串列通訊原理

• 串列通訊是指將構成資料的每一個二進制位元，依據一定的順序及協定逐位進行傳送的通訊方法。最簡單的串列傳輸只需兩條傳輸線，使用時的方式每次傳輸一個位元的資料，所以具有傳輸線少的優點，並且容易防止雜訊干擾，適合較遠距離的資料傳輸。然而，由於資料傳輸一次僅送一個位元，因此傳輸資料的速度慢是其缺點。

• 串列傳輸的結構由於太簡略，所以必須藉由傳輸協定來解決。不同的傳輸協定將決定通訊方式、通訊的距離、傳輸速率及資料結構等；同時決定了電氣特性及貫用連接器樣式。

  • 在串列通訊中，有兩種基本的通訊方式：非同步通訊及同步通訊。

  • 傳輸速率，通常以鮑率(Buat Rate)，即每秒傳輸的位元數來衡量，一般常使用的鮑率有75, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 115200波特(Bps); 現在更延伸至 230400, 460800, 921600 波特(Bps)。當兩種裝置使用同一鮑率才能確保資料傳輸正確無誤。

• 非同步通訊（Universal Asynchronous Receiver Transmitter，簡稱UART）

  • 串列傳輸在傳送一個位元組時，必須要傳送8次，而UART的串列傳輸方式是在傳送8個位元資料之前加上一個起始位元，並在傳送8個位元資料之後加上一個停止位元，於是原先傳送一個位元組要傳送8次就增為10次。以下是UART串列傳輸的示意圖，傳輸時間順序由左至右：
    　

            等待接收資料                                                                                                  等待接收資料

  起始位元

  bit 0

  bit 1

  bit 2

  bit 3

  bit 4

  bit 5

  bit 6

  bit 7

  奇偶位

  停止位元

  　

  • 在UART的傳輸結構中，起始位元固定為0，停止位元固定為1，所以接收端的動作是一直不斷的檢查傳輸線的狀態。當傳輸線上的信號一直為1就表示沒有資料傳送；當傳輸線上的信號由1變為0，即表示有資料將傳送，接收端就會開始準備接收8個位元資料，直到傳送完8個位元資料，傳送端最後會送出停止位元，並使傳輸線的信號保持為1，以等待下一次的資料傳輸。經由增加起始位元與停止位元方式，雖然會使串列傳輸效率更降低，但可解決位元資料傳輸的起始與停止之問題。

  • 全雙工的UART表示UART可以在同一時間進行串列資料的傳送與接收。

• 同步通訊

• DTE,DCE

關於RS232

• RS-232-C為電子工業協會(EIA, Electronic Inductry Association) 推荐的標準，是一種常用的串列數據傳輸的總線標準。RS是英文推荐標準的縮寫，232為標識號，C表示修改次數。

• 通訊方式可為同步或非同步通訊，通訊距離不大於15米，傳輸速率 從50~921600，傳輸速率最大為20Kbps。

• 資料結構為N,8,1

• RS-232-C採用負邏輯，即邏輯"1"：-5V~-15V, 邏輯"0"：+5V~+15V,

• 為點對點傳輸通信標準。