起始位、数据位、奇偶校验位和停止位的概念

1、起始位、数据位、奇偶校验位和停止位的概念、含义和作用？请各位大神分别 告知下，谢谢 KPMGCY 10级分类：汇编语言被浏览753次 xiaweixin335 采纳率：49% 10级 （1） 在信号线上共有两种状态，可分别用逻辑1 （高电平）和逻辑0 （低电平）来区分。 在发送器空闲时，数据线应该保持在逻辑高电平状态。（2）起始位（Start Bit）:发 送器是通过发送起始位而开始一个字符传送，起始位使数据线处于逻辑0状态，提示接 受器数据传输即将开始。（3）数据位（Data Bits ）:起始位之后就是传送数据位。数 据位一般为8位一个字节的数据（也有6位、7位的情况），低位（LSB）在前

2、，高位（M SB）在后。（4）校验位（parity Bit）:可以认为是一个特殊的数据位。校验位一般用 来判断接收的数据位有无错误，一般是奇偶校验。在使用中，该位常常取消。（5 ）停 止位：停止位在最后，用以标志一个字符传送的结束，它对应于逻辑1状态。 （6）位 时间：即每个位的时间宽度。起始位、数据位、校验位的位宽度是一致的，停止位有0. 5位、1位、1.5位格式，一般为1位。（7）帧：从起始位开始到停止位结束的时间间 隔称之为一帧。（8 ）波特率：UART的传送速率，用于说明数据传送的快慢。在串行 通信中，数据是按位进行传送的，因此传送速率用每秒钟传送数据位的数目来表示，称 之为波特率。如

3、波特率 9600=9600bps（位/秒）。 清楚么？ （2）在串口通信中一种简单的检错方式。有四种检错方式：偶、奇、高和低。当然没有 校验位也是可以的。对于偶和奇校验的情况，串口会设置校验位（数据位后面的一位）， 用一个值确保传输的数据有偶个或者奇个逻辑高位。例如，如果数据是011，那么对于偶 校验，校验位为0,保证逻辑高的位数是偶数个。如果是奇校验，校验位位1，这样就有 3个逻辑高位。高位和低位不真正的检查数据， 简单置位逻辑高或者逻辑低校验。 这样使 得接收设备能够知道一个位的状态，有机会判断是否有噪声干扰了通信或者是否传输和 接收数据是否不同步。 串口是串行接口（ serial por

4、t ）的简称，也称为串行通信接口或 COM接口。 串口通信是指采用串行通信协议（serial commu ni catio n）在一条信号线 上将数据一个比特一个比特地逐位进行传输的通信模式。 串口按电气标准及协议来划分，包括 RS-232-C、RS-422、RS485等。 1. 串行通信 在串行通信中，数据在1位宽的单条线路上进行传输，一个字节的数据要 分为8次，由低位到高位按顺序一位一位的进行传送。 串行通信的数据是逐位传输的，发送方发送的每一位都具有固定的时间间 隔，这就要求接收方也要按照发送方同样的时间间隔来接收每一位。不仅如此， 接收方还必须能够确定一个信息组的开始和结束。 常用的两

5、种基本串行通信方式包括同步通信和异步通信。 1.1串行同步通信 同步通信（SYNC:synchronous data communication）是指在约定的通 信速率下，发送端和接收端的时钟信号频率和相位始终保持一致（同步），这样 就保证了通信双方在发送和接收数据时具有完全一致的定时关系。 同步通信把许多字符组成一个信息组（信息帧），每帧的开始用同步字符来 指示，一次通信只传送一帧信息。在传输数据的同时还需要传输时钟信号，以便 接收方可以用时针信号来确定每个信息位。 同步通信的优点是传送信息的位数几乎不受限制，一次通信传输的数据有几 十到几千个字节，通信效率较高。同步通信的缺点是要求在通信中

6、始终保持精确 的同步时钟，即发送时钟和接收时钟要严格的同步 （常用的做法是两个设备使用 同一个时钟源）。 在后续的串口通信与编程中将只讨论异步通信方式，所以在这里就不对同步 通信做过多的赘述了。 1.2串行异步通信 异步通信（ASYNC:as yn chro nous data com muni cati on），又称为起 止式异步通信，是以字符为单位进行传输的，字符之间没有固定的时间间隔要求， 而每个字符中的各位则以固定的时间传送。 在异步通信中，收发双方取得同步是通过在字符格式中设置起始位和停止位 的方法来实现的。具体来说就是，在一个有效字符正式发送之前，发送器先发送 一个起始位，然后发送

