异步通信与CRC校验：串行通信详解

串行通信是一种在数据传输中，数据的每一位按照特定顺序逐位发送和接收的方式，与并行通信相比，它在长距离传输上具有优势，但速度相对较慢。本章节主要关注串行通信的校验方法以及异步和同步通信的区别。 1. 校验方法: - 奇偶校验：通过计算数据位的奇偶性来检查错误，通常用于低端系统，易于实现，但误报率较高。 - 循环冗余码校验（CRC，Cyclic Redundancy Check）：更高级的校验方式，通过生成一个固定长度的校验码来检测传输过程中数据的错误，即使出现少数错误也能检测出来，但计算复杂度相对较高。 2. 异步通信与同步通信: - 异步通信依赖于起始位、停止位和字符帧结构来维持同步，如每个字符由起始位、数据位、校验位和停止位构成。这种通信方式简单灵活，适用于数据随机发送/接收，但速度较低，因为需要为每个字符添加同步标志。 - 同步通信则需要精确的时钟和同步字符来确保双方严格的同步，适合大批量数据传输，但对硬件要求高，特别是波特率匹配非常重要。 3. 波特率: - 波特率（bps，bits per second）表示每秒钟传输的位数，它是衡量串行通信速率的重要指标。双方必须使用相同波特率才能顺利通信。 4. 串行通信制式: - 单工制：数据只能在一个方向上传输，如广播或单向通信。 - 半双工制：双方都能发送和接收数据，但不能同时进行，类似于电话通话，一人说话另一人听。 - 全双工制：通信双方能同时发送和接收数据，是最理想的串行通信模式，如现代电脑的USB接口。 串行通信在实际应用中，根据具体需求选择合适的校验方式、通信模式和波特率是非常关键的。例如，对于低速、长距离传输，异步通信可能更为合适；而对于高速、短距离或对数据准确性要求高的场景，则会优先选择同步通信或者带有高效校验的通信方式。理解这些基础知识有助于设计和优化通信系统。