Асинхронная передача
Определение асинхронной передачи данных
Асинхронная передача данных — это метод передачи данных, при котором отдельные символы передаются по одному, с использованием независимых часов передатчика и приемника для определения времени передачи каждого бита. В отличие от синхронной передачи, которая требует синхронизированного времени между передатчиком и приемником, асинхронная передача отправляет данные в кадрах, состоящих из стартового бита, битов данных, необязательного бита четности для проверки ошибок и стопового бита.
Как работает асинхронная передача данных
В асинхронной передаче данные делятся на кадры, каждый из которых включает стартовый бит, биты данных (обычно 7 или 8), необязательный бит четности и стоповый бит. Эти элементы работают вместе для обеспечения успешной передачи и приема данных:
Стартовый бит: Стартовый бит сигнализирует о начале нового символа и синхронизирует часы приемника с часами передатчика. Он всегда низкий (0) и помогает приемнику скорректировать свои внутренние часы, чтобы соответствовать часам передатчика.
Биты данных: Биты данных содержат фактическую информацию, которая передается. Они могут быть длиной 7 или 8 бит на символ, в зависимости от используемой системы кодирования. Точное количество бит определяется набором символов и конкретным протоколом.
Бит четности: Необязательный бит четности может быть включен для проверки ошибок в асинхронной передаче. Бит четности устанавливается в 1 или 0 на основе заранее установленного правила (нечетная или четная четность), позволяя приемнику обнаруживать ошибки, которые могли произойти во время передачи. Если приемник обнаруживает ошибку в бите четности, он может запросить повторную передачу данных.
Стоповый бит: Стоповый бит используется для синхронизации и указывает на конец кадра данных. Он всегда высокий (1) и позволяет приемнику повторно синхронизировать свои часы для следующего символа. Стоповый бит гарантирует, что приемник готов принять следующий символ и предотвращает наложение данных друг на друга.
Преимущества асинхронной передачи данных
Асинхронная передача данных предлагает несколько преимуществ в области передачи данных:
Гибкость: Асинхронная передача позволяет передавать данные с нерегулярными интервалами, что делает ее подходящей для приложений, где время передачи может варьироваться. Она не зависит от фиксированной тактовой частоты, как синхронная передача.
Эффективность: Для асинхронной передачи требуется только однопроводное соединение для данных и не требуется постоянная синхронизация между передатчиком и приемником.
Обнаружение ошибок: Включение бита четности в асинхронную передачу позволяет обнаруживать ошибки, улучшая целостность данных.
Совместимость: Асинхронная передача может использоваться с широким спектром устройств и протоколов, что делает ее высоко совместимой.
Недостатки асинхронной передачи данных
Несмотря на свои преимущества, асинхронная передача данных также имеет некоторые ограничения:
Меньшая скорость: Асинхронная передача обычно медленнее по сравнению с синхронной передачей из-за дополнительных битов, необходимых для стартового, стопового и необязательного бита четности.
Дополнительная нагрузка: Включение стартового, стопового и бита четности в каждый кадр добавляет дополнительную нагрузку к передаче, что снижает общую эффективность.
Обнаружение ошибок, но не их исправление: Хотя в асинхронной передаче используется бит четности для обнаружения ошибок, она не имеет возможности их исправлять. Если приемник обнаруживает ошибку, он обычно запрашивает повторную передачу данных.
Сферы применения и примеры
Асинхронная передача данных широко используется в различных приложениях и отраслях. Некоторые примеры включают:
1. Последовательная связь: Асинхронная передача широко используется в интерфейсах последовательной связи, таких как RS-232, для передачи данных между устройствами.
2. Связь между клавиатурами и мышами: Асинхронная передача используется в интерфейсах клавиатур и мышей для отправки нажатий клавиш и движений курсора на компьютер.
3. Модемная связь: Асинхронная передача используется в модемной связи для передачи данных по телефонным линиям.
4. Эмуляция терминалов: Асинхронная передача используется в приложениях эмуляции терминалов для эмуляции поведения традиционных последовательных терминалов.
Асинхронная передача данных — это метод передачи данных, где отдельные символы отправляются по одному, при этом передатчик и приемник используют свои собственные часы для определения времени передачи каждого бита. Он предлагает гибкость, обнаружение ошибок и совместимость, но обычно медленнее и имеет большую нагрузку по сравнению с синхронной передачей. Асинхронная передача находит применение в различных отраслях, включая последовательную связь, интерфейсы клавиатуры и мыши, модемную связь и эмуляцию терминалов. Понимая принципы и применение асинхронной передачи данных, мы можем лучше понять и использовать этот важный аспект современной передачи данных.
Связанные термины
- Синхронная передача: Метод передачи данных, при котором данные передаются в синхронизированных блоках.
- Скорость передачи данных: Скорость, с которой биты передаются, принимаются или обрабатываются за единицу времени.
- Бит четности: Тип проверочного бита, используемого в асинхронной передаче для обнаружения ошибок в данных.