异步同步通信数据帧格式

洛桑多吉

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串⾏通信可以分为两种类型：同步通信、异步通信.

1. 异步通信的特点及信息帧格式:

以起⽌式异步协议为例，下图显⽰的是起⽌式⼀帧数据的格式:

图1

起⽌式异步通信的特点是:⼀个字符⼀个字符地传输，每个字符⼀位⼀位地传输，并且传输⼀个字符时，总是以"起始位"开始，以"停⽌位"结束，字符之间没有固定的时间间隔要求.每⼀个字符的前⾯都有⼀位起始位(低电平，逻辑值)，字符本⾝由5-7位数据位组成，接着字符后⾯是⼀位校验位(也可以没有校验位)，最后是⼀位或⼀位半或⼆位停⽌位，停⽌位后⾯是不定长的空闲位.停⽌位和空闲位都规定为⾼电平(逻辑值１)，这样就保证起始位开始处⼀定有⼀个下跳沿.

从图中可看出，这种格式是靠起始位和停⽌位来实现字符的界定或同步的，故称为起⽌式协议.刀具论坛

异步通信可以采⽤正逻辑或负逻辑，正负逻辑的表⽰如下表所⽰:

逻辑0逻辑1

正逻辑低电平⾼电平

负逻辑⾼电平低电平

异步通信的信息格式如下边的表所⽰:

起始位逻辑01位

数据位逻辑0或15位、6位、7位、8位

校验位逻辑0或11位或⽆

停⽌位逻辑11位,1.5位或2位

空闲位逻辑1任意数量

注：表中位数的本质含义是信号出现的时间，故可有分数位，如1.5.

例：传送8位数据45H(0100,0101B)，奇校验,1个停⽌位，则信号线上的波形象图2所⽰那样：异步通信的速率：若9600bps，每字符8位,1起始,1停⽌,⽆奇偶，则实际每字符传送10位，则960字符/秒.

图2

2. 异步通信的接收过程

接收端以"接收时钟"和"波特率因⼦"决定⼀位的时间长度.下⾯以波特率因⼦等于16(接收时钟每16个时钟周期，使接收移位寄存器移位⼀次)，正逻辑为例说明，如图3所⽰.

图3

1. 开始通信时，信号线为空闲(逻辑1)，当检测到由1到0的跳变时，开始对"接收时钟"计数.

2. 当计到8个时钟时，对输⼊信号进⾏检测，若仍为低电平，则确认这是"起始位"B,⽽不是⼲扰信号.

3. 接收端检测到起始位后，隔16个接收时钟，对输⼊信号检测⼀次，把对应的值作为D0位数据.若为逻辑1, 作为数据位1；若为逻辑0，作为数

据位0.

4. 再隔16个接收时钟，对输⼊信号检测⼀次，把对应的值作为D1位数据.….，直到全部数据位都输⼊.

5. 检测校验位P(如果有的话).

6. 接收到规定的数据位个数和校验位后，通信接⼝电路希望收到停⽌位S(逻辑1)，若此时未收到逻辑1，说明出现了错误，在状态寄存器中

置"帧错误"标志.若没有错误，对全部数据位进⾏奇偶校验,⽆校验错时，把数据位从移位寄存器中送数据输⼊寄存器.若校验错，在状态寄存器中置奇偶错标志.

7. 本幀信息全部接收完，把线路上出现的⾼电平作为空闲位.

智能交通系统当信号再次变为低时，开始进⼊下⼀幀的检测.

3. 异步通信的发送过程

发送端以"发送时钟"和"波特率因⼦"决定⼀位的时间长度.

1. 当初始化后，或者没有信息需要发送时，发送端输出逻辑1，即空闲位，空闲位可以有任意数量.

2. 当需要发送时，发送端⾸先输出逻辑0，作为起始位.

3. 接着，发送端⾸先发送D0位，直到各数据位发送完.

4. 如果需要的话，发送端输出校验位.

5. 最后，发送端输出停⽌位(逻辑1).

6. 如果没有信息需要发送时，发送端输出逻辑1，即空闲位，空闲位可以有任意数量.如果还有信息需要发送，转⼊第(2)步.

对于以上发送、接收过程应注意以下⼏点:

1. 接收端总是在每个字符的头部(即起始位)进⾏⼀次重新定位，因此发送端可以在字符之间插⼊不等长的空闲位，不影响接收端的接收.

2. 发送端的发送时钟和接收端的接收时钟，其频率允许有⼀定差异，当频率差异在⼀定范围内，不会

引起接收端检测错位，能够正确接收.并且

这种频率差异不会因多个字符的连续接收⽽造成误差累计(因为每个字符的开始(起始位处)接收⽅均重新定位).只有当发送时钟和接收时钟频率差异太⼤，引起接收端采样错位，才造成接收错误.

如何正确对待金钱3. 起始位，校验位，停⽌位，空闲位的信号，由"发送移位寄存器"⾃动插⼊.在接收⽅,"接收移位寄存器"接收到⼀帧完整信息(起始，数据，校验，停

张叶帆⽌)后，仅把数据的各位送⾄"数据输⼊寄存器"，即CPU从"数据输⼊寄存器"中读得的信息，只是有效数字，不包含起始位，校验位，停⽌位信息.

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