提起单片机,就离不开通信,下面是本人总结的一些关于通信的基本概念。
一、物理层与协议层
对于通信协议,按分层的方式去理解
物理层规定通讯系统中具有机械、电子功能部分的特性,确保原始数据在物理媒体的传输。
协议层主要规定通讯逻辑,统一收发双方的数据打包、解包标准。
二、串行通信与并行通信
(1)、 串行、并行主要是考虑通信线的根数,就是发送方和接收方同时可以传递的信息量的多少
(2)、在电平信号下, 1 根参考电平线+1 根信号线可以传递 1 位二进制;如果我们有 3根线(2 根信号线+1 根参考线)就可以同时发送 2 位二进制;如果想同时发送 8 位二进制就需要 9 根线。
(3)、在差分信号下, 2 根线(彼此差分)可以同时发送 1 位二进制;如果需要同时发送 8 位二进制,需要 16 根线。
总结:并行通信比串行通信要快,但是需要的信号线较多,串行通信速度较慢,但成本低。在实际应用中,串行通信比并行通信用的更为广泛
三、全双工与半双工通讯
根据数据通讯的方向,通讯又分为全双工、半双工及单工通讯,它们主要以信道的方向来区分。
全双工:在同一时刻,两个设备之间可以同时收发数据;典型的例子,电话
半双工:两个设备之间可以收发数据,但不能在同一时刻进行;典型的的例子,对讲机
单工:在任何时刻都只能进行一个方向的通讯,即一个固定为发送设备,另一个固定为接收设备;典型的例子,Call机
四、同步通信与异步通信
根据通讯的数据同步方式,又分为同步和异步两种,可以根据通讯过程中是否有使用到时钟信号进行简单的区分。
1、同步通信中,通信双方按照同意节拍工作,一般需要发送放给接收方发送信息的同时发送时钟信号。同步通信用在通信双方信息交换频率固定,或经常通信时。
2、异步通信又叫异步通知。在通信双方频率不固定时适合用异步通信。发送在发送信息时会首先给接收方一个起始信号,接收方收到起始信号之后,就知道后面的是有效信息,知道发送放发过来的结束信号标志才停止接収。
五、电平信号与差分信号
(1)、电平信号和差分信号是用来描述通信线路传输方式的。也就是说如何在通信线路上表达1 和 0.
(2)、电平信号的传输线中有一个参考电平线(一般是 GND),然后信号线上的信号值是由信号线电平和参考电平线的电压差决定。
(3)、差分信号的传输线中没有参考电平,所有都是信号线。然后 1 和 0 的表达靠信号线之间的电压差。
总结:电平信号的 2 根通信线之间的电平差异容易受到干扰,传输容易失败;差分信号不容易受到干扰因此传输质量比较稳定,现代通信一般都使用差分信号,电平信号几乎没有了。
总结 2:看起来似乎相同根数的通信线下,电平信号要比差分信号要快;但是实际还是差分信号快,因为差分信号抗干扰能力强,因此 1 个发送周期更短。
六、通信速率
衡量通讯性能的一个非常重要的参数就是通讯速率,通常以比特率(Bitrate)来表示,即每秒钟传输的二进制位数,单位为比特每秒(bit/s)。