2 系统相关概念和技术分析

本章主要介绍了一些系统所需的相关概念以及技术，包括串行通信，串行协议，示波器，串行解码功能以及MFC。

2。1 串行通信

    通信有串行通信，并行通信两种方式。串行通信是采用按位传输方式，使用一条数据线将数据各位依次传输的一种通信方式。串行通信方式下，每隔一段固定的时间长度就传输一位数据。串行通信采用半双工方式，传输时间的控制相对灵活，数据传输较为简便，常被应用于多微机系统以及现代测控系统的信息交换[1][4]。

串行通信有两种通信方式：同步通信方式和异步通信方式。

2。1。1异步通信方式

在异步通信中，发送方与接受方采用各自的时钟来进行数据的发送和接收，在通信过程中，字符之间的间隔是任意的，时钟尽量保持一致，如图2。1所示。

图2。1 异步通信

    异步通信一般以字符为单位传输数据。在异步通信传输数据时，总是以“起始位”（低电平）为开头。“起始位”之后为5至8位数据位，再之后为“校验位”。字符以“终止位”（高电平）结尾。在终止位后面则是一段随意长度的“空闲位”（高电平），此时不传输任何字符。当开始传输一个新的字符时，则出现一个下跳沿。异步通信帧一般由起始位，数据位，校验位组成，如图2。2所示。

图2。2 异步通信数据格式

2。1。2同步通信方式

 在同步通信中，接收方的时钟由发送方的时钟直接进行控制，发送方将数据和同步时钟信号一起传递给接收方，保证通信完全同步。同步通信的数据传输如图2。3所示。

图2。3 同步通信

     同步通信以数据块（一组字符）为单位进行数据传输，在数据块中，字符之间没有间隔。同步通信的数据格式分为面向字符型和面向比特型。

    在面向字符型的同步协议中，每个数据块（信息帧）都以一个起始标志（由一或两个同步字符组成）为开头，紧接着是一个或多个连续的数据，最后以两个循环冗余校验码结尾。面向字符型的同步又分为单同步，双同步，外同步，数据格式如图2。4，2。5，2。6所示[6]。 

图2。4 单同步数据格式

图2。5 双同步数据格式

图2。6 外同步数据格式

在面向位的同步协议中，用01111110作为开始位和结束位，中间分别为地址场，控制场，数据场，以及CRC场。特别注意的是：在传输过程中，如果出现连续的五个“1”，则发送方需要在其之后加上一个额外的“0”来避免和开始位的数字重复而引起误会。接收方接收数据的时候，则要去掉这个“0”。文献综述

    面向位的同步协议帧格式一般由同步字符，地址场，控制场，数据场，CRC场组成，如图2。7所示。

图2。7 面向位的同步协议数据格式

2。2串行协议

  串行协议规定了串行通信的技术标准。下面对系统涉及到的串行协议：CAN总线协议和RS232协议进行简单介绍。

2。2。1 CAN总线协议

    CAN全称是ControllerAreaNetwork，是分布式实时控制系统的串行通信局域网。CAN总线协议1985年由博世公司开发，它的高性能，可靠性让它活跃在各个领域。它可以使用双绞线来传输信号，是应用最广泛的现场总线之一。CAN协议具有完整性的串行数据通信，提供实时支持，及时检错的特性。

    CAN总线目前有两个标准：Can High是通信速度为125 kbps ~ 1 Mbps的CAN高速通信标准，Can Low是通信速度为125 kbps以下的CAN低速通信标准。