数据通信方式的分析介绍，

1.数据传输方式

（1）按照传输数据的时空顺序，数据的通信可分为并行通信（Parallel Communication）和串行通信（Serial Communication）

1）并行通信：从概念上说，并行传输的机制很简单，即一次使用n条导线来传输n个比特。这种方式下，每个比特都使用专用的线路，如图7-1所示，而一组中的n个比特就可以在每个时钟脉冲从一个设备传输到另一个设备。通常八根导线被捆成一根电缆，两端都有连接头。

并行传输的优势在于速度。当其他因素相同时，并行传输将比串行传输的速度快n倍，但同时也存在一个严重缺点——费用高。为进行数据传输，并行传输需要M条通信线路（在本例中是导线）。因为比较昂贵，所以并行传输通常被限制在最长25ft（1ft=0.3048m）的距离内。而且在传输过程中，容易因线路因素使电压电平发生变化，最常见的是电压衰减和信号互相干扰问题（Cross Talk），使得传输的数据发生错误。

图7-1 并行数据传输

图7-2 串行传输

2）串行通信：在串行传输中，比特是一个一个依次发送的。因此在两个通信设备之间传输数据只需要一条通信信道，而不是n条。串行传输如图7-2所示。由于串行传输只需要一条通信信道，因此其费用大约只是并行传输的n分之一。因为在设备内部的传输是并行的，所以在发送端和线路之间以及接收端和线路之间的接口上，都需要有转换器（前者是并/串转换，后者是串/并转换）。

如果通信距离小于30m可采用并行通信，例如计算机（PC）与打印机的通信，PLC的内部各元件之间、主机与扩展模块之间。当距离大于30m则要采用串行通信方式，例如计算机之间、计算机与PLC之间、PLC和PLC之间等。

（2）同步通信和异步通信

由传输介质连接起来进行数据交换的两台设备，其工作必须密切配合。每次经过介质发送的各位数据，其定时对发送机和接收机必须是相同的，即相互是同步的。因此需要考虑速率、持续时间和间隔之间的关系。同步就是接收端要按照发送端所发送的每个码元的起止时刻和重复频率来接收数据。两者时间上必须取得一致。传输数据的同步方式有：异步传输和同步传输两种方式。

1）异步通信异步传输（Asynchronous Transmission）：异步传送也称起止式传送，它是利用起止法来达到收发同步的。

异步传输将比特分成小组进行传送，小组可以是8位的1个字符或更长。发送方可以在任何时刻发送这些比特组，而接收方不知道它们会在什么时候到达。一个常见的例子是计算机键盘与主机的通信。按下一个字母键、数字键或特殊字符键，就发送一个8比特的ASCII代码。键盘可以在任何时刻发送代码，这取决于用户的输入速度，内部的硬件必须能够在任何时刻接收一个键入的字符。

异步传输存在一个潜在的问题，即接收方并不知道数据会在什么时候到达。在它检测到数据并做出响应之前，第一个比特已经过去了。这就像有人出乎意料地从后面走上来跟你说话，而你没反应过来，漏掉了最前面的几个词。因此，每次异步传输的信息都以一个起始位开头，它通知接收方数据已经到达了，这就给了接收方响应、接收和缓存数据比特的时间；在传输结束时，一个停止位表示该次传输信息的终止。按照惯例，空闲（没有传送数据）的线路实际携带着一个代表二进制1的信号，异步传输的开始位使信号变成0，其他的位信号随传输的数据信息而变化。最后，停止位使信号重新变回1，该信号一直保持到下一个开始位到达。例如在键盘上数字“1”，按照8比特的扩展ASCII编码，将发送“00110001”，同时需要在8比特的前面加一个起始位，后面一个停止位。

异步传输的实现比较容易，由于每个信息都加上了“同步”信息，因此计时的漂移不会产生大的积累，但却产生了较多的开销。在上面的例子中，每8个比特要多传送两个比特，总的传输负载就增加25%。对于数据传输量很小的低速设备来说问题不大，但对于那些数据传输量很大的高速设备来说，25%的负载增值就相当严重了。因此，异步传输常用于低速设备。

2）同步传送（Synchronous Transmission）：同步传送的比特分组要大得多。它不是独立地发送每个字符，每个字符都有自己的开始位和停止位，而是把它们组合起来一起发送。我们将这些组合称为数据帧，或简称为帧。

数据帧的第一部分包含一组同步字符，它是一个独特的比特组合，类似于前面提到的起始位，用于通知接收方一个帧已经到达，但它同时还能确保接收方的采样速度和比特的到达速度保持一致，使收发双方进入同步。

帧的最后一部分是一个帧结束标记。与同步字符一样，它也是一个独特的比特串，类似于前面提到的停止位，用于表示在下一帧开始之前没有别的即将到达的数据。

同步传输通常要比异步传输快得多。接收方不必对每个字符进行开始和停止操作。一旦检测到帧同步字符，它就在接下来的数据到达时接收它们。另外，同步传输的开销也比较少。例如，一个典型的帧可能有500字节（即4000比特）的数据，其中可能只包含100比特的开销。这时，增加的比特使传输的比特总数增加2.5%，这比异步传输中25%的增值要小得多。随着数据帧中实际数据比特位的增加，开销比特所占的百分比将相应地减少。但是，数据比特越长，缓存数据所需要的缓冲区也越大，这就限制了一个帧的大小。另外，帧越大，它占据传输媒体的连续时间也越长。同步与异步传输的区别如下。(www.xing528.com)

①异步传输是面向字符的传输，而同步传输是面向比特的传输。

②异步传输的单位是字符，而同步传输的单位是帧。

③异步传输通过字符起止的开始和停止码抓住再同步的机会，而同步传输则是从数据中抽取同步信息。

④异步传输对时序的要求较低，同步传输往往通过特定的时钟线路协调时序。

⑤异步传输相对于同步传输效率较低。

2.数据传送方向

按串行通信的数据在通信线路进行传送的方向可分为单工、半双工和全双工通信方式三种。

（1）单工通信方式

单工通信就是指数据的传送始终保持同一个方向，而不能进行反向传送，如图7-3所示。其中，A端只能作为发送端发送数据，B端只能作为接收端接收数据。

（2）半双工通信方式

半双工通信就是指信息流可以在两个方向上传送，但同一时刻只限于一个方向传送，如图7-4所示。其中，A端和B端都具有发送和接收的功能，但传送线路只有一条，或者A端发送B端接收，或者B端发送A端接收。

图7-3 单工通信方式

（3）全双工通信方式

全双工通信能在两个方向上同时发送和接收，如图7-5所示。A端和B端都可以一方面发送数据，一方面接收数据。

图7-4 半双工通信方式

图7-5 全双工通信方式