异步与同步串行通信：USART通信解析

"串行通信的基本概念-USART通信" 串行通信是计算机通信中的一种常见方式，主要用于设备间的短距离通信，如微控制器与外围设备之间的数据交换。串行通信可以分为两类：异步通信和同步通信。 1. 异步通信： 异步通信允许发送和接收设备使用各自独立的时钟，但在实际操作中，为了保证数据的正确传输，这两者之间的时钟需要尽可能保持一致。这种通信方式的特点是灵活性高，因为不需要严格的时钟同步，使得设备实现起来相对简单，成本较低。然而，由于需要额外的起始位、停止位以及可能的校验位，数据传输效率相比同步通信较低。例如，每个字符前后可能会有1或2个位用于起始和停止，而且字符间可能有间隔，这都占用了总的传输带宽。 2. 同步通信： 同步通信则要求发送端和接收端的时钟完全同步，以确保数据的每一位都能准确无误地对应。在这种模式下，数据位之间的距离是固定的，且字符间没有间隔，这样能提高传输效率，但实现起来更为复杂，通常需要专门的同步机制。 3. 错误校验： 错误校验是确保数据传输准确性的关键。常见的校验方法包括： - 奇偶校验：在数据后面添加一个校验位，使得数据加上校验位后的1的个数为奇数（奇校验）或偶数（偶校验）。接收端通过验证1的个数来检查是否出现错误。 - 循环冗余校验（CRC）：这是一种利用多项式计算的校验方法，具有较强的纠错能力，常用于磁盘传输和存储区完整性检查。 - 代码和校验：发送方计算数据的校验和或异或值，并将其附加到数据块末尾。接收端再进行相同运算并与发送端的校验和比较，不一致则表明存在错误。 4. 传输速率与传输距离： 传输速率，即比特率，表示每秒传输的二进制位数，单位通常是位/秒（bps）。例如，如果每秒发送240个字符，每个字符含10位，比特率就是2400bps。传输距离受传输速率和线路电气特性的影响，如非平衡屏蔽双绞线，随着比特率的增加，最大传输距离会减少。例如，当比特率超过1000bps时，最大距离可能下降到几百米。 5. 串行通信接口标准： RS-232C是EIA制定的一个标准，广泛用于早期的串行通信，定义了接口的信号电平、电压范围和连接器规格等。尽管现代系统更倾向于使用USB、SPI、I2C等更快、更高效的接口，但RS-232C在某些领域仍然有其应用价值，特别是在需要长距离传输或者与旧设备兼容的场景中。 串行通信涉及到的不仅仅是数据的传输，还包括时钟同步、错误检测与纠正、传输速率的管理以及接口标准的遵循，这些因素共同确保了数据在通信过程中的准确性和可靠性。