數據位

數據位

數據位是串列通信中的一個概念,在串列異步通信中規定,傳輸的數據格式由起始位(start bit)、數據位(data bit)、奇偶校驗位(parity bit)和停止位(stop bit)組成,如概述圖所示(圖中未畫出奇偶校驗位,因為奇偶檢驗位不是必須有的,如果有奇偶檢驗位,則奇偶檢驗位應該在數據位之後,停止位之前)。

定義,相關概念,

定義

數據位表示一組數據實際包含的數據位數。利用串口轉換器或數據機線上路上傳輸串列數據時,每傳送一組數據,都要含有相應的控制數據,包括開始傳送數據(起始位)、結束髮送數據(停止位)等,所以其他相關的串列通信概念還包括起始位、校驗位、停止位、波特率等等,而其中最重要的是數據位,即實際傳送的信息內容。不同的通訊環境下,一般規定不同的數據位和結束位數量。

相關概念

(1)在串列通信的信號線路上,共有兩種狀態,分別用邏輯1(高電平)和邏輯0(低電平)來區分。在傳送器空閒時,數據線應該保持在邏輯1高電平狀態。
(2)起始位(Start Bit):起始位必須是持續一個比特時間的邏輯0(低電平),使數據線處於邏輯0低電平狀態,提示接收器數據傳輸即將開始,即標誌傳輸一個字元的開始。傳送器通過傳送起始位而開始一個字元傳送,接收方可用起始位使自己的接收時鐘與傳送方的數據同步。
(3)數據位(Data Bits):數據位緊跟在起始位之後,是通信中的真正有效信息。數據位的位數由通信雙方共同約定,一般可以是6位、7位或8位,比如標準的ASCII碼是0~127(7位),擴展的ASCII碼是0~255(8位)。傳輸數據時先傳送字元的低位,後傳送字元的高位,即低位(LSB)在前,高位(MSB)在後。
(4)校驗位(Parity Bit):也可認為是一個特殊的數據位。校驗位一般用來判斷接收的數據位有無錯誤,一般採用奇偶校驗。奇偶校驗位僅占一位,用於進行奇校驗或偶校驗,奇偶檢驗位不是必須有的。如果是奇校驗,需要保證傳輸的數據總共有奇數個邏輯高位;如果是偶校驗,需要保證傳輸的數據總共有偶數個邏輯高位。舉例來說,假設傳輸的數據位為01001100,如果是奇校驗,則奇校驗位為0(要確保總共有奇數個1);如果是偶校驗,則偶校驗位為1(要確保總共有偶數個1)。由此可見,奇偶校驗位僅是對數據進行簡單的置邏輯高位或邏輯低位,不會對數據進行實質的判斷,好處是接收設備能夠知道一個位的狀態變化,從而判斷是否有噪聲干擾了通信以及傳輸的數據是否同步。
(5)停止位:停止位在最後,用以標誌一個字元傳送的結束,對應於邏輯1(高電平)狀態。停止位可以是1位、1.5位或2位,可以由軟體設定。但它一定是邏輯1高電平,標誌著傳輸一個字元的結束。
(6)位時間:即每個位的時間寬度。起始位、數據位、校驗位的位寬度是一致的,停止位有0.5位、1位、1.5位格式,一般為1位。
(7)幀:從起始位開始到停止位結束的時間間隔稱之為一幀。
(8)波特率:UART的傳送速率,用於說明數據傳送的快慢。在串列通信中,數據是按位進行傳送的,因此傳送速率用每秒鐘傳送數據位的數目來表示,稱之為波特率。如波特率9600就是9600位/秒。

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