關于串行通信的起始位和停止位識別問題請教大家

ID:227818 · 發表于 2024-9-7 15:38

這幾天正看串口，雖然能勉強編程，但還是理解不徹底。串口數據發送格式如圖：有請高手說下，接收方是如何區分起始位和數據0的？停止位和1是如何區分的？空閑時數據線上是高電平，如果發送FF，會出現8個1，會不會識別為空閑？謝謝大家。

ID:878061 · 發表于 2024-9-7 22:10

串口通信中，首先最重要的是波特率，收發雙方約定多少時間為一個bit位，然后空閑是高電平，當接收方收到一個起始位（也就是符合一個bit位的低電平）就可以認為是一幀數據，至于后面的8個數據位只要符合0的時長就認為是0，符合1就認為是1，如果發送FF它也不會認為是空閑，因為有起始位0是低電平

ID:227818 · 發表于 2024-9-8 16:31

huashanhui20 發表于 2024-9-7 22:10
串口通信中，首先最重要的是波特率，收發雙方約定多少時間為一個bit位，然后空閑是高電平，當接收方收到一 ...

是的，波特率最重要，波特率要設定相同，關鍵是如何確定起始位，就是收到一個0后，如何確定這個是0還是起始位，也就是說如何定義發一個字節結束，知道一個字節結束后，再來一個0，就可以認為是起始位，不會是連續的10個高電平后來的0是起始位吧，我曾用示波器觀察過連續發數據時的波形，發完一個字節后的空閑時間很短，也就是一個BIT多點，然后就是起始位了。

ID:786521 · 發表于 2024-9-8 19:39

首先，開始數據傳輸之前，雙方會約定一個傳輸速率，即我們所說的波特率；在不同時鐘的主機和從機中，主機都需要計數n次以達到一個波特率的傳輸時間。如果所使用的uart協議中規定起始位為低電平，停止位為高電平，數據位長度固定為8bit，停止位1bit，那么接受方就會偵測起始位，并且在每個計數周期進行一次數據采樣，直到停止位。

ID:624769 · 發表于 2024-9-8 21:51

你對"位"這個字怎么理解?
既然叫"起始位", 那么這個位置自然就是固定的0, 既然叫"停止位"那么這個位置就是固定的1,和數據位的0/1所在位置不同,如何會無法區分呢? 發送FF 也好發送00也好，始終都是要由起始位開始的，既然開始了，怎么會認為是空閑呢？

ID:227818 · 發表于 2024-9-9 09:02

188610329 發表于 2024-9-8 21:51
你對"位"這個字怎么理解?
既然叫"起始位", 那么這個位置自然就是固定的0, 既然叫"停止位"那么這個位置就是 ...

我的意思是如何定義一次傳輸的開始，如果雙方都認為是閑置狀態，那么發送方發出一個低電平，接收方會識別為起始位，開始收數據，那沒有問題。如果上電的一瞬間，電路電平不穩定，或者電路出了問題，比如說傳輸過程中出現干擾，甚至斷路，然后又連接上了，這個時候肯定會出現亂碼，如果雙方不重現確認一次起始位，會一直亂下去嗎？

ID:192020 · 發表于 2024-9-9 09:08

newlined 發表于 2024-9-8 16:31
是的，波特率最重要，波特率要設定相同，關鍵是如何確定起始位，就是收到一個0后，如何確定這個是0還是起 ...

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 · 發表于 2024-9-9 09:22

以我理解
不要把起始位當作一個位
用的到的只是那一個下降沿
當收到下降沿就開始定時掃描(如9600,就是104us)
掃描8次之后，就完成一次通信
結束位也不是一個位
只是用來回復高電平，為下一個起始位(下降沿)作準備

ID:1131614 · 發表于 2024-9-9 10:46

在串行通信（通常稱為串口通信）中，數據是以一連串的比特流形式發送的。為了確保接收端能夠正確地解析這些比特流，通信協議規定了一些特殊的位來同步收發雙方的數據傳輸過程。其中，起始位（Start Bit）和停止位（Stop Bit）就是這樣的標志位。

起始位（Start Bit）
起始位是一個邏輯低電平（0），用來標識一個字符幀的開始。
在空閑狀態下，串行線路上通常保持高電平（邏輯1）。當線路從高電平轉變為低電平時，接收方就知道一個新的字符即將到達。
起始位之后跟著的是數據位，即實際要傳輸的信息。
停止位（Stop Bit）
停止位是一個或多個邏輯高電平（1），用來標識一個字符幀的結束。
停止位可以是1位、1.5位或者2位長度，這取決于通信雙方的約定。
發送完數據位后，發送方會發送停止位，告知接收方該字符幀已經結束。
如何區分
實際上，在硬件層面上，起始位和停止位是通過電平的變化來自動檢測的，并不需要用戶手動去區分它們。硬件（如微控制器中的UART接口）根據預先設置好的配置（例如波特率、數據位數、奇偶校驗位、停止位數等）自動處理這些位。

