基础通信知识详解

自古以来,信息的传递一直是伴随着人类的发展而来的;古有烽火狼烟传报,今有手机传信;但是他们都是离不开基本的通信原理。

这里介绍几种电子通信原理涉及的概念:

 

同步与异步的区别:

同步通信原理:

        一般的同步通信的通信双方都必须要有一个同相同频的时钟信号,以便双方在这个时钟的步调指引下完成数据的发送与接收。发送方和接受方都是根据这个同步时钟来确定发送和接收的信息的内容的。发送方在时钟的某一个周期中发送一位数据,接收方同时也根据这个时钟的周期来负责接收一位数据。这样就保持了有数据在一直传输。同步通信中的数据一般是以信息帧的方式发送的,一次通信发送一帧的信息。一帧的信息通常包含若干个数据,而这些数据的发送与接收时连续的,当要开始通信的时候,主机会先发一个同步字符,从机接收到这个同步字符后就会开始跟着时钟的节拍一步一步的接收信息,当中每个时钟节拍都必须要有信息传送,如果没有信息传送那就要补上空字符,因为同步传输是不允许要间隙的。一旦同步时钟断开,通信双方即结束通信。

异步通信原理:

         一般在异步通信的过程中是没有同步时钟的,因此,异步通信可以随时发送信息,信息并不一定是连续的。但是,每次发送的信息必须是一个数据帧(5-8位)。发送方可以随时发送信息,但是接收方必须处于随时待命的状态下,这样才能确保及时准确的接收到必要的数据。因为数据的发送是以数据帧的形式发送的,因此,发送方在发送数据前必须要先发送一个开始标志位,这样接收方就可以开始接收数据了,而一帧数据发送完毕后,发送方也要发送一个结束标志位。这样,接收方才能等待下一次的数据发送。

同步通信与异步通信的比较:

      同步通信的信息传送速度较快,且可以实现一对多同时传输数据,但是结构复杂且一次通信不能中断。典型应用IIC应用

      异步通信结构简单,两次数据帧之间可以相隔任意长时间,不受时钟的束缚;但是异步通信的速率较慢,只适合点对点的进行通信。典型应用uart应用

 

单工、半双工、全双工的区别:

单工:数据只能在一个方向上面传输,发送方只能发送数据,接收方只能接收数据。

半双工:数据可以双向传输。但是,在某一时刻只能单向传输。一般一根数据线即可满足要求,但是也可以用多根。

全双工:发送方和接收方可以同时发送与接收,一般至少要有两根数据线,一根发送一根接收,它们可以同步进行。

串行与并行的区别:

串行通信:串行的数据是排成一列纵队的,他们当中的每个数据都是依次发送的;接收方一次只能接收一个数据。因此,在发送一个八位数据时至少需要发送八次才可以发送完毕。但是节约通信成本(通信线路少)

并行通信:并行通信相当与数据是排成横队的,一次性可以发送多位数据。但是需要用的通信线路较多。

串行与并行的比较:

串行发送需要的通信线路较少,但是发送数据的速度较慢,因此只能通过提高发送的数据的速度来提高通信速率。抗干扰能力较强,但是数据的解码相对较复杂!

并行发送的效率较高,但是通信成本较高,且不适合远距离通信。而且数据相邻两条数据线之间必须加地线隔离,否则容易造成通信干扰!多用与计算机内部器件的通信。

差模信号与共模信号的区别:

共模信号:共模信号一般都有一根共用的参考地线,每根数据线通过和这根地线的比较来确定自己的电平状态,接收方也以此来确定发送方发送的信号的状态。

差模信号:差模信号一般每个信号都需要两根线来共同完成一次信号的传输。因为接收方是根据这两根信号线的电压差来确定接收到的电平的状态的。

差模和共模的区别:

差模信号的抗干扰能力较强,一般用于远距离,环境比较恶劣通信环境中

共模信号的抗干扰能力较弱,一般用于近距离,干扰小的的通信环境中

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