解析單片機中串行通訊與並行通訊的區別
發布時間:2015-09-24 責任編輯:susan
【導讀】這裏說的通訊是指數字信號。數字信號是8位二進製數,可以使用信號線傳輸:一種方案是使用一條數據線按照次序一個位一個位的傳送,每傳送完8位為一個字節,這叫串行通訊;另一種是使用8條數據線分別傳送8位,一次傳送一個字節,叫並行通訊。以下是關於兩者區別的詳細解析。
一條信息的各位數據被逐位按順序傳送的通訊方式稱為串行通訊。串行通訊的特點是:數據位傳送,傳按位順序進行,最少隻需一根傳輸線即可完成,成本低但送速度慢。串行通訊的距離可以從幾米到幾千米。 根據信息的傳送方向,串行通訊可以進一步分為單工、半雙工和全雙工三種。信息隻能單向傳送為單工;信息能雙向傳送但不能同時雙向傳送稱為半雙工;信息能夠同時雙向傳送則稱為全雙工。串行通訊又分為異步通訊和同步通訊兩種方式。在單片機中,主要使用異步通訊方式。
串(chuan)行(xing)通(tong)訊(xun)中(zhong),兩(liang)個(ge)設(she)備(bei)之(zhi)間(jian)通(tong)過(guo)一(yi)對(dui)信(xin)號(hao)線(xian)進(jin)行(xing)通(tong)訊(xun),其(qi)中(zhong)一(yi)根(gen)為(wei)信(xin)號(hao)線(xian),另(ling)外(wai)一(yi)根(gen)為(wei)信(xin)號(hao)地(di)線(xian),信(xin)號(hao)電(dian)流(liu)通(tong)過(guo)信(xin)號(hao)線(xian)到(dao)達(da)目(mu)標(biao)設(she)備(bei),再(zai)經(jing)過(guo)信(xin)號(hao)地(di)線(xian)返(fan)回(hui),構(gou)成(cheng)一(yi)個(ge)信(xin)號(hao)回(hui)路(lu)。

初級讀者會產生疑問:為何不讓信號電流從電源地線返回?答案:公共地線上存在各種雜亂的電流,可以輕而易舉地把信號淹沒。因此所有的信號線都使用信號地線而不是電源地線,以避免幹擾。
這一對信號線每次隻傳送1bit(比特)的信號,比如1Byte(字節)的信號需要8次才能發完。傳輸的信號可以是數據、zhilinghuozhekongzhixinhao,zhequjueyucaiyongdeshihezhongtongxunxieyiyijichuanshuzhuangtai。chuanxingxinhaobenshenyekeyidaiyoushizhongxinxi,bingqiekeyitongguosuanfaxiaozhengshizhong。yincibuxuyaoewaideshizhongxinhaojinxingkongzhi。
並行通訊中,基本原理與串行通訊沒有區別。隻不過使用了成倍的信號線路,從而一次可以傳送更多bit的信號。

並行通訊通常可以一次傳送8bit、16bit、32bit甚至更高的位數,相應地就需要8根、16根、32根信號線,同時需要加入更多的信號地線。比如傳統的PATA線路有40根線,其中有16根信號線和7根信號地線,其他為各種控製線,一次可以傳送2Byte的de數shu據ju。並bing行xing通tong訊xun中zhong,數shu據ju信xin號hao中zhong無wu法fa攜xie帶dai時shi鍾zhong信xin息xi,為wei了le保bao證zheng各ge對dui信xin號hao線xian上shang的de信xin號hao時shi序xu一yi致zhi,並bing行xing設she備bei需xu要yao嚴yan格ge同tong步bu時shi鍾zhong信xin號hao,或huo者zhe采cai用yong額e外wai的de時shi鍾zhong信xin號hao線xian。
通過串行通訊與並行通訊的對比,可以看出:串行通訊很簡單,但是相對速度低;bingxingtongxunbijiaofuza,danshixiangduisudugao。gengzhongyaodeshi,chuanxingxianlujinshiyongyiduixinhaoxian,xianluchengbendibingqiekangganraonengliqiang,yincikeyiyongzaichangjulitongxunshang;而並行線路使用多對信號線(還不包括額外的控製線路),線路成本高並且抗幹擾能力差,因此對通訊距離有非常嚴格的限製。
曆史
最早的計算機設備之間全部采用串行接口,比如硬盤接口、打印機接口、通訊端口等等。那時候都是分立元件的電路設計,如果采用並行接口,元件的數量和占用的空間將成倍增長。比如一個8bit並行線路的接口元件數量將是串行線路的8倍(你得為每根信號線配置一套接收電路)。這個時期的數據通訊隻能是非常簡單而低速的。
