非同步（异步）串行通信

非同步串口通信

学习目标：

• 解释串口通信，非同步通信，结构和一些专有名词是什么
• 串口通信的代码
• 解释多个比特的信息/包是怎样尽心交流的
• 软件上怎么实现“big banging”位触发
• 有效数据传输率和误差容忍范围

为了实现非周期串口通信，我们需要一些标识符号来区别哪里是传输开始，哪里是结束，所以传输内容的结构就是非常重要的。

传输格式

一些名词

1. 空闲位（idle）

当我们不传输数据的时候，传输端口和接受端口之间的线段就处在这个状态，属于高电压位，即为1

2. 起始位

告诉接收器这是要开始传输数据啦，用0来表示

3. 结束位

可以是1位，也可以是两位告诉接收器已经结束啦，用1来表示。

4. 波特率（baud rate）也叫符号率（symbol rate）

波特率是来描述传输的速率，即为一秒钟可以传输多少个字符(bit)。例如9600就是一秒钟可以传输9600 bit的数据

5. 校验位（parity bit）

在一些时候由于噪音或者其他的原因会出现传输数据的错误，所以为了让接收器检测到传输是否出现了错误，就使用校验位，也可以不使用。

校验其实就是事先定义整个传输内容中1的个数，校验分为偶校验（even）和奇校验（odd）。如果要求1的个数为偶数个，就是偶校验，反之为奇校验

如果我们选择的是偶校验，一个传输内容中现在 已经有奇数个1，那么现在校验位上就得是1让整个传输内容中的1保持偶数个；如果传输内容已经有偶数个1的话，校验位就是0以保持偶数个1。选择奇校验则正好相反

格式

传输格式位：起始位+内容（二进制）+校验位+结束位

首先我们要知道每次会传输一个word，传输的内容除了word本身还包括起始位（start bit），校验位（parity bit）和结束位（stop bit）

要注意传输的内容是从左往右从lsb开始到msb结束

例子

1. 9600，8，N，1就代表9600波特率，内容位8 bit，没有校验位。那么实际传输长度就是：1（起始位）+8（内容）+1（结束位）=10 bit
2. 28800，8，E，2就代表28800波特率，内容位8 bit，偶校验位。那么实际传输长度就是：1（起始位）+8（内容）+1（校验位）+1（结束位）=11 bit

多word传输

上面说到的都是单个word的传输，那么多个word的传输就有一点点不一样。那就是全部的传输中没有校验位，并且每个word只有一个结束位

位触发

实现我们上面说到的非同步通信的技术就是位触发

看下面的伪代码，可以知道

1. 在setup（）中Tx被定为Mark（1）即为高电平（空闲位）；
2. 方法里，先把Tx置为SPACE（0）即为起始位
3. 然后一位一位的判断是1还是0，然后传输
4. 传输完一位，就要暂停一个bit的时间

换成循环的版本

我们需要知道该如何去取出每一位来，这里我们使用位运算