7、有效字符位，在字符结束时再发送一个停止位，起始位至 停止位构成一帧。停止位至下一个起始位之间是不定长的空闲位，并且规定起始 位为低电平（逻辑值为0），停止位和空闲位都是高电平（逻辑值为 1 ），这样就保证了起始位开始处一定会有一个下跳沿，由此就可以标志一个字符传输的起 始。而根据起始位和停止位也就很容易的实现了字符的界定和同步。 显然，采用异步通信时，发送端和接收端可以由各自的时钟来控制数据的发 送和接收，这两个时钟源彼此独立，可以互不同步。 下面简单的说说异步通信的数据发送和接收过程。 在介绍异步通信的数据发送和接收过程之前，有必要先弄清楚异步通信的数 据格式。 异步通信规定传输的数据格式由

8、起始位 （start bit ）、数据位（data bit ）、 奇偶校验位（parity bit ）和停止位（stop bit ）组成，如图1所示（该图中未 画出奇偶校验位，因为奇偶检验位不是必须有的，如果有奇偶检验位，则奇偶检 验位应该在数据位之后，停止位之前）。 第时竽符第N+ltW HH DO DJ D2 8 D4 D6 D7PQ DQ Iri ir 0 （Vi 0/1 o/ 0/1 （VI （Fl （VI Q/l 1111 Q 0/ 1V1 起嫦位数据停止位空闲位 图1异步通信数据格式 （1）起始位：起始位必须是持续一个比特时间的逻辑 0电平，标志传输一 个字符的开始，接收方可用起始

9、位使自己的接收时钟与发送方的数据同步。 （2 ）数据位：数据位紧跟在起始位之后，是通信中的真正有效信息。数据 位的位数可以由通信双方共同约定，一般可以是5位、7位或8位，标准的ASCII 码是0127（7位），扩展的ASCII码是0255（8位）。传输数据时先传 送字符的低位，后传送字符的高位。 （3 ）奇偶校验位：奇偶校验位仅占一位，用于进行奇校验或偶校验，奇偶 检验位不是必须有的。如果是奇校验，需要保证传输的数据总共有奇数个逻辑高 位；如果是偶校验，需要保证传输的数据总共有偶数个逻辑高位。 举例来说，假设传输的数据位为 01001100 ，如果是奇校验，则奇校验位 为0 （要确保总共有奇数

10、个1），如果是偶校验，则偶校验位为1 （要确保总共 有偶数个1 ）。 由此可见，奇偶校验位仅是对数据进行简单的置逻辑高位或逻辑低位， 不会 对数据进行实质的判断，这样做的好处是接收设备能够知道一个位的状态， 有可 能判断是否有噪声干扰了通信以及传输的数据是否同步。 （4 ）停止位：停止位可以是是1位、1.5位或2位，可以由软件设定。它 一定是逻辑1电平，标志着传输一个字符的结束。 （5 ）空闲位：空闲位是指从一个字符的停止位结束到下一个字符的起始位 开始，表示线路处于空闲状态，必须由高电平来填充。 清楚了异步通信的数据格式之后，就可以按照指定的数据格式发送数据了， 发送数据的具体步骤如下： （

11、1） 初始化后或者没有数据需要发送时，发送端输出逻辑1，可以有任意 数量的空闲位。 （2）当需要发送数据时，发送端首先输出逻辑 0，作为起始位。 （3 ）接着就可以开始输出数据位了，发送端首先输出数据的最低位D0， 然后是D1，最后是数据的最高位。 （4）如果设有奇偶检验位，发送端输出检验位。 （5）最后，发送端输出停止位（逻辑 1 ）。 （6 ）如果没有信息需要发送，发送端输出逻辑 1 （空闲位），如果有信息 需要发送，则转入步骤（2 ）。 在异步通信中，接收端以接收时钟和波特率因子决定每一位的时间长度。下 面以波特率因子等于16 （接收时钟每16个时钟周期使接收移位寄存器移位一 次）为例来

12、说明。 （1 ）开始通信，信号线为空闲（逻辑 1），当检测到由1到0的跳变时， 开始对接收时钟计数。 （2 ）当计到8个时钟的时候，对输入信号进行检测，若仍然为低电平，贝U 确认这是起始位，而不是干扰信号。 （3 ）接收端检测到起始位后，隔16个接收时钟对输入信号检测一次，把 对应的值作为D0位数据。 （4） 再隔16个接收时钟，对输入信号检测一次，把对应的值作为D1位 数据，直到全部数据位都输入。 （5）检验奇偶检验位。 （6 ）接收到规定的数据位个数和校验位之后，通信接口电路希望收到停止 位（逻辑1 ），若此时未收到逻辑1，说明出现了错误，在状态寄存器中置 帧 错误”标志；若没有错误，对全

