Стартовый бит против стартового байта

Отличный вопрос! В большинстве асинхронных коммуникаций также указывается бит останавливаться, который является дополнением к стартовому биту, гарантируя, что каждый новый символ начинается с перехода от остановки к началу.

Пример: давайте передадим символы ABC, которые являются ASCII 65, 66 и 67:

A = 65 = 0x41 = 0100 0001
B = 66 = 0x42 = 0100 0010
C = 67 = 0x43 = 0100 0011

Также предположим (произвольно), что стартовый бит - это 0, а стоповый бит - это 1, и данные передаются от MSB к LSB. Передатчик будет в состоянии остановки (1), когда данные не передаются. Итак, получатель может увидеть это:

Data:   ....1111 0010000011 111 0010000101 0010000111 11111....
         (quiet) ^   A    $     ^    B   $ ^    C   $ (quiet)

Приносим извинения за графику ASCII, данные состоят из серии стоповых (1) битов, пока канал не используется. Когда передатчик готов к отправке символа, он отправляет стартовый бит (0) (помечен ^), за которым следует код символа и заканчивает стоповым битом (1) (помечен $). Он продолжает посылать стоповые биты до тех пор, пока не будет передан следующий символ, начиная с другого стартового бита.

Причина, по которой мы используем start биты вместо байты, - это эффективность. Приведенная выше схема требует 10 бит (1_start + 8_data + 1_stop) для передачи 8 бит данных, в результате чего накладные расходы составляет (10-8) / 8 = 1/4 = 25%. Если бы мы использовали start и stop байты, нам нужно было бы передавать 3 байта для каждого байта данных, что было бы накладными расходами (3 - 1) / 1 = 2 = 200%. Если бы каждый байты начала, данных и остановки составляли 8 бит, нам пришлось бы передавать 24 бита вместо 10 для каждого символа, поэтому для отправки данных потребовалось бы почти в 2 1/2 раза больше времени!

Вот как обычно работают стартовые и стоповые биты:

1. Отправляется стартовый бит, скажем 1. Это указывает получателю, что будет передано определенное количество бит данных, скажем 8.
2. Отправлено 8 бит данных.
3. Посылается стоповый бит, скажем 0. Это указывает на то, что 8 бит данных были отправлены.

Если необходимо отправить больше данных, каждый байт должен быть инициирован стартовым битом и завершен стоповым битом. Передатчик и приемник должны согласовать, сколько бит данных отправляется для каждого стартового бита, чтобы приемник мог отличить стоповый бит от данных. Иногда начальный бит на самом деле состоит из нескольких бит или даже байта, но идея та же. Получатель распознает конец кадра данных, когда он видит стоповый бит после получения заранее заданного количества битов данных. Иногда перед стоповым битом отправляется бит четности, чтобы обеспечить простой механизм обнаружения ошибок.

Все зависит от протокола. Вы можете сказать, что после символа запуска вы будете ожидать N символов или будете читать, пока не встретите символ остановки.

Где символ colud - любая n-битовая последовательность (включая бит и байт).

Действительно, ваш пример с битами в точности применим к протоколу, который использует байты вместо битов.

Допустим, вы отправляете поток 00000000 A 11111111 00000000 поток B 11111111. В этом случае вы все равно можете спутать его с потоком C = поток A 11111111 00000000 поток B.

Обычно используется стартовый бит, потому что изменение уровня напряжения может вызвать событие (см. Запуск по фронту в шлепки.) С другой стороны, стартовый символ с несколькими битами будет использоваться для синхронизации часов двух систем в дополнение к запуску события. Примером этого может быть сигнал PAL.

Стартовый и стоповый биты взяты из дней телетайпы. По сути, это были импульсы, которые требовали времени, чтобы позволить механическому оборудованию настроиться. Строки текстового файла DOS заканчиваются CR LF, что буквально заставляет каретку вернуться в столбец 1, а валик продвинуться на одну строку. Я думаю, что это в порядке, потому что для выполнения CR требуется больше времени, а LF может эффективно выполняться параллельно.

Обнаружить это немного сложнее. Вы вроде как должны смотреть, как проходит поток битов. Со временем вы сможете обнаружить это, поскольку данные обычно представляют собой ASCII с начальными / стоповыми битами вокруг них. Обычно это не проблема, потому что это обрабатывается UART, который запускает порт COM.