停止位(Stop Bit)在串口通信中是一个非常重要的概念，主要用于标志数据传输的结束。它通常位于一帧数据的最后，通过发送一个特定的电平来告诉接收端数据传输已经完成。
具体来说，停止位可以是1位、1.5位或2位逻辑“1”高电平。它的主要功能包括：
- 表示数据传输结束：停止位用于指示一个字符或数据包的传输已经完毕，使接收端知道何时可以开始处理下一个数据包。
- 提供时钟同步机会：由于每台设备有其自己的时钟，在通信过程中可能会出现不同步的情况。因此，停止位不仅表示传输的结束，还提供了校正时钟同步的机会，让从机可以正确识别下一轮数据的起始位。
- 恢复时间：在停止位之后，接收端会有一个恢复时间，以便它可以准备好处理下一个字节的数据。
- 选择性设置：根据不同的通信需求，停止位的数量和长度可以进行配置。例如，在某些慢速通信设备中可能需要超过一个停止位以确保数据传输的可靠性。
停止位是串行通信中的关键组成部分，它确保了数据能够可靠地从一端传输到另一端，并且为接收端提供了必要的同步和恢复时间.
一、 停止位在不同通信协议中的应用和差异
在不同的通信协议中，停止位的应用和差异主要体现在其定义、作用以及具体实现方式上。以下将详细介绍几种常见通信协议中的停止位应用及其差异。
1. 串口通信(UART)
在串口通信中，停止位是用于表示数据包结束的重要参数。典型的值为1、1.5或2位。停止位的主要作用包括：
表示数据包的结束：每个数据帧的最后一位是停止位，用于告知接收端数据传输已经完成。
校正时钟同步：由于设备间可能存在时钟不同步的问题，停止位提供了一个机会来调整时钟，从而确保数据正确传输。
降低错误率：使用不同的停止位数量可以有效降低数据传输中的错误率。例如，停止位1可以减少错误但速度较慢;而停止位2虽然速度快，但实现复杂且难以理解。
2. Modbus RTU通信协议
Modbus RTU通信协议规定了字符帧的格式，其中包括停止位的设置：
无校验位时：停止位个数为2位。
有校验位时：停止位个数为1位。
ASCII模式：允许字符之间的时间间隔长达1秒，不会出现错误。
RTU模式：每个信息必须连续传输，字符密度高，传输效率更高。
3. 其他通信协议
除了上述两种协议外，其他一些通信协议如S7-200 Smart自由口通信也强调了停止位的重要性：
统一设置：在实际应用中，主站和从站的数据位、奇偶校验、停止位需要设为一致，以确保数据正确传输。
4. 总结
不同通信协议对停止位的应用和要求各有不同，但其核心目的都是为了确保数据传输的准确性和可靠性。
二、 如何根据网络速度和设备类型选择合适的停止位设置?
选择合适的停止位设置需要综合考虑网络速度和设备类型，以确保数据传输的准确性和稳定性。以下是详细的步骤和建议：
停止位是串口通信中用于标识数据帧结束的重要参数。常见的停止位设置有1位、1.5位和2位。
根据设备类型选择停止位：
对于大多数标准的RS-232和RS-485设备，通常推荐使用1位停止位，因为这在大多数情况下能够提供足够的可靠性和兼容性。
如果设备支持更高的数据传输速率或需要更高的可靠性，可以考虑使用1.5位或2位停止位。例如，在一些工业应用中，可能会选择2位停止位来提高通信的稳定性。
网络速度对停止位的选择也有一定影响。一般来说，较高的网络速度(如100Mbps以上)可以承受更多的错误和干扰，因此可以选择更短的停止位(如1位)。然而，如果网络环境较差或者数据传输要求非常严格，则应选择更长的停止位(如2位)以确保数据的准确性。
在确定了初步的停止位设置后，建议进行实际的通信测试，以验证所选设置是否满足需求。可以通过逐步调整停止位长度并观察数据传输的稳定性和准确性来进行优化。
最终的停止位设置还应结合具体的硬件设备和应用需求来决定。例如，某些特定的PLC(可编程逻辑控制器)可能有特定的停止位要求，需要通过查看设备手册或使用调试工具来确认。
