R&S®Essentials | 数字示波器和探头基础知识
数字系统以位概念为基础，需要在两个组件或设备之间进行传输。移位方法有若干种，但是不同的传输位方法主要可以分为两类：并行传输和串行传输。
并行传输在发射机和接收机之间同时移动多个位，通常每个位使用单独的导线。并行连接适用于 短距离和/或 点到点连接。此类连接的定时简单，并且相对容易进行分析。并行传输曾经十分普及，但现在基本上被串行传输所取代。
顾名思义，串行传输一次发送一位，且所有位都使用同一根导线。串行传输适用于 长距离、需要高吞吐量和具有多个节点的应用。但是，串行传输的分析更加复杂和困难。虽然数据位的确通过一根导线（或称“电线”）发送，但大多数串行协议都使用多根导线。
除了用于传输数据位的导线之外，许多协议还添加了时钟信号，这是用于多个节点的控制或寻址功能。
并行传输
串行传输
尽管各种协议的实现细节有所不同，但所有串行协议都具有四个基本特征，这对于分析和解码串行数据也很重要：
在进行任何数字解码之前，需要能够区分 1 和 0。换言之，如何根据电压电平确定位值？一种简单的方法是将“低”电压定义为 0，将“高”电压定义为 1。事实上，这正是部分串行协议的工作方式。
汽车电子等恶劣环境中使用的串行协议通常采用差分电压，因为差分信号的抗噪声性能更优越。差分是指根据两个电压之间的差异而非接地来定义 0 或 1。
注意：差分探头非常有助于这些测量。
定义“0”和“1”电压电平不足以确定接收的位。此外，还需要了解生成位的速度，即确定“位时间”或“位速率”。
为了解码串行数据，接收机或仪器必须与发射机使用相同的位速率。
串行协议通常将位组成帧。帧中的单个位或位组具有规定的含义。为了正确解码帧，需要了解帧结构。
例如，解码 UART 串行协议时，需要知道线路的空闲状态是高电压电平。从高电平转变为低电平是“起始位”，指示帧起始。此外，需要确定待读数据位的数量，并了解由高电压电平停止位结束帧，然后返回空闲状态。了解帧结构有助于从串行位流中提取用户数据，并获得有关传输的其他信息。
位通常组成“帧”；帧中的每个位或位组具有规定的含义
最后一个需要考虑的特征为“协议”。协议一般定义为一组信息编码和交换规则。这些规则可能规定数据的发送方式和时间、终端之间交换的消息类型和含义。
简单协议会尽快发送可用数据，而不论接收机是否准备好接收数据。较复杂的协议在发送数据之前使用某种机制请求许可。对于更加高级的协议，发送方会等待接收方明确确认已正确接收数据，然后再发送更多数据或重新发送丢失或错误的数据。
过去一般使用特殊的专用协议测试仪解码串行协议。现在通常使用具有一个或多个通道的现代数字存储示波器。选择所需的串行协议后，必须配置电平、定时和组帧以匹配分析的串行信号。示波器使用这些信息以原始电压电平、检测到的位和帧形式生成结果，帧内容可以二进制、十六进制或 ASCII 格式显示。示波器的串行解码通常还包括其他功能，例如触发帧内的特定符号、将可人工读取的标签分配给用户定义的码型和导出数据。
总结
串行协议用于在组件或单独的设备之间按序依次移动位。
几乎所有数字设备都使用串行通信
串行协议可以分为：
所有串行协议都具有特定特征，例如：
现代数字示波器现已成为分析和解码串行数据的首选工具。
您是否对串行协议或串行协议解码有疑问？我们的专家将为您提供帮助。
