if1.net-schulbuch.deDatenübertragung
muss noch angepasst werden
Sollen Daten über eine größere Entfernung ausgetauscht werden, muss eine serielle Datenübertragung gewählt werden, da die Störeinflüsse von außen auf ein paralleles Kabel zu groß werden und damit die Übertragung der Daten zu unsicher wird. Der Unterschied bei dem Verbindungskabel liegt zunächst darin, dass anstelle von acht Datenleitungen nur noch eine Leitung für die Übertragung der Daten vorhanden ist.
Aufgabe 8:
a) Benenne Beispiele, bei denen eine serielle Datenübertragung notwendig ist.
b) Welche Auswirkung hat die Existenz von nur einer Leitung in einem seriellen Kabel für die Übertragung von Zeichen, z.B. für den Buchstaben A?
Zunächst müssen die vom Prozessor über den Datenbus byteweise gelieferten Daten (im folgenden Bild dargestellt durch die Bezeichnung D7, ..., D0) durch einen Parallel-Seriell-Wandler für die serielle Weiterleitung bitweise aufbereitet werden.
Aufgabe 9:
Erstelle mit Hilfe deiner Programmierumgebung einen Parallel-Serien-Wandler, d.h. ein Programm, das ein byteweise codiertes Zeichen bitweise aufspaltet und weiter leiten kann.
Durch die Festlegung einer Baudrate ist gleichzeitig ein Zeittakt vorgegeben, in dem der Sender dem Empfänger die Zeichen übermittelt. Wie schon bei der parallelen Datenübertragung lässt sich die serielle Übertragung eines Zeichens, z.B. des Buchstabens A, binär verschlüsselt in folgendem vereinfachten Ablauf darstellen:
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Serielle Übertragung von Daten über eine Datenleitung |
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Zeit |
SENDER |
EMPFÄNGER |
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Startstellung: Es liegt kein Signal an: Die Leitung ist HIGH. Die Uhren stehen auf null. |
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0 |
Startbit setzen Die Datenleitung wird LOW gesetzt und der Zeittakt gestartet. Damit wird dem Empfänger signalisiert, dass jetzt die Übertragung eines Zeichens folgt. |
Sobald der Empfänger den HIGH-LOW-Übergang erkennt, startet er seine Uhr. |
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5 |
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Jedes Mal in der Mitte eines Zeittaktes überprüft er die Datenleitung und zählt die folgenden Bits. |
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10 |
1. Bit setzen In unserem Fall wird die Leitung auf den Zustand LOW gebracht. |
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15 |
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Der Empfänger registriert den Zustand der Signalleitung und notiert diesen. In unserem Beispiel ist es eine NULL. |
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20 |
2. Bit setzen In unserem Fall wird die Leitung auf den Zustand HIGH gebracht. |
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25 |
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Der Empfänger registriert den Zustand der Signalleitung und notiert eine EINS. |
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30 |
3. Bit setzen In unserem Fall wird die Leitung auf den Zustand LOW gebracht. |
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35 |
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Der Empfänger registriert den Zustand der Signalleitung und notiert wieder eine NULL. |
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40 |
4. Bit setzen In unserem Fall wird die Leitung auf den Zustand LOW gebracht. |
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45 |
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Der Empfänger registriert den Zustand der Signalleitung und notiert eine NULL. |
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50 |
5. Bit setzen In unserem Fall wird die Leitung auf den Zustand LOW gebracht. |
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55 |
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Der Empfänger registriert den Zustand der Signalleitung und notiert eine NULL. |
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60 |
6. Bit setzen In unserem Fall wird die Leitung auf den Zustand LOW gebracht. |
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65 |
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Der Empfänger registriert den Zustand der Signalleitung und notiert eine NULL. |
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70 |
7. Bit setzen In unserem Fall wird die Leitung auf den Zustand LOW gebracht. |
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75 |
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Der Empfänger registriert den Zustand der Signalleitung und notiert eine NULL. |
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80 |
8. Bit setzen In unserem Fall wird die Leitung auf den Zustand HIGH gebracht. |
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85 |
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Der Empfänger registriert den Zustand der Signalleitung und notiert eine EINS. |
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90 |
Stoppbit setzen Die Leitung wird auf HIGH gesetzt. |
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95 |
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Der Empfänger stoppt seine Uhr und setzt sie auf null zurück. |
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100 |
Der Sender stoppt seine Uhr und setzt sie auf null zurück. |
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Die Startstellung ist wieder erreicht! Der Prozess beginnt erneut. |
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Auch für die serielle Übertragung lässt sich ein Signalplan angeben. Er besitzt für die Übertragung des Zeichens A dann folgendes Aussehen:
Signalplan zum Übertragen des ASCII-Codes von A für unsere Modellschnittstelle:
tS gibt jeweils den Zeitpunkt zum Verändern des Signals für den Sender an und tE den Zeitpunkt für den Empfänger zum Ablesen des Signals. Wurde im Übertragungsprotokoll noch eine Paritätsprüfung (siehe Seite 25) vereinbart, wird das Paritätsbit vor dem Stoppbit gesendet.
Aufgabe 10:
a) Beschreibe mit deinen eigenen Worten die einzelnen Schritte zur Übertragung des Buchstabens A in obigem Signalplan.
b) Erstelle je einen Signalplan zur seriellen Übertragung der Zeichens ? und des Buchstabens t.
Aufgabe 11:
Welches Zeichen wird in folgendem Signalplan übertragen?
Wenn eine Übertragung in beide Richtungen gleichzeitig möglich ist, sprechen wir von dem Vollduplex - Verfahren.
Allerdings muss ein erhöhter Leitungsaufwand betrieben werden, da jetzt zwei Datenleitungen vorhanden sind. Quittungs- und Empfangssignale können parallel beim Empfang der nächsten Information zurück gesendet werden. Dieses Verfahren kommt vor allem bei der Daten-Fernübertragung zum Einsatz.