合理选择停止位设置不仅依赖于网络速度和设备类型，还需要通过实际测试和不断调整来达到最佳效果。
三、 停止位对于数据传输的错误检测和纠正作用
停止位在数据传输中扮演着重要的角色，主要体现在错误检测和纠正方面。首先，停止位是数据帧的结束标志，它告诉接收设备一个数据段的传输已经完成。通过在数据帧的开始和结束分别加上起始位和停止位，串口通信可以同步发送和接收数据，并提供了一种机制来检测和纠正传输过程中的错误。
具体来说，停止位不仅表示传输的结束，还提供了校正时钟同步的机会。由于每个设备都有自己的时钟，在传输过程中可能会出现不同步的情况，而停止位可以帮助调整时钟同步。此外，停止位的存在使得接收端能够确认数据帧是否完整地到达，如果在规定时间内没有接收到停止位，则认为数据帧传输失败。
另外，停止位与数据线空闲状态相同，并在下一步起始位发生之前提供延迟，这有助于异步数据传输过程中的数据同步。这种机制确保了数据的有效传输和错误检测，例如奇偶校验等方法可以利用这些结构进行简单的错误检测。
四、 停止位的历史发展和技术演进
在现代计算机网络中，停止位(Stop Bit)的历史发展和技术演进可以追溯到早期的电传打字机和电传打印机时代。这些设备使用长度可变的脉冲信号进行数据传输，比如摩斯电码。随着技术的发展，电传打字机逐渐成为小型计算机的通用I/O设备，并且其英文缩写“tty”也成为了终端设备的代名词。
在串行通信协议中，停止位的作用是标志每个字符传输的结束，并确保接收器准备好接收下一个字符。早期的UART(通用异步收发传输器)芯片在设计时会增加起始位、奇偶校验位和停止位，以组织数据帧。不同设备对停止位的需求有所不同，例如一些高数据速率设备通常使用一个停止位，而其他设备可能需要两个停止位来提高通信的可靠性。
在同步模式下，停止位也有特定的功能，如西部数字公司手册所述，它用于识别连续字符流并填充空闲时间。此外，在微控制器接口技术中，停止位的数量可以通过设置来匹配主机设备的要求，从而实现更高效的通信。
停止位在现代计算机网络中的历史发展和技术演进经历了从简单的电传打字机到复杂的UART协议的演变过程。
五、 停止位在实际应用中遇到的常见问题及其解决方案
在实际应用中，停止位作为串行通信的重要参数，其设置和稳定性直接影响数据传输的准确性和可靠性。以下是一些常见的问题及其解决方案：
1.停止位变窄导致接收数据出错：
问题描述：当停止位变窄时，下一帧数据可能会丢失，从而导致接收端无法正确解析数据。
解决方案：
更改USART波特率，在AT32串口波特率容忍度内，将波特率调整到最高，使得能在原有波特率的停止位内尽快判断一帧数据起始位。
从发送端排除问题，确保发送端的停止位设置正确。
2.停止位数量不一致导致的数据错误：
问题描述：如果USART接收停止位需和主机发送停止位一致，不一致时如停止位设置为2bit，而主机发数设置为1bit时，接收数据会出错。
解决方案：
确保通信双方的停止位数量一致，即接收方和发送方都使用相同的停止位数量。
在某些情况下，可以兼容不同数量的停止位，例如AT32停止位设置为1bit后，可以兼容上位机发送1bit或2bit的停止位。
3.高波特率下的额外停止位需求：
问题描述：在高波特率和/或使用软UART时，需要时间来处理接收到的字节，因此可能需要增加一个额外的停止位。
解决方案：
添加一个额外的停止位以增加接收处理时间，这有助于避免因高速传输导致的数据错误。
在智能卡模式下，可以选择0.5或1.5个停止位，以适应不同的通信需求。
4.特定设备或特殊通信环境的需求：
问题描述：某些特定设备或特殊通信环境可能需要不同的停止位设置，例如Modbus协议中的停止位设置。
解决方案：
根据具体设备的要求和通信协议的规范进行设置，以确保数据的可靠传输。
在C语言中，可以通过特定的寄存器设置停止位的参数，以满足不同设备和协议的需求。
