3．简述串行通信的协议及异步串行通信的帧格式。

串行通信是指在数据传输过程中，每次只传输一个比特位，与之相对的是并行通信，它可以同时传输多个比特位。串行通信有两种常见的协议：同步串行通信和异步串行通信。

同步串行通信协议是指在传输数据的过程中，发送方和接收方在时钟的同步下进行数据的传输。发送方根据时钟信号将数据按照固定的速率一位一位地发送出去，接收方也按照相同的速率来接收数据。在同步串行通信中，数据传输的速率比较快，但需要发送端和接收端保持高度的同步，因此实现起来比较复杂。

异步串行通信协议是指在传输数据的过程中，发送方和接收方不需要在时钟的同步下进行数据的传输。发送方每发送完一位数据就会等待接收方返回一个确认信号，然后再发送下一位数据。在异步串行通信中，数据传输的速率比较慢，但实现起来比较简单，适用于距离较远、数据量较小的场合。

异步串行通信的帧格式通常包括起始位、数据位、校验位和停止位。其中，起始位通常为逻辑低电平，用于标识数据的开始；数据位用于传输实际数据，长度可以是5、6、7或8个比特位；校验位用于检验数据的准确性，根据不同的校验方式可以进行奇偶校验、CRC校验等；停止位通常为逻辑高电平，用于标识数据的结束。异步串行通信的帧格式在数据传输过程中可以保证数据的准确性和完整性。

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简述并行通信和串行通信的特点

并行通信和串行通信是两种不同的数据传输方式。

并行通信是指同时通过多个数据线传输多个数据位，数据传输速度较快。并行通信的特点是传输速度快，但需要较多的物理连接和数据线，且数据线长度受限制，不利于远距离传输。

串行通信是指通过单个数据线依次传输每个数据位，数据传输速度相对较慢。串行通信的特点是只需要一条数据线进行传输，适合长距离传输，但传输速度相对较慢。

在实际应用中，串行通信一般用于长距离传输和低速设备间的通信，如串口通信、网络通信等；而并行通信一般用于高速设备间的通信，如内存与CPU的通信、PCI总线等。

串行通信有哪些种类？简述各种串行通信的优缺点。

串行通信是指数据在通信线路上按位顺序进行传输的通信方式。根据数据传输的方式和特点，串行通信可以分为以下几种类型：

1. 异步串行通信：异步串行通信是一种基本的串行通信方式，它以字符为单位进行数据传输，每个字符之间都有起始位、数据位、校验位和停止位，用于同步数据传输。异步串行通信的优点是传输简单，成本低，但是传输速率受限，容易出错。

2. 同步串行通信：同步串行通信是在数据传输过程中采用时钟信号进行同步的通信方式。同步串行通信可以分为同步字符通信和同步位通信两种。同步串行通信的优点是传输速率高，传输可靠性好，但是成本较高。

3. 高级数据链路控制协议（HDLC）：HDLC是一种面向比特的同步串行通信协议，可以实现可靠的数据传输、流量控制、差错检测和纠错等功能。HDLC通信的优点是传输速率高，可靠性好，但是需要专门的硬件支持。

4. 通用同步/异步收发器（USART）：USART是一种通用的串行通信接口，支持同步和异步两种通信模式，可以实现数据传输、异步通信、同步通信、流量控制等功能。USART通信的优点是灵活、可靠性高，但是成本较高。

5. 现场总线（Fieldbus）：现场总线是一种面向工业领域的串行通信协议，可以实现实时数据传输、控制和监控等功能。现场总线通信的优点是可靠性高、实时性好，但是需要专门的硬件支持。

综上所述，串行通信有异步串行通信、同步串行通信、HDLC、USART和现场总线等多种类型，每种类型通信方式都有其优点和缺点，选择时需要根据具体的应用场景和需求进行选择。