关于串行通信的起始位和停止位识别问题请教大家

ID:227818 · 发表于 2024-9-7 15:38

这几天正看串口，虽然能勉强编程，但还是理解不彻底。串口数据发送格式如图：有请高手说下，接收方是如何区分起始位和数据0的？停止位和1是如何区分的？空闲时数据线上是高电平，如果发送FF，会出现8个1，会不会识别为空闲？谢谢大家。

ID:878061 · 发表于 2024-9-7 22:10

串口通信中，首先最重要的是波特率，收发双方约定多少时间为一个bit位，然后空闲是高电平，当接收方收到一个起始位（也就是符合一个bit位的低电平）就可以认为是一帧数据，至于后面的8个数据位只要符合0的时长就认为是0，符合1就认为是1，如果发送FF它也不会认为是空闲，因为有起始位0是低电平

ID:227818 · 发表于 2024-9-8 16:31

huashanhui20 发表于 2024-9-7 22:10
串口通信中，首先最重要的是波特率，收发双方约定多少时间为一个bit位，然后空闲是高电平，当接收方收到一 ...

是的，波特率最重要，波特率要设定相同，关键是如何确定起始位，就是收到一个0后，如何确定这个是0还是起始位，也就是说如何定义发一个字节结束，知道一个字节结束后，再来一个0，就可以认为是起始位，不会是连续的10个高电平后来的0是起始位吧，我曾用示波器观察过连续发数据时的波形，发完一个字节后的空闲时间很短，也就是一个BIT多点，然后就是起始位了。

ID:786521 · 发表于 2024-9-8 19:39

首先，开始数据传输之前，双方会约定一个传输速率，即我们所说的波特率；在不同时钟的主机和从机中，主机都需要计数n次以达到一个波特率的传输时间。如果所使用的uart协议中规定起始位为低电平，停止位为高电平，数据位长度固定为8bit，停止位1bit，那么接受方就会侦测起始位，并且在每个计数周期进行一次数据采样，直到停止位。

ID:624769 · 发表于 2024-9-8 21:51

你对"位"这个字怎么理解?
既然叫"起始位", 那么这个位置自然就是固定的0, 既然叫"停止位"那么这个位置就是固定的1,和数据位的0/1所在位置不同,如何会无法区分呢? 发送FF 也好发送00也好，始终都是要由起始位开始的，既然开始了，怎么会认为是空闲呢？

ID:227818 · 发表于 2024-9-9 09:02

188610329 发表于 2024-9-8 21:51
你对"位"这个字怎么理解?
既然叫"起始位", 那么这个位置自然就是固定的0, 既然叫"停止位"那么这个位置就是 ...

我的意思是如何定义一次传输的开始，如果双方都认为是闲置状态，那么发送方发出一个低电平，接收方会识别为起始位，开始收数据，那没有问题。如果上电的一瞬间，电路电平不稳定，或者电路出了问题，比如说传输过程中出现干扰，甚至断路，然后又连接上了，这个时候肯定会出现乱码，如果双方不重现确认一次起始位，会一直乱下去吗？

ID:192020 · 发表于 2024-9-9 09:08

newlined 发表于 2024-9-8 16:31
是的，波特率最重要，波特率要设定相同，关键是如何确定起始位，就是收到一个0后，如何确定这个是0还是起 ...

既然叫起始位那第一位收到的就是起始位，第二位收到的才是0

ID:161164 · 发表于 2024-9-9 09:22

以我理解
不要把起始位当作一个位
用的到的只是那一个下降沿
当收到下降沿就开始定时扫描(如9600,就是104us)
扫描8次之后，就完成一次通信
结束位也不是一个位
只是用来回复高电平，为下一个起始位(下降沿)作准备

ID:1131614 · 发表于 2024-9-9 10:46

在串行通信（通常称为串口通信）中，数据是以一连串的比特流形式发送的。为了确保接收端能够正确地解析这些比特流，通信协议规定了一些特殊的位来同步收发双方的数据传输过程。其中，起始位（Start Bit）和停止位（Stop Bit）就是这样的标志位。

起始位（Start Bit）
起始位是一个逻辑低电平（0），用来标识一个字符帧的开始。
在空闲状态下，串行线路上通常保持高电平（逻辑1）。当线路从高电平转变为低电平时，接收方就知道一个新的字符即将到达。
起始位之后跟着的是数据位，即实际要传输的信息。
停止位（Stop Bit）
停止位是一个或多个逻辑高电平（1），用来标识一个字符帧的结束。
停止位可以是1位、1.5位或者2位长度，这取决于通信双方的约定。
发送完数据位后，发送方会发送停止位，告知接收方该字符帧已经结束。
如何区分
实际上，在硬件层面上，起始位和停止位是通过电平的变化来自动检测的，并不需要用户手动去区分它们。硬件（如微控制器中的UART接口）根据预先设置好的配置（例如波特率、数据位数、奇偶校验位、停止位数等）自动处理这些位。

