In dit artikel leren we je over seriële communicatie en onderzoeken we de mechanismen, methoden en typen ervan. Dit bericht behandelt de basisprincipes van hoe seriële communicatie werkt, de verschillende gebruikte technieken en hoe deze zich verhoudt tot parallelle communicatie. Aan het einde van dit bericht heb je een goed begrip van de principes en toepassingen van seriële communicatie.
Hoe werkt seriële communicatie?
Seriële communicatie is een methode om gegevens bit voor bit over één kanaal of draad te verzenden. In tegenstelling tot parallelle communicatie, waarbij meerdere bits tegelijkertijd worden verzonden, verzendt seriële communicatie de bits opeenvolgend, wat de bedrading vereenvoudigt en het risico op signaalinterferentie verkleint.
Belangrijkste componenten:
- Gegevensoverdracht: Bij seriële communicatie worden gegevens verzonden in een reeks pulsen, waarbij elke puls een stukje informatie vertegenwoordigt. De verzending kan zowel op een synchrone als op een asynchrone manier plaatsvinden.
- Synchrone communicatie: Bij synchrone seriële communicatie worden databits met regelmatige tussenpozen verzonden, gesynchroniseerd met een kloksignaal, om ervoor te zorgen dat de zender en de ontvanger op één lijn liggen.
- Asynchrone communicatie: Bij asynchrone communicatie worden databits verzonden zonder kloksignaal. Start- en stopbits worden gebruikt om het begin en einde van datapakketten aan te geven, waardoor een flexibelere communicatie mogelijk is.
Toepassingen:
Seriële communicatie wordt veel gebruikt in computernetwerken, microcontrollercommunicatie en seriële poorten voor randapparatuur.
Wat zijn seriële communicatiemethoden?
Bij seriële communicatie worden verschillende methoden gebruikt om gegevens effectief te verzenden. Deze omvatten:
1. Universele asynchrone ontvanger-zender (UART):
- Description: Een hardwarecommunicatieprotocol dat gegevens asynchroon verzendt met behulp van start- en stopbits. Vaak gebruikt in RS-232-communicatie.
2. Inter-geïntegreerd circuit (I2C):
- Beschrijving: Een multi-master, multi-slave serieel communicatieprotocol waarmee meerdere apparaten met elkaar kunnen communiceren via twee draden: een datalijn en een kloklijn.
3. Seriële randapparatuurinterface (SPI):
- Beschrijving: Een synchroon serieel communicatieprotocol waarmee apparaten in full-duplexmodus kunnen communiceren met behulp van afzonderlijke lijnen voor data- en kloksignalen.
4. RS-485:
- Description: Een standaard die de elektrische kenmerken definieert van drivers en ontvangers voor gebruik in digitale datacommunicatie. Het wordt vaak gebruikt in industriële toepassingen voor langeafstandscommunicatie.
Hoe wordt seriële communicatie uitgevoerd?
Seriële communicatie wordt tot stand gebracht door parallelle gegevens om te zetten in een seriële bitstroom en deze via een communicatiemedium te verzenden. Het proces omvat doorgaans de volgende stappen:
Stapsgewijs proces:
- Gegevensvoorbereiding: gegevens worden voor verzending georganiseerd in bytes of pakketten. Dit kan het toevoegen van start- en stopbits omvatten als asynchrone communicatie wordt gebruikt.
- Encoding: De voorbereide gegevens worden gecodeerd in een formaat dat geschikt is voor verzending. Verschillende protocollen vereisen mogelijk specifieke coderingsmethoden.
- Transmissie: De gegevens worden bit voor bit verzonden via het communicatiekanaal. Afhankelijk van het protocol worden de timing en synchronisatie beheerd door kloksignalen of start/stop-bits.
- Ontvangst: aan de ontvangende kant worden de seriële gegevens ontvangen en indien nodig weer omgezet in parallelle vorm, waardoor het ontvangende apparaat de gegevens kan verwerken.
Hoeveel soorten seriële communicatie zijn er?
Er zijn hoofdzakelijk twee hoofdtypen seriële communicatie:
Wat is een spanningsregelaar en waarvoor wordt deze gebruikt?
1. Asynchrone seriële communicatie:
- Description: Gegevens worden verzonden zonder kloksignaal, waarbij start- en stopbits worden gebruikt om gegevensgrenzen aan te geven. Vaak gebruikt in apparaten zoals modems en seriële poorten.
2. Synchrone seriële communicatie:
- Description: Gegevensoverdracht vindt plaats met een kloksignaal dat de zender en ontvanger synchroniseert. Dit type is sneller en wordt vaak gebruikt in toepassingen die snelle gegevensoverdracht vereisen, zoals I2C en SPI.
Extra varianten:
- Half-duplex: gegevens kunnen in beide richtingen worden verzonden, maar niet tegelijkertijd.
- Full-Duplex: gegevens kunnen tegelijkertijd in beide richtingen worden verzonden.
Wat is seriële en parallelle communicatie?
Seriële communicatie en parallelle communicatie zijn twee methoden voor het verzenden van gegevens tussen apparaten, die voornamelijk verschillen in de manier waarop databits worden verzonden.
Seriële communicatie:
- Definitie: Verzendt gegevens bit voor bit via één kanaal. Het is eenvoudiger en vereist minder draden, waardoor het ideaal is voor communicatie over lange afstanden.
- Voorbeeld: USB-verbindingen, RS-232 en I2C.
Parallelle communicatie:
- Definitie: Verzendt meerdere bits tegelijkertijd via meerdere kanalen. Deze methode is doorgaans sneller, maar kan worden beperkt door de kabellengte en signaalinterferentie.
- Voorbeeld: oudere computerverbindingen zoals de Centronics-interface voor printers.
We hopen dat deze uitleg u heeft geholpen te begrijpen hoe seriële communicatie werkt, welke verschillende methoden er worden gebruikt en wat de verschillen zijn met parallelle communicatie. Het begrijpen van deze concepten is essentieel voor iedereen die betrokken is bij netwerken en elektronische communicatiesystemen.
