4.1 KiB
4.1 KiB
tags, create time
| tags | create time | ||||
|---|---|---|---|---|---|
|
2026-06-28 15:00 |
串行通信基础
概述
串行通信是接口与通讯技术的重要组成部分，涉及波特率计算和传输方式分类。本专题覆盖波特率因子的计算方法以及并行/串行传输方式的区别。
正文
1. 波特率与波特率因子
串行通信中，实际波特率与波特率因子的关系为：
\text{波特率} = \frac{\text{时钟频率}}{\text{波特率因子}}
常见波特率因子有 1、16、64 三种。
| 波特率因子 | 说明 | 适用场景 |
|---|---|---|
| 1 | 时钟频率 = 波特率 | 同步通信 |
| 16 | 时钟频率 = 16× 波特率 | 异步通信（最常用） |
| 64 | 时钟频率 = 64× 波特率 | 异步通信（长距离） |
[!question] 思考题 为什么异步通信需要波特率因子？
答：异步通信没有共享时钟，接收方需要通过过采样（通常 16 倍）来准确定位每个数据位的起始和结束位置。波特率因子越大，采样精度越高，抗干扰能力越强，但对时钟频率的要求也越高。
2. 波特率因子计算
收发双方必须保持相同的波特率，但可以使用不同的时钟频率和波特率因子组合。
[!example] 真题计算
题目：甲乙两机采用串行通信，设甲的发送时钟频率（TxC）为 19200Hz，波特率因子取 16，若乙的接收时钟频率（RxC）为 76800Hz，则乙的波特率因子应该设置为______。
解题步骤：
第一步：计算甲的实际波特率（即双方共同的波特率）
\text{波特率} = \frac{TxC}{\text{波特率因子}} = \frac{19200}{16} = 1200 \text{ Baud}第二步：计算乙需要的波特率因子
\text{乙的波特率因子} = \frac{RxC}{\text{波特率}} = \frac{76800}{1200} = \textbf{64}答案：64
graph LR
A["甲: TxC=19200Hz<br/>因子=16"] --> B["波特率=1200 Baud"]
B --> C["乙: RxC=76800Hz<br/>因子=?"]
C --> D["因子=76800/1200=64"]
style D fill:#dfd,stroke:#333,color:#000
[!tip] 解题公式总结
\text{收发双方波特率相同} \Rightarrow \frac{TxC_{甲}}{K_{甲}} = \frac{RxC_{乙}}{K_{乙}}因此：
K_{乙} = \frac{RxC_{乙} \times K_{甲}}{TxC_{甲}}
3. 并行与串行传输方式
接口与外部设备之间的信息传送方式可分为两种：
| 特性 | 并行传输 | 串行传输 |
|---|---|---|
| 数据线数量 | 多根（8/16/32 位同时） | 1 根（逐位传输） |
| 传输速度 | 快（单位时间传多位） | 慢（单位时间传 1 位） |
| 传输距离 | 短（信号同步困难） | 长（抗干扰能力强） |
| 成本 | 高（需要多根线） | 低（只需 1~3 根线） |
| 典型接口 | LPT 打印机、IDE 硬盘 | RS-232、USB、SPI、I²C |
graph LR
subgraph 并行
direction LR
A1["D7"] --- B1["D7"]
A2["D6"] --- B2["D6"]
A3["D5"] --- B3["D5"]
A4["D4"] --- B4["D4"]
A5["D3"] --- B5["D3"]
A6["D2"] --- B6["D2"]
A7["D1"] --- B7["D1"]
A8["D0"] --- B8["D0"]
C1["接口"] --- D1["外部设备"]
end
subgraph 串行
direction LR
E["接口"] ---|"1根线<br/>逐位传输"| F["外部设备"]
end
[!info] 并行接口的定义 并行接口是指接口电路与**I/O 设备（外部设备）**之间采用多根数据线并行传输数据的接口。
4. 真题回顾
[!example] 【真题】甲乙两机采用串行通信，设甲的发送时钟频率（TxC）为 19200Hz，波特率因子取 16，若乙的接收时钟频率（RxC）为 76800Hz，则乙的波特率因子应该设置为______。
答案：64
[!example] 【真题】接口与______之间的信息传送方式可分为并行和串行两种。
答案：外部设备