條控制線、3條定時線以及7條備用和未定義線。那么

16、，這些信號線在9針串口和25針串口的管腳上是如何分配的呢？9針串口和25針串口信號線分配如圖4所示。圖4 9針串口和25針串口信號線分配示意圖下面對這些信號線做個簡單的介紹。（1）數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好（DSR），有效狀態(tài)（ON）表示數(shù)據(jù)通信設(shè)備處于可以使用狀態(tài)。（2）數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好（DTR），有效狀態(tài)（ON）表示數(shù)據(jù)終端設(shè)備處于可以使用狀態(tài)。這兩個設(shè)備狀態(tài)信號有效，只表示設(shè)備本身可用，并不說明通信鏈路可以開始進(jìn)行通信了，能否開始進(jìn)行通信要由下面的一些控制信號決定。（3）請求發(fā)送（RTS），用來表示數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）請求數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE）發(fā)送數(shù)據(jù)。（4）允許發(fā)送（CTS），用來表示數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE）已經(jīng)準(zhǔn)備好了數(shù)據(jù)，可以向數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）發(fā)送數(shù)據(jù)，是對請求發(fā)送信號RTS的響應(yīng)。請求發(fā)送（RTS）和允許發(fā)送（CTS）用于半雙工的通信系統(tǒng)中，在全雙工的系統(tǒng)中，不需要使用請求發(fā)送（RTS）和允許發(fā)送（CTS）信號，直接將其置為ON即可。（5