假如古代用异步通信——谈谈串口的异步通信
假如古代用异步通信——谈谈串口的异步通信我们经常提到串口是异步通信。
那到底啥样的异步通信呢。
我们先复习下串口通信。是有三个引脚，TX,RX，GND。
如果只考虑单方向发送，就只有TX和GND。
我们再把GND先不考虑，那就只有一条线了。
那么是如何通过一根线就能进行数据传输的呢。
一根电线，就是有电和没电，就这两种状态。
我们换直观一些的，换个灯。就是只有亮或不亮。
那么如何在亮和不亮之间，怎么通过异步通信，实现数据的传输呢。
我们通过讲故事的形式来讲一下这个异步通信。
《梦回三国之异步通信》
话说小诸同学，某种偶然，穿越到了三国。奈何读书不多，历史不太好，没能像很多穿越小说那样，搞经济，搞科技生产等。
但是凭着不多的知识，还是混到诸葛亮的身边当谋士。此处快进到小诸同学成为谋士的剧情。
古代信息传递可以说是非常重要的，甚至会影响军事战略等。这时候的三国，信息传递还是停留在飞鸽传书，快马加鞭，驿站传信。
由于物资及科技的限制，掌握着各种物联网通信手段和知识的小诸同学也无能为力呀。
这时候小诸同学想到了串口异步通信。于是为诸葛军师设计一套三国异步通信方案。
由于没有什么照明条件，太阳落山之后，蜀地可以说很是漆黑的，正是可以用光来传递信息。
于是小诸同学照着串口异步通信的原理，这样应用。
发送和接收信息的人，就是信号兵。
准备一个可聚光的照明灯笼，给它起名为信号灯。这漆黑的夜晚，几十里开外，都能看到信号灯。下一步就是怎么通过这个信号灯传递信息了。
发送信号兵就操作这个信号灯，让它亮和灭。接收信号兵就是观察这个信号灯的状态，分析它的工作状态和内容。接收信号兵要是看到信号灯亮起来了。就表示信号灯准备工作了。接收兵就要随时记录信号灯内容了。
孔明：可是怎么样才能知道信号灯开始工作呢？
我们设计一个起始位。信号灯就绪之后，就是一直长亮状态。如果要开始传递信息数据，我们就先将信号灯盖住，这样接收兵突然看到信号灯灭了，就表示接下来要有数据了。这就是起始位了。孔明：此举甚好，但是要灭多久呢。
丞相，子东设计个吊钟，这一来一回，主是一秒钟。我们就以一秒为单位。每一秒就是一格信息，一格就代表信号灯亮还是灭。
孔明：那一秒后，信号灯要亮还是灭呢。诸多汉字，又如何传递呢。
丞相再看。起始位之后，我们每秒看一格内容，是亮还是灭。三个格为一卦。比如，三格都为亮，则为乾卦。三格为灭，则为坤卦。
六个格就可以表示八八六十四卦。每一格我们就是一个数据位。
一共设计12个位，两个六十四卦，就能有4096个卦了。
丞相可看，我们把汉字都排列分配到这4000个卦里。
比如，乾乾乾乾卦表示一字。乾乾乾巽卦表示二字。坤坤离离表示刘字。
如此一来，我们只需要12个位。（常规串口是8个位，剧情需要，改成12个位）。就能把汉字都表示起来。然后我们将这个汉字排布统一发布，军中通信统一一个编码，就叫蜀码表如何。（汉字编码GB 2312标准共收录6763个汉字，其中一级汉字3755个，二级汉字3008个）
孔明大为震惊：这样一来，只需要这个信号灯一亮一灭，就能将汉字传出去，实在是妙呀。可是要怎么传递连续的汉字呢。
起始位之后，我们传递了12个位，这时候接收兵就可以把当前内容记录下来备用。发送兵就将信号灯保持亮起，就作为停止位。这样一个字就传输完成。如果要传递下一个字，信号兵等个几秒左右，留给对方点时间记录和准备接收下一个字节。
然后再开始下一个字的传递，起始位，数据，停止。
我们再对信号兵加以训练，就可以很好地进行通信了。
我们来练习一下。这边发送兵准备好了。接收兵也做好准备。
