8.1.2 同步通信和异步通信
按照串行通信数据的时钟控制方式，串行通信可分为异步通信和同步通信两类。
1.异步通信
在异步通信中，数据通常是以字符（或字节）为单位组成字符帧传输的。字符帧由发送端一帧一帧地发送，通过传输线被接收设备一帧一帧地接收。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，互不同步，但要求传输速率一致。在异步通信中，两个字符之间的传输间隔是任意的，所以每个字符的前后都要用一些数位来作为分隔位。发送端和接收端依靠字符帧格式来协调数据的发送和接收，在通信线路空闲时，发送端为高电平（逻辑1），每当接收端检测到传输线上发送过来的低电平（逻辑0）时，就知道发送端已开始发送（字符帧中的起始位），当接收端接收到字符帧中的停止位时，就知道一帧字符信息已发送完毕。在异步通信中，字符帧格式和波特率是两个重要指标，可由用户根据实际情况选定。异步通信结构如图8.3所示。
（1）字符帧。字符帧也叫数据帧，由起始位、数据位、校验位和停止位这4部分组成。
①起始位位于字符帧开头，只占1位，始终为逻辑0，用于向接收端表示发送端开始发送一帧信息。
②数据位紧跟起始位，用户根据情况可取5位、6位、7位或8位，低位在前、高位在后（即先发送数据的最低位）。若所传数据为ASCII码，则通常取7位。
图8.3 异步通信结构(https://www.daowen.com)
③校验位位于数据位后，仅占1位，用于对串行通信数据进行奇偶校验。校验位也可以由用户定义为其他控制含义，也可以没有。
④停止位位于字符帧末尾，为逻辑1，通常可取1位、1.5位或2位，用于向接收端表示一帧字符信息已发送完毕，也为发送下一帧字符信息做准备。在串行通信中，发送端一帧一帧地发送信息，接收端一帧一帧地接收信息，两相邻字符帧之间可以无空闲位，也可以有若干空闲位，这由用户根据需要决定。
（2）波特率。波特率是异步通信的重要指标，表示每秒钟传输二进制数码的位数，也叫比特数，单位为bit/s（或bps），即位/秒。波特率用于表征数据传输的速度，波特率越高，数据传输速度越快。异步通信的优点是不需要传输同步时钟，字符帧长度不受限制，故设备简单；缺点是因字符帧中包含起始位和停止位而降低了有效数据的传输速率。
2.同步通信
同步通信是一种连续串行传输数据的通信方式，一次通信传输一组数据（包含若干个字符数据），其结构如图8.4所示。同步通信时要建立发送端时钟对接收端时钟的直接控制，使双方达到完全同步。在发送数据前，先要发送同步字符，再连续地发送数据。同步字符有单同步字符和双同步字符之分。同步通信的字符帧结构由同步字符、数据字符和校验字符3部分组成。在同步通信中，同步字符可以采用统一的标准格式，也可以由用户约定。
图8.4 同步通信结构
