串行端口工作原理

串行端口工作原理

串行端口一直被視作計算機最基礎(chǔ)的外部連接設(shè)備之一，在過去的20多年時間里，它一直是大多數(shù)計算機不可或缺的組成部分。雖然許多較新的系統(tǒng)在采用USB連接設(shè)備后，已經(jīng)徹底放棄了串行端口，但大多數(shù)調(diào)制解調(diào)器都仍然在使用，一些打印機、掌上型電腦 和數(shù)碼相機也是如此。不過，計算機所帶的串行端口一般都不會超過兩個。

­ PC背面的兩個串行端口

從本質(zhì)上說，串行端口可提供標(biāo)準(zhǔn)的連接器和協(xié)議，允許我們將調(diào)制解調(diào)器等設(shè)備連接到計算機上。

當(dāng)今人們使用的所有計算機操作系統(tǒng)都支持串行端口，因為其“入駐”計算機已有數(shù)十年的歷史了。而并行端口的發(fā)明要晚得多，速度也比串行端口快得多。USB端口的歷史只有數(shù)年，它很可能在接下來的幾年內(nèi)全面取代串行端口和并行端口。

之所以取名為“串行”端口，是因為這種端口會將數(shù)據(jù)“串行化”。更具體地說，它一次獲取一個字節(jié)的數(shù)據(jù)并傳輸該字節(jié)的8位。這樣做的優(yōu)勢在于，串行端口只需要一條線路就能傳輸8個位，而并行端口則需要8條。相應(yīng)的劣勢在于，其傳輸數(shù)據(jù)的用時是擁有八條線路時的8倍。此外，串行端口還可以降低線纜成本，使線纜更加小巧。

在發(fā)送數(shù)據(jù)的每個字節(jié)之前，串行端口會發(fā)送一個開始位，這是一個值為0的單個位。在發(fā)送完數(shù)據(jù)的每個字節(jié)之后，它將發(fā)送一個停止位，表示該字節(jié)已傳輸完成。此外，它還可以發(fā)送奇偶校驗位。

串行端口也稱為通信（COM）端口，是一種雙向端口。在雙向通信中，每個設(shè)備都可以接收數(shù)據(jù)和傳輸數(shù)據(jù)。串行設(shè)備使用不同的針腳來接收和傳輸數(shù)據(jù)——如果使用相同的針腳，通信將限制為半雙工模式，這表示信息一次只能在一個方向上傳播。使用不同的針腳可以實現(xiàn)全雙工通信，在這種模式中，信息可以同時在兩個方向上傳播。

這個40針的雙列直插封裝（DIP）芯片是美國國家半導(dǎo)體公司NS16550D UART芯片的一種型號。

串行端口依靠特殊的控制器芯片通用異步接收/傳輸器（UART）來實現(xiàn)自己的功能。UART芯片從計算機的系統(tǒng)總線獲得并行輸出，然后將其轉(zhuǎn)換成串行形式，以便通過串行端口傳輸。為了提高效率，大多數(shù)UART芯片都內(nèi)置有16到64千字節(jié)的緩沖區(qū)。利用這個緩沖區(qū)，芯片便可以在處理要流向串行端口的數(shù)據(jù)的同時，緩存從系統(tǒng)總線流入的數(shù)據(jù)。大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)串行端口的最大傳輸速率為115Kbps（千比特每秒），增強型串行端口（ESP）和超級增強型串行端口（Super ESP）等高速串行端口可以實現(xiàn)460Kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。

適用于串行端口的外部連接器可以是9針腳的，也可以是25針腳的。最初，串行端口的主要用途是將調(diào)制解調(diào)器連接到計算機上。針腳的功能分配反映了這一點。下面，讓我們詳細(xì)了解一下在連接調(diào)制解調(diào)器時，每個針腳都有何作用。

9針和25針串行連接器特寫

9針連接器

1. 載波檢測——確定調(diào)制解調(diào)器是否連接到了可用的電話線路。
2. 接收數(shù)據(jù)——計算機接收調(diào)制解調(diào)器發(fā)送過來的信息。
3. 傳輸數(shù)據(jù)——計算機向調(diào)制解調(diào)器發(fā)送信息。
4. 數(shù)據(jù)終端就緒——計算機通知調(diào)制解調(diào)器自己已準(zhǔn)備好通話。
   
   
   
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