现在发送兵把信号灯点亮。接收兵做好准备好喂。（TX的空闲状态是高电平）发送兵开始将信号灯灭一秒。表示起始位了。（TX先发一个起始位）发送兵紧接着将信号灯亮和灭。一共维持了12秒，也就是数据了。（TX再发数据位+校验位）发送兵将信号兵维持亮的状态。当前字发送完成。（TX最后发停止位，停止位和空闲状态都是高电平）等了几秒后，又开始传下一个字。（每个字节传输之间有间隔）
丞相您看，传递一份简报，只需要一盏茶时间即可。效率是不是比以往快了很多。
我们在军中可以创建信号兵营，专门挑选和培养信号兵。到时候在军中都可以随时用这种通信机制来提高效率。
孔明：可是这样传递信息，迟早会有探子发现并将该技术偷去，就能破解我们的内容了。
丞相不用担心，常规情况下，我们是明文传递信息。那我们就干脆将这个方案推广出去，这样大家都会了之后，以后对战，两军对峙，不需要阵前喊话了，可以隔着老远用信号灯通信。
我们蜀军内部通信，重要军情就用加密本通信。这样敌方就不知道我们的真实内容了。
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不久之后，赤壁之战来了，此时用信号灯通信已广为使用。
两队对垒，大战在即。诸葛亮和周瑜决定用信号兵和曹贼阵前打个招呼以示尊重。
诸葛亮命信号兵准备信号灯，给大江对面传递内容。
曹营这边看到对面信号灯准备起来了。
信号兵来报，报告丞相，对向信号灯准备好，似乎准备传递信息。
曹丞相：接信号。要第一时间报上来。
一会后，第一个信号兵“报，对面传来了第一个字”
曹丞相：快说。
第一个信号兵：“操”。
曹：“来人，将此人拖下去三十大板”。
第二个信号兵，报告丞相，对方传来第二个字。
快说。
"近"
第三个小兵，对方又传来一个字。
"来"。
第四个小兵来报。"可"。
第五个小兵来报。"好"。
第六个小兵，报告，暂时没有消息了。
原来消息是，操，近来可好。
来人，回消息。
此时孙刘阵营，信号兵：对面好像要传递信息。
对面好像在骂脏话，骂得还挺脏。
不管了，打就是了。
依然还是和历史一样，曹战败。
----------------------------------------------------------番外篇多年后。
司马懿兵临城下。诸葛亮决定使用空城计。
司马懿未敢攻城，夜幕开始暗下。
已撤退的部队用信号灯和空城里的诸葛孔明联系。
就一来一回，一盏茶时间。
“敌撤退否”，“没，我现在慌得一批”。
司马懿手下信号兵。“将军，对方似乎正在用信号灯通信，我已获取到内容”。
司马懿，“哦，快说，是什么内容。”
“敌进城没”，“否，埋伏等司马中计”。
司马懿，“我就说有埋伏，切莫中计。听我令，撤退。”
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说到这个异步通信，也就是这么回事。
如果用信号灯来理解，就是灯一亮一灭，然后约定好每个信号数据的时间进行统计，就得到数据了。
当然，现在科技发展了，这种用信号灯通信也是非常常见的。
最常见的一种应用就是，遥控器。
遥控器前面有个红外灯，可以发送红外光。电视机有个红外光接收器。
当我们按下一个按钮的时候，这个红外灯，就发出一组也是亮灭的信号组合。
对方收到之后，就按约定的时间，比如每1ms看一下是亮还是灭，就得到数据，拼起来就是发送的报文或指令了。
随着技术的发展，灯的发送和接收处理性能上来了。
就有一个叫Li-Fi的技术。
号称开灯就能上网的技术。也就是信号灯的现代化应用。
不过，受技术限制，也没能很好地推广和使用。日常生活中也很少见到Li-Fi的应用了。
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