通信教程 | 概述并行与串行通信的区别

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嵌入式电子设备之间互相通信已经非常普遍，通信的方式主要分为两类：并行和串行。

1并行通信

并行是指多比特数据同时通过并行线进行传送，这样一次性可以传输更多的数据。


但并行传送的线路长度受到限制，因为长度增加，干扰就会增加，数据也就容易出错。

并行接口同时传输多个位。它们通常需要数据总线（八、十六或更多线路），以1和0的编码传输数据。

如下图：使用9线的并行通信，由时钟控制的8位数据总线，每个时钟脉冲发送一个字节。


并行通信主要特点：
1.各数据位同时传输，传输速度快、效率高，多用在实时、快速的场合。
2.并行通信不能长距离通信，抗干扰能力差。

2串行通信

串行通信作为计算机通信方式之一，主要起到主机与外设以及主机之间的数据传输作用。


串行通信分为：同步和异步通信。


1.同步通信

同步通信一般有一个同步时钟，如下图，一根数据线，一根时钟线。一个时钟传输一个Bit位。


我们常见的SPI、I2C等就是串行同步通信。


2.异步通信

异步通信中，在异步通信中有两个比较重要的指标：字符帧格式和波特率。


数据通常以字符或者字节为单位组成字符帧传送，是通过双方约定好的波特率进行数据传输。


假如双方波特率不一致，则接收到数据就是乱码。


我们常见的UART、CAN等就是串行异步通信。


3.串行异步通信UART

这里在进一步讲述常见的串行异步通信：UART。

内置规则：

  • 波特率

  • 数据位

  • 同步位

  • 奇偶校验位


波特率

常规波特是1200、2400、4800、19200、38400、57600和115200 bps


数据位

每个数据包中的数据量可以设置为5到9位，通常为8位。


同步位

同步位是与每个数据块一起传送的两个或三个特殊位。它们是起始位和停止位。


奇偶校验位

奇偶校验是一种非常简单的错误检查方式。它有两种：奇数或偶数。


4.UART两设备连线

这种发送和接收数据的串行接口是全双工（双向都可以发送，也可以接收）。


5.举例

9600波特，8个数据位，无奇偶校验和1个停止位。


发送ASCII字符“O”和“K”。O十进制值79，二进制值01001111；而K的二进制值是01001011。



3串口和并口对比

当下，串行相对并行通信要使用更广泛，主要有多方面原因：

  • 节省传输线，布线简单

  • 抗干扰能力强

  • 技术成熟


举例：

将并口和串口视为汽车流：并行接口将是8+车道大型高速公路，而串行接口更像是一条双车道乡村公路。


在一段时间内，大型高速公路可能会让更多的人到达目的地，但是农村的双层公路车流量不大，建造成本低。


并行通信当然有其好处。它快速，简单，相对容易实现。但它需要更多的通信线。


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