但是集成電路技術的出現帶來了一個轉變,當大量元件可以集成到一個小小的芯片上時,並行通訊變得廉價而方便了。不論是8bit、16bit還hai是shi更geng高gao位wei數shu的de並bing行xing線xian路lu,隻zhi需xu要yao一yi個ge並bing行xing接jie口kou芯xin片pian就jiu可ke以yi處chu理li,這zhe比bi一yi個ge處chu理li串chuan行xing通tong訊xun的de芯xin片pian成cheng本ben高gao不bu到dao哪na裏li去qu。與yu串chuan行xing通tong訊xun相xiang比bi,並bing行xing通tong訊xun在zai同tong樣yang的de工gong作zuo頻pin率lv下xia,通tong訊xun速su度du就jiu可ke以yi整zheng倍bei提ti高gao。因yin此ci適shi應ying了le當dang時shi計ji算suan機ji設she備bei發fa展zhan的de需xu要yao,硬ying盤pan、打印機等速度較快的設備開始使用並行通訊,PATA、SCSI、Parallel Port成(cheng)為(wei)最(zui)為(wei)流(liu)行(xing)的(de)並(bing)行(xing)通(tong)訊(xun)接(jie)口(kou),被(bei)大(da)眾(zhong)所(suo)熟(shu)知(zhi)。不(bu)過(guo)並(bing)行(xing)線(xian)路(lu)固(gu)有(you)的(de)一(yi)些(xie)缺(que)點(dian)仍(reng)然(ran)限(xian)製(zhi)了(le)並(bing)行(xing)通(tong)訊(xun)的(de)應(ying)用(yong)範(fan)圍(wei),至(zhi)於(yu)超(chao)高(gao)速(su)通(tong)訊(xun)和(he)長(chang)距(ju)離(li)通(tong)訊(xun)方(fang)麵(mian),由(you)於(yu)線(xian)路(lu)成(cheng)本(ben)比(bi)接(jie)口(kou)成(cheng)本(ben)要(yao)重(zhong)要(yao)得(de)多(duo),因(yin)此(ci)一(yi)直(zhi)都(dou)是(shi)串(chuan)行(xing)通(tong)訊(xun)的(de)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)。
除chu了le並bing行xing通tong訊xun具ju有you速su度du優you勢shi以yi外wai,串chuan行xing通tong訊xun自zi身shen也ye有you一yi個ge問wen題ti。在zai計ji算suan機ji內nei部bu,數shu據ju往wang往wang都dou是shi並bing行xing方fang式shi傳chuan送song的de,當dang采cai用yong串chuan行xing方fang式shi與yu外wai界jie通tong訊xun時shi必bi須xu經jing過guo串chuan/並轉換處理。在早期集成電路規模較小的時代,串/bingzhuanhuandianludechulinenglishifenyouxian,yincichuanxingtongxundesuduwufatigao。suizherujinjichengjishudefazhan,luojidianludejichengnenglidadatigao,shenzhichaoguoleIO連接單元的集成水平,從而逐步解決了串/並轉換速度的限製。另一方麵,現在集成邏輯處理電路的成本也比IO連(lian)接(jie)單(dan)元(yuan)更(geng)便(bian)宜(yi),因(yin)此(ci)串(chuan)行(xing)通(tong)訊(xun)再(zai)次(ci)顯(xian)示(shi)出(chu)它(ta)的(de)優(you)勢(shi)。如(ru)果(guo)說(shuo)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)技(ji)術(shu)一(yi)度(du)幫(bang)助(zhu)並(bing)行(xing)通(tong)訊(xun)流(liu)行(xing)起(qi)來(lai),那(na)麼(me)現(xian)在(zai)的(de)高(gao)度(du)集(ji)成(cheng)水(shui)平(ping)則(ze)幫(bang)助(zhu)串(chuan)行(xing)通(tong)訊(xun)重(zhong)返(fan)主(zhu)流(liu)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)。
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