13、部数据位进行奇偶校验，无校验错时，把数据位 从移位寄存器中取出送至数据输入寄存器，若校验错，在状态寄存器中置奇偶 错”标志。 （7）本帧信息全部接收完，把线路上出现的高电平作为空闲位。 （8）当信号再次变为低时，开始进入下一帧的检测。 以上就是异步通信中数据发送和接收的全过程了。 1.3几个概念 为了更好的理解串口通信，我们还需要了解几个串口通信当中的基本概念。 （1 ）发送时钟：发送数据时，首先将要发送的数据送入移位寄存器，然后 在发送时钟的控制下，将该并行数据逐位移位输出。 （2 ）接收时钟：在接收串行数据时，接收时钟的上升沿对接收数据采样， 进行数据位检测，并将其移入接收器的移位寄存器中

14、，最后组成并行数据输出。 （3）波特率因子：波特率因子是指发送或接收 1个数据位所需要的时钟脉 冲个数。 2. 串口接头 常用的串口接头有两种，一种是 9针串口（简称DB-9 ），种是25针串 口（简称DB-25 ）。每种接头都有公头和母头之分，其中带针状的接头是公头， 而带孔状的接头是母头。9针串口的外观如图2所示。 图2 DB-9外观图 由图2可以看出，在9针串口接头中，公头和母头的管脚定义顺序是不一 样，这一点需要特别注意。那么，这些管脚都有什么作用呢？9针串口和25针 串口常用管脚的功能说明如图3所示。 醉十串口 25针串口 ( DB25) 针号 功能说明 缩写 针号 功能说明 缩写

15、1 |数曙载波检测 DCB 8 数据载波检W DCE 2 接收数据J 瓯 L3 接收数据 KXB 3 发送数据 TXB 发送数据 TKE 4 数据鳏端唯备 DTR 20 数据鏤端准备 DTE 5 |信号地 GHD 7 信号世 GHB 5 数据设备椎备好 DSR 6 数据堆备好 DSR 7 诘求发送 RTS 1 * 请求发送 RTS 3 CTS 1 5 濡曉童送 CTS g 振铃崔示| 1EUL 22 振铃指示 DELL 图3 9针串口和25针串口常用管脚功能说明 3. RS-232C 标准 常用的串行通信接口标准有 RS-232C、RS-422、RS-423 和RS-485 。 其中，RS-2

16、32C作为串行通信接口的电气标准定义了数据终端设备 （DTE:data term inal equipme nt）和数据通信设备 （DCE:data com mun icatio n equipme nt）间按位串行传输的接口信息，合 理安排了接口的电气信号和机械要求，在世界范围内得到了广泛的应用。 3.1电气特性 RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号功能都做了规定，如下： 在TXD和RXD数据线上： （1）逻辑1为-3-15V 的电压 （2）逻辑0为315V的电压 在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上： （1）信号有效（ON状态）为315V的电压 （2）信号无效（OFF

17、状态）为-3-15V 的电压 由此可见，RS-232C是用正负电压来表示逻辑状态，与晶体管-晶体管逻 辑集成电路（TTL ）以高低电平表示逻辑状态的规定正好相反。 3.2信号线分配 RS-232C标准接口有25条线，其中，4条数据线、11条控制线、3条定 时线以及7条备用和未定义线。那么，这些信号线在9针串口和25针串口的管 脚上是如何分配的呢？ 9针串口和25针串口信号线分配如图4所示。 图4 9针串口和25针串口信号线分配示意图 下面对这些信号线做个简单的介绍。 （1）数据装置准备好（DSR ），有效状态（ON ）表示数据通信设备处于 可以使用状态。 （2）数据终端准备好（DTR ），有效状态（ON ）表示数据终端设备处于 可以使用状态。 这两个设备状态信号有效，只表示设备本身可用，并不说明通信链路可以开 始进行通信了，能否开始进行通信要由下面的一些控制信号决定。 （3 ）请求发送（RTS ），用来表示数据终端设备（DTE ）请求数据通信设 备（DCE）发送数据。 （4 ）允许发送（CTS），用来表示数据通信设备（DCE ）已经准备好了数 据，可以向数据终端设备（DTE ）发送数据，是对请求发送信号 RTS的响应。 请求发送（RTS ）和允许发送（CTS ）用于半双工的通信系统中，在全双工 的系统中，不需要使用请求发送（RTS）和允许发送