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第八章 串列埠

8-1 串列傳輸

串列傳輸為 CPU 與周邊裝置或 CPU 與 CPU 間的資料傳輸方法之一，最簡單的串
列傳輸只需兩條傳輸線，使用時的方式每次傳輸一個位元的資料，所以具有傳輸線少的
優點，並且容易防止雜訊干擾，適合較遠距離的資料傳輸。然而，由於資料傳輸一次僅
送一個位元，因此傳輸資料的速度慢是其缺點。

串列傳輸的結構雖然簡單，但也由於太簡略所以產生許多問題，必須藉由傳輸協定
來解決。然而，一個完整的傳輸協定包括從硬體到軟體，相當複雜。其中最基本的一種
非同步式串列介面（Universal Asynchronous Receiver Transmitter，簡稱 UART）常被用
於一般的串列傳輸應用中。

串列傳輸在傳送一個位元組時，必須要傳送 8 次，而 UART 的串列傳輸方式是在傳
送 8 個位元資料之前加上一個起始位元，並在傳送 8 個位元資料之後加上一個停止位
元，於是原先傳送一個位元組要傳送 8 次就增為 10 次。以下是 UART 串列傳輸的示意
圖，傳輸時間順序由左至右：

等待接收資料 等待接
收資料

起始位 停止位
元 bit 0 bit 1 bit 2 bit 3 bit 4 bit 5 bit 6 bit 7 元

在 UART 的傳輸結構中，起始位元固定為 0，停止位元固定為 1，所以接收端的動
作是一直不斷的檢查傳輸線的狀態。當傳輸線上的信號一直為 1 就表示沒有資料傳送；
當傳輸線上的信號由 1 變為 0，即表示有資料將傳送，接收端就會開始準備接收 8 個位
元資料，直到傳送完 8 個位元資料，傳送端最後會送出停止位元，並使傳輸線的信號保
持為 1，以等待下一次的資料傳輸。經由增加起始位元與停止位元方式，雖然會使串列
傳輸效率更降低，但可解決位元資料傳輸的起始與停止之問題。另一串列傳輸協定為傳
輸速度，通常以鮑率(Buat Rate)，即每秒傳輸的位元數來衡量，一般 UART 常使用的鮑
率有 1200、2400、4800、9600 及 19200 等。兩種裝置在進行串列傳輸時，必須決定以
何種鮑率來進行資料傳輸，當兩種裝置使用同一鮑率才能確保資料傳輸正確無誤。