串行通信的历史

早期串行通信方法

视觉

烽火

烽火是一种远距离视觉通信形式，在美洲和中国都有发展。通过用毯子覆盖火堆并快速将其移除，可以产生一缕烟。经过一些训练，可以控制这些烟雾的尺寸、形状和时间。烟雾可以在很远的距离被观察到，对视觉范围内的人来说是显而易见的。考虑到这一点，信号站通常被创建来最大限度地提高可视距离。美洲原住民使用的石碗和万里长城的瞭望塔都是信号站的例子。

由于这些信号对所有人可见，除非它们具有秘密理解的意义，否则它们会向朋友和敌人传递相同的信息。然而，有一些或多或少公认的抽象烽火，其中包括以下几个例子。一缕烟雾表示**注意**。两缕烟雾表示**一切安好**。三缕烟雾，或三个连续的火堆，表示**危险**、**麻烦**或**求救**。

电线

电流环

电流环有两种类型，模拟和数字。模拟电流环的例子是 4-20 mA（“四到二十毫安电流环”），其中 4 mA 代表 0%，20 mA 代表 100%。在数字电流环中，电流不存在表示高电平，电流存在表示低电平。

电传打字机/博多码中使用的通信电流环是 0-20mA/0-50mA 开/关。加密电传打字机电流环（红色一侧）在 1966 年左右（TEMPEST 计划）是/曾经是 0-80uA，因为存在电磁窃听的可能性。

4-20mA 电流环不是通信电流环，而是化学/工业传感器和执行器的过程控制标准。4-20mA 是模拟的，并且是线性的或平方根的（流量）。最低 4mA 是为了使低端高于工业环境中可能出现的噪声水平。4-20mA 标准是为了使源电流具有足够的功率来驱动电流环接收端处的机电设备。

第一个数字通信串行链路要求发送单元提供所有（电流）环路电源。接收设备都是机电设备，输出为机械运动。

莫尔斯电码

最初的塞缪尔·莫尔斯电报

1832 年，塞缪尔·F·B·莫尔斯在回家的航行中遇到了波士顿的查尔斯·托马斯·杰克逊，他精通电磁学。在目睹了杰克逊的电磁铁的各种实验后，莫尔斯提出了单线电报的概念。在船只靠岸之前，他就开始设计他的电报代码。随着时间的推移，莫尔斯电码将成为世界上电报的主要语言。

威廉·库克和教授查尔斯·惠斯通在莫尔斯之前就开始了商业电报的运营，尽管他们开始的时间较晚。在英格兰，库克在 1836 年，也就是莫尔斯之后四年，开始对电报产生兴趣，但拥有更多的资金。库克在三周内建造了一个小型电报。惠斯通也一直在实验电报，而且（最重要的是）他理解一个大的电池无法将电报信号传输很远的距离，而多个小电池在这项任务中更成功，也更有效（惠斯通是在美国物理学家约瑟夫·亨利的初步研究基础上进行的）。库克和惠斯通建立了合作伙伴关系，并在 1837 年 5 月获得了电报的专利，并很快为大西部铁路提供了 13 公里的电报线路。然而，库克和惠斯通的多线信号方法在几年内就被莫尔斯更优秀的代码所取代。

莫尔斯遇到了将电报信号传输超过几百码的问题。他的突破来自教授莱昂纳德·盖尔的洞察力，莱昂纳德·盖尔在纽约大学教授化学（约瑟夫·亨利的私人朋友）。在盖尔的帮助下，莫尔斯很快就能通过十英里（16 公里）长的电线发送信息。这是莫尔斯一直寻求的重大突破。

莫尔斯和盖尔很快加入了一位充满热情的年轻人，阿尔弗雷德·维尔，他拥有优秀的技能、洞察力和资金。莫尔斯的电报开始迅速发展。

1838 年，摩尔斯前往华盛顿特区寻求联邦政府对电报线路的赞助，但未能成功。随后，他前往欧洲寻找赞助和专利，但在伦敦发现库克和惠斯通已经获得了优先权。摩尔斯需要缅因州国会议员弗朗西斯·奥兰德·乔纳森·史密斯的经济支持。

1839 年，摩尔斯从巴黎发表了第一份关于银版摄影的美国描述，该技术由路易·达盖尔发明。

1842 年 12 月，摩尔斯再次前往华盛顿特区，在国会大厦的两间委员会房间之间架设了电线，并相互发送信息。不知何故，这一次，一些人相信了他的发明，最终通过了一项法案，拨款 30,000 美元用于建造一条实验线路。³