在编程配置串口通信时，你需要设定好起始位、数据位、奇偶校验位以及停止位的具体参数。例如，在大多数情况下，起始位始终是一个低电平位，而停止位是一个或多个高电平位。这些参数的选择会影响到数据传输的可靠性。

总之，在实际应用中，你只需要按照所使用的通信协议来正确配置串口参数即可，硬件会自动处理起始位和停止位的识别与使用。如果你正在编写驱动程序或底层固件，则需要理解这些位是如何工作的，并确保你的代码正确地实现了这些位的生成和检测。

ID:227818 · 发表于 2024-9-9 11:10

qq475878026 发表于 2024-9-9 09:08
既然叫起始位那第一位收到的就是起始位，第二位收到的才是0

第二位开始应该收到的是数据了

ID:227818 · 发表于 2024-9-9 11:12

lkc8210 发表于 2024-9-9 09:22
以我理解
不要把起始位当作一个位
用的到的只是那一个下降沿

是的，应是检测下降沿，问题是收到1后，再收到0，也是先收到一个下降沿。

ID:1109793 · 发表于 2024-9-9 19:24

newlined 发表于 2024-9-9 09:02
我的意思是如何定义一次传输的开始，如果双方都认为是闲置状态，那么发送方发出一个低电平，接收方会识别 ...

我的理解是发送一个0，告诉对方我要发东西了，约定了波特率就定义了每个信号的宽度，从第一个0开始，每隔一个宽度时间记录一个信号，直到8（9）个信号接完了就算一组信号完成了。后面的持续的高电平就告诉接收端本次结束了，用来复位接收用的计数器。中间有干扰当然就是错误的数据了。所以才有校验啊，校验不对就扔掉数据重新等待下次的。

ID:384109 · 发表于 2024-9-9 23:09

没学过数字电路和通讯吧，这个是按时间采样数据的

ID:283954 · 发表于 2024-9-10 02:53

newlined 发表于 2024-9-9 09:02
我的意思是如何定义一次传输的开始，如果双方都认为是闲置状态，那么发送方发出一个低电平，接收方会识别 ...

如果数据不断传送，当然就一直乱下去，直到最少出现一个字节的停顿，这时全是高电位，停止位也已收到，等再接到一个低电位，就表示是起始位，又再同步了。

ID:227818 · 发表于 2024-9-10 10:27

@xiaobendan001，“后面的持续的高电平就告诉接收端本次结束了，用来复位接收用的计数器”我的困惑归根到底就是接收方如何判断一个字节的接受完成，您这句话提醒了我，接收方是不是不定时强制复位接受计数器，比如每当收到10个位的1时，这时肯定是空闲状态，强制复位接受计数器，然后再收到低电平，则开始计数，接收数据，接收完一个字节，复位接受计数器，然后再收到低电平则认为是下一字节的起始位，连续收到持续的高电平，再强制复位一次，确保下一次正确识别起始位？

ID:227818 · 发表于 2024-9-10 11:10

lkc8210 发表于 2024-9-9 09:22
以我理解
不要把起始位当作一个位
用的到的只是那一个下降沿

也许我有些明白了，您说的对，不要把起始位当作一个位,用的到的只是那一个下降沿,接收方收到这个下降沿，马上开始计数，相当于每接收一个字节的数据，就同步一次时钟，时钟不会出现累计的误差，这就是称为异步传输的原因？

ID:227818 · 发表于 2024-9-10 11:52

dalaoshi 发表于 2024-9-10 02:53
如果数据不断传送，当然就一直乱下去，直到最少出现一个字节的停顿，这时全是高电位，停止位也已收到，等 ...

对的，应该是这样，当出现乱码后，直到出现一个字节的停顿，然后才重新开始，8楼lkc8210 老师说过：不要把起始位当作一个位，用的到的只是那一个下降沿，也就是接收方收到这个下降沿，定时器开始跑，计数，相当于每接收一个字节就同步一次，所以一般不会出现逻辑错误，前几天我算过，串口接收方定时器的溢出速率是串口波特率的4倍，正好在中间采样一次。

ID:1059013 · 发表于 2024-9-10 13:09

newlined 发表于 2024-9-9 09:02
我的意思是如何定义一次传输的开始，如果双方都认为是闲置状态，那么发送方发出一个低电平，接收方会识别 ...

对，这些问题正是编程时要考虑及规避的

ID:624769 · 发表于 2024-9-12 19:26

newlined 发表于 2024-9-9 09:02
我的意思是如何定义一次传输的开始，如果双方都认为是闲置状态，那么发送方发出一个低电平，接收方会识别 ...

你编写过单片机代码,并且使用串口, 应该会发现如果程序没有做特定处理，上电初期出现一两个乱码是很常见现象。
一但因为各种原因，出现误判的起始位，必定会有乱码，这时候，起始位和停止位的作用就体现出来了，乱码最多不会超过8个字节。一定会纠正过来，如果自己编写上下位机代码，停止位长度扩大到8位，那么乱码最多也就一个字节。

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