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数据位

数据位是串行通信中的一个概念,在串行异步通信中规定,传输的数据格式由起始位(start bit)、数据位(data bit)、奇偶校验位(parity bit)和停止位(stop bit)组成,如概述图所示(图中未画出奇偶校验位,因为奇偶检验位不是必须有的,如果有奇偶检验位,则奇偶检验位应该在数据位之后,停止位之前)。

数据位表示一组数据实际包含的数据位数。利用串口转换器或调制解调器在线路上传输串行数据时,每传送一组数据,都要含有相应的控制数据,包括开始发送数据(起始位)、结束发送数据(停止位)等,所以其他相关的串行通信概念还包括起始位、校验位、停止位、波特率等等,而其中最重要的是数据位,即实际发送的信息内容。不同的通讯环境下,一般规定不同的数据位和结束位数量。 [1]

(1)在串行通信的信号线路上,共有两种状态,分别用逻辑1(高电平)和逻辑0(低电平)来区分。在发送器空闲时,数据线应该保持在逻辑1高电平状态。

(2)起始位(Start Bit):起始位必须是持续一个比特时间的逻辑0(低电平),使数据线处于逻辑0低电平状态,提示接收器数据传输即将开始,即标志传输一个字符的开始。发送器通过发送起始位而开始一个字符传送,接收方可用起始位使自己的接收时钟与发送方的数据同步。

(3)数据位(Data Bits):数据位紧跟在起始位之后,是通信中的真正有效信息。数据位的位数由通信双方共同约定,一般可以是6位、7位或8位,比如标准的ASCII码是0~127(7位),扩展的ASCII码是0~255(8位)。传输数据时先传送字符的低位,后传送字符的高位,即低位(LSB)在前,高位(MSB)在后。

(4)校验位(Parity Bit):也可认为是一个特殊的数据位。校验位一般用来判断接收的数据位有无错误,一般采用奇偶校验。奇偶校验位仅占一位,用于进行奇校验或偶校验,奇偶检验位不是必须有的。如果是奇校验,需要保证传输的数据总共有奇数个逻辑高位;如果是偶校验,需要保证传输的数据总共有偶数个逻辑高位。举例来说,假设传输的数据位为01001100,如果是奇校验,则奇校验位为0(要确保总共有奇数个1);如果是偶校验,则偶校验位为1(要确保总共有偶数个1)。由此可见,奇偶校验位仅是对数据进行简单的置逻辑高位或逻辑低位,不会对数据进行实质的判断,好处是接收设备能够知道一个位的状态变化,从而判断是否有噪声干扰了通信以及传输的数据是否同步。

(5)停止位:停止位在最后,用以标志一个字符传送的结束,对应于逻辑1(高电平)状态。停止位可以是1位、1.5位或2位,可以由软件设定。但它一定是逻辑1高电平,标志着传输一个字符的结束。

(6)位时间:即每个位的时间宽度。起始位、数据位、校验位的位宽度是一致的,停止位有0.5位、1位、1.5位格式,一般为1位。

(7)帧:从起始位开始到停止位结束的时间间隔称之为一帧。

(8)波特率:UART的传送速率,用于说明数据传送的快慢。在串行通信中,数据是按位进行传送的,因此传送速率用每秒钟传送数据位的数目来表示,称之为波特率。如波特率9600就是9600位/秒。 [2]

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