公众对此高度怀疑，国会中也有很多怀疑者。他们在华盛顿特区和巴尔的摩之间建造了一条长 38 英里（61 公里）的线路。最令人信服的证明是，1844 年春季在巴尔的摩举行的辉格党全国大会的结果通过电报传到华盛顿，比第一列火车到达的时间还要早。1844 年 5 月 24 日，这条线路（沿巴尔的摩和俄亥俄铁路在国会大厦和巴尔的摩之间延伸）正式开通，摩尔斯发送了他著名的信息“上帝创造了什么”，这成为了历史上的经典。

第一个电报局

1845 年 5 月，磁性电报公司成立，旨在从纽约市辐射电报线路，连接费城、波士顿、布法罗、纽约和密西西比河。⁴

摩尔斯还曾在一段时间内采用惠斯通和卡尔·奥古斯特·冯·斯坦海尔的想法，通过水体、钢轨或任何导电物体传输电报信号。他竭尽全力赢得了关于“电报发明者”的诉讼，并将自己宣传为发明家，但阿尔弗雷德在摩尔斯码的发明中发挥了重要作用，摩尔斯码基于早期电磁电报的代码。

1847 年，摩尔斯获得了电报专利，当时他正在伊斯坦布尔的旧贝勒贝伊宫（现在的贝勒贝伊宫建于 1861 年至 1865 年，位于相同位置）获得专利，该专利由苏丹阿卜杜勒-麦吉德颁发，他亲自测试了这项新发明。⁵

1851 年，摩尔斯电报设备被正式确定为欧洲电报的标准。英国（及其大英帝国）仍然是世界上唯一一个广泛使用其他形式电报的地方（他们继续使用库克和惠斯通发明的指针电报）。⁴

ASCII 码

ASCII 码的开发工作始于 1960 年。该标准的第一版于 1963 年发布 [1]，在 1967 年进行了重大修订，最近一次更新是在 1986 年。它目前定义了 128 个字符的代码：33 个是非打印字符，大多数是过时的控制字符，会影响文本的处理方式，而 95 个是可打印字符。（概述）

非打印 ASCII 码需要用于启动电传打字机的机械机制

• 换行、回车 Template:Fix/category 、大小写切换等。

ASCII 码被重新编码为机械电传打字机使用的博多码。

直到 1970 年左右，电传打字机都是唯一的标准 I/O 设备。从 1970 年开始，由于电传打字机的军事剩余，电传打字机成为最经济的业余爱好 I/O 设备。

RS-232 的发展

（概述）

EIA-485 (RS-485) 的发展

RS-485，也称为 TIA-485(-A) 或 EIA-485，是一个标准，定义了驱动器和接收器在串行通信系统中使用的电气特性。电信号是平衡的，并支持多点系统。该标准由电信行业协会和电子工业联盟（TIA/EIA）联合发布。实施该标准的数字通信网络可以在长距离和电气噪声环境中有效使用。多个接收器可以线性连接到这样的网络，形成多点总线。这些特性使 RS-485 在工业控制系统和类似应用中非常有用。

EIA 曾经在其所有标准前缀中使用 “RS”（推荐标准），但 EIA-TIA 正式将 “RS” 替换为 “EIA/TIA”，以帮助识别其标准的来源。EIA 已经正式解散，该标准现在由 TIA 维护，称为 TIA-485，但工程师和应用指南继续使用 RS-485 的名称。[6] EIA RS-485 的首版发行日期为 1983 年 4 月。[7]

更多信息请访问维基百科 RS-485

CAN 总线的发展

控制器局域网（CAN）是一种串行总线协议，旨在允许设备在没有主机计算机的情况下在车辆内通信。⁵

博世公司于 1983 年开始开发 CAN，并于 1986 年在美国密歇根州底特律的汽车工程师学会 (SAE) 大会上正式发布了 CAN。

CAN 总线是两种最常用的车载诊断标准中使用的协议之一：OBD-II——自 1996 年以来在美国销售的所有汽车和轻型卡车上强制使用——以及 EOBD——自 2004 年以来在欧盟销售的所有柴油和汽油车辆上强制使用。

CAN 协议也用于飞机（CANaerospace、ARINC 825 等）、自动化工业系统（SafetyBUS p、CAN Kingdom、CANopen 等）、家庭自动化（Very Simple Control Protocol）等。

MIDI 的发展

（概述）

通用串行总线 (USB) 的发展

（概述）

串行 ATA (SATA) 的发展

（概述）

最近的发展

（概述）

前沿

（概述）