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串口通讯—通信协议

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数据透明的实现:面向字符的同步协议,不象异步起止协议那样,需要在每个字符前后附加起始和停止位,因此,传输效率提高了。同时,由于采用了一些传输控制字,故增强了通信控制能力和校验功能。但也存在一些问题,例如,如何区别数据字符代码和特定字符代码的问题,因为在数据块中完全有可能出现与特定字符代码相同的数据字符,这就会发生误解。比如正文有个与文终字符ETX的代码相同的数据字符,接收端就不会把它当作为普通数据处理,而误认为是正文结束,因而产生差错。因此,协议应具有将特定字符作为普通数据处理的能力,这种能力叫做"数据透明"。为此,协议中设置了转移字符DLE(Data Link Escape)。当把一个特定字符看成数据时,在它前面要加一个DLE,这样接收器收到一个DLE就可预知下一个字符是数据字符,而不会把它当作控制字符来处理了。DLE本身也是特定字符,当它出现在数据块中时,也要在它前面加上另一个DLE。这种方法叫字符填充。字符填充实现起来相当麻烦,且依赖于字符的编码。正是由于以上的缺点,故又产生了新的面向比特的同步协议。

(3)面向比特的同步协议

特点与格式:面向比特的协议中最具有代表性的是IBM的同步数据链路控制规程SDLC(Synchronous Data Link Control),国际标准化组织ISO(International Standard Organization)的高级数据链路控制规程HDLC(High Level Data link Control),美国国家标准协会(Americal National Standard Institute)的先进数据通信规程ADCCP(Advanced Data Communication Control Procedure)。这些协议的特点是所传输的一帧数据可以是任意位,而且它是靠约定的位组合模式,而不是靠特定字符来标志帧的开始和结束,故称"面向比特"的协议。这中协议的一般帧格式如图5所示:

图5

帧信息的分段:由图5可见,SDLC/HDLC的一帧信息包括以下几个场(Filed),所有场都是从有效位开始传送。

(1) SDLC/HDLC标志字符:SDLC/HDLC协议规定,所有信息传输必须以一个标志字符开始,且以同一个字符结束。这个标志字符是  01111110,称标志场(F)。从开始标志到结束标志之间构成一个完整的信息单位,称为一帧(Frame)。所有的信息是以帧的形传输的,而标志字符提供了每一帧的边界。接收端可以通过搜索"01111110"来探知帧的开头和结束,以此建立帧同步。

(2)地址场和控制场:在标志场之后,可以有一个地址场A(Address)和一个控制场C(Control)。地址场用来规定与之通信的次站的地址。控制场可规定若干个命令。SDLC规定A场和C场的宽度为8位或16位。接收方必须检查每个地址字节的第一位,如果为"0",则后面跟着另一个地址字节;若为 "1",则该字节就是最后一个地址字节。同理,如果控制场第一个字节的第一位为为"0",则还有第二个控制场字节,否则就只有一个字节。

(3)信息场:跟在控制场之后的是信息场I(Information)。I场包含有要传送的数据,并不是每一帧都必须有信息场。即数据场可以为0,当它为0时,则这一帧主要是控制命令。

(4)帧校验信息:紧跟在信息场之后的是两字节的争校验,帧校验场称为FC(Frame Check)场或称为帧校验序列FCS(Frame check Squence)。SDLC/HDLC均采用16位循环冗余校验码CRC(Cyclic Redundancy Code)。除了标志场和自动插入的"0"以外,所有的信息都参加CRC计算。

实际应用时的两个技术问题:

(1) "0"位插入/删除:如上所述,SDLC/HDLC协议规定以01111110为标志字节,但在信息场中也完全有可能有同一种模式的字符,为了把它与标志区分开来,所以采取了"0"位插入和删除技术。具体作法是发送端在发送所有信息(除标志字节外)时,只要遇到连续5个"1",就自动插入一个"0",当接收端在接收数据时(除标志字节)如果连续收到5个"1",就自动将其后的一个"0"删除是,以恢复信息的原有形式。这种"0"位的插入和删除过程是由硬件自动完成的。

(2) SDLC/HDLC异常结束:若在发送过程中出现错误,则SDLC/HDLC协议常用异常结束(Abort)字符,或称为失效序列使本帧作废。在HDLC 规程中,7个连续的"1"被作为失效字符,而在SDLC中失效字符是8个连续的"1"。当然在试销序列中不使用"0"位插入/删除技术。 SDLC/HDLC协议规定,在一帧之内不允许出现数据间隔。在两帧之间,发送器可以连续输出标志字符序列,也可以输出连续的高电平,它被称为空闲(Idle)信号。

来源:微计算机信息

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