设备通信之串行通信
日期：2014-07-29点击次数：9557
通信的分类
通信从广义上指需要信息的双方或多方在不违背各自意愿的情况下采用任意方法，任意媒质，将信息从某方准确安全地传送到另方。所以通信的概念在不同的环境下有不同的解释，但是通信的最终目的是相同的，信息传递。
语言、烽火、文字、广播、电视、电话、网络、卫星等都属于通信手段。
依照传输介质的可见性分为类：有线通信、无线通信。
有线设备：座机电话、工业以太网的通讯以及各种通讯协议之间的转换设备。
无线设备：无线AP、无线网卡、天线等设备。
按照消息传送的方向与时间关系分为：单工、半双工及全双工。
单工：一个方向，如遥控器
半双工： RS485设备、对讲机
全双工：RS232设备、TCP、UDP网络通信
根据通信模式主要分为并行通信、串行通信、网络通信。
三种模式不仅是计算机与计算机、计算机与外设之间的通信，同时包含CPU与外设（如硬盘、光驱等）之间的通信。
并行通信、串行通信
并行通信是一种双向并行传输的通信。数据传输时多条数据线同时进行数据传输，通常以8位、16位、32位为传输单位，一次传输一个字长的数据
特点：传输速度快。
比喻：好比条高速公路，路上车道越多，那么同时可以容纳的车辆就越多，就可以有更多的车辆齐头并进。
串行通信是指使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度。只需要少数几条线就可以在系统间交换信息，特别适用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。
特点：
1、一次传输一个位，速度慢
2、所用的数据线很少，一般两根即可。
人们对计算机及设备最关心的有两个——成本、速度。
下面对串行、并行的成本及速度方面进行对比。
成本：串行：两条线即可，并行传输同时传输的数据越多，需要的数据线越多，并行通信的成本要高于串行通信。
传输速度方面，串行一次一个位，并行一次一个单位字长相同时钟频率下，并行传输速度要高于串行。
从以上对来看，串行通信、并行通信各有优缺点，似乎是高速度与低成本不可兼得。然而事实并非如此。
并行通信在速度达到100Mb/s左右后就会停滞不前。而串行通信速度目前已经达到1Gb/s以上,并且速度还在提升。
首先，由于并行传送方式的前提是用同一时序传播信号，用同一 时序接收信号，而过分提升时钟频率将难以让数据传送的时序与时钟合拍，布线长度稍有差异，数据就会以与时钟不同的时序送达，其次，提升时钟频率还容易引起 信号线间的相互干扰，导致传输错误。
再次并行传输距离长，速度越慢，当传输距离超过20米时会出现想不到的严重后果。
由于并行传输自身条件限制，已经开始被舍弃。SATA替代PATA，USB打印机取代并口打印机等都是由于并口无法满足速度的要求。因此，并行通信在串行通信面前无任何优点可言。
串口通讯
简称串口，也称串行通信接口（通常指COM接口），是采用串行通信方式的扩展接口。串口通信是一种相对低速的串行通信手段，一般速率为9600bps到1mbps。常用于计算机和外设之间的通信。如智能仪表、监控模块。
串口通信的两种最基本的方式：同步串行通信方式（Serial Peripheral interface）和异步串行通信方式（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）。
按电气标准来分包括RS-232-C、RS-422、RS485、USB等。 RS-232-C、RS-422与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定，不涉及协议。USB是近几年发展起来的新型接口标准，主要应用于高速数据传输领域。
RS232、RS485是目前工业外设常用的通信接口。目前很多PC机主板上依然保留RS232接口。部分工业级计算机提供RS485接口。也可以通过PCI扩展多串口卡（又称摩沙卡）。
RS232，全双工，接口有DB-9和DB25两种一半是DB-9。但是实际通讯中只需要2、3、5三条线即可。通讯长度规定为最长15米以下，一般不超过20米。
RS-485解决了设备联网的功能，一般一条总线上可以挂32个设备，通信中采用主从通信方式。RS485的最长传输距离可达1200米，同事线路上最多可以有8个信号放大中继器，也就是说理论上RS485的最大传输距离可以达到9.6公里。
软件操作串口方面RS232、RS485的接口操作是完全一致的，由四个函数组成OPEN、SEND、RECEIVE、CLOSE。需要注意的是485为半双工。其实在软件层面上来说串口、网口、并口操作目的都是一样的，即接收数据和发送数据。主设备一般定义2发3收，从设备一般定义2收3发，因此主从通讯时需要直连2-2，3-3，但是主主设备通讯时一般需要2-3，3-2交叉相连。
软件部 刘彦鑫