在編程配置串口通信時，你需要設定好起始位、數據位、奇偶校驗位以及停止位的具體參數。例如，在大多數情況下，起始位始終是一個低電平位，而停止位是一個或多個高電平位。這些參數的選擇會影響到數據傳輸的可靠性。

總之，在實際應用中，你只需要按照所使用的通信協議來正確配置串口參數即可，硬件會自動處理起始位和停止位的識別與使用。如果你正在編寫驅動程序或底層固件，則需要理解這些位是如何工作的，并確保你的代碼正確地實現了這些位的生成和檢測。

ID:227818 · 發表于 2024-9-9 11:10

qq475878026 發表于 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

第二位開始應該收到的是數據了

ID:227818 · 發表于 2024-9-9 11:12

lkc8210 發表于 2024-9-9 09:22
以我理解
不要把起始位當作一個位
用的到的只是那一個下降沿

是的，應是檢測下降沿，問題是收到1后，再收到0，也是先收到一個下降沿。

ID:1109793 · 發表于 2024-9-9 19:24

newlined 發表于 2024-9-9 09:02
我的意思是如何定義一次傳輸的開始，如果雙方都認為是閑置狀態，那么發送方發出一個低電平，接收方會識別 ...

我的理解是發送一個0，告訴對方我要發東西了，約定了波特率就定義了每個信號的寬度，從第一個0開始，每隔一個寬度時間記錄一個信號，直到8（9）個信號接完了就算一組信號完成了。后面的持續的高電平就告訴接收端本次結束了，用來復位接收用的計數器。中間有干擾當然就是錯誤的數據了。所以才有校驗啊，校驗不對就扔掉數據重新等待下次的。

ID:384109 · 發表于 2024-9-9 23:09

沒學過數字電路和通訊吧，這個是按時間采樣數據的

ID:283954 · 發表于 2024-9-10 02:53

newlined 發表于 2024-9-9 09:02
我的意思是如何定義一次傳輸的開始，如果雙方都認為是閑置狀態，那么發送方發出一個低電平，接收方會識別 ...

如果數據不斷傳送，當然就一直亂下去，直到最少出現一個字節的停頓，這時全是高電位，停止位也已收到，等再接到一個低電位，就表示是起始位，又再同步了。

ID:227818 · 發表于 2024-9-10 10:27

@xiaobendan001，“后面的持續的高電平就告訴接收端本次結束了，用來復位接收用的計數器”我的困惑歸根到底就是接收方如何判斷一個字節的接受完成，您這句話提醒了我，接收方是不是不定時強制復位接受計數器，比如每當收到10個位的1時，這時肯定是空閑狀態，強制復位接受計數器，然后再收到低電平，則開始計數，接收數據，接收完一個字節，復位接受計數器，然后再收到低電平則認為是下一字節的起始位，連續收到持續的高電平，再強制復位一次，確保下一次正確識別起始位？

ID:227818 · 發表于 2024-9-10 11:10

lkc8210 發表于 2024-9-9 09:22
以我理解
不要把起始位當作一個位
用的到的只是那一個下降沿

也許我有些明白了，您說的對，不要把起始位當作一個位,用的到的只是那一個下降沿,接收方收到這個下降沿，馬上開始計數，相當于每接收一個字節的數據，就同步一次時鐘，時鐘不會出現累計的誤差，這就是稱為異步傳輸的原因？

ID:227818 · 發表于 2024-9-10 11:52

dalaoshi 發表于 2024-9-10 02:53
如果數據不斷傳送，當然就一直亂下去，直到最少出現一個字節的停頓，這時全是高電位，停止位也已收到，等 ...

對的，應該是這樣，當出現亂碼后，直到出現一個字節的停頓，然后才重新開始，8樓lkc8210 老師說過：不要把起始位當作一個位，用的到的只是那一個下降沿，也就是接收方收到這個下降沿，定時器開始跑，計數，相當于每接收一個字節就同步一次，所以一般不會出現邏輯錯誤，前幾天我算過，串口接收方定時器的溢出速率是串口波特率的4倍，正好在中間采樣一次。

ID:1059013 · 發表于 2024-9-10 13:09

newlined 發表于 2024-9-9 09:02
我的意思是如何定義一次傳輸的開始，如果雙方都認為是閑置狀態，那么發送方發出一個低電平，接收方會識別 ...

對，這些問題正是編程時要考慮及規避的

ID:624769 · 發表于 2024-9-12 19:26

newlined 發表于 2024-9-9 09:02
我的意思是如何定義一次傳輸的開始，如果雙方都認為是閑置狀態，那么發送方發出一個低電平，接收方會識別 ...

你編寫過單片機代碼,并且使用串口, 應該會發現如果程序沒有做特定處理，上電初期出現一兩個亂碼是很常見現象。
一但因為各種原因，出現誤判的起始位，必定會有亂碼，這時候，起始位和停止位的作用就體現出來了，亂碼最多不會超過8個字節。一定會糾正過來，如果自己編寫上下位機代碼，停止位長度擴大到8位，那么亂碼最多也就一個字節。

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關于串行通信的起始位和停止位識別問題請教大家