串口通信编程大全

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RS232  术文摘                                  枕善居收集整理        dsoft
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1.  RS-232-C 详解        ………………………………………………………2
2.  串口通信基本接线方法 ………………………………………………12
3.  串口通讯的概念及接口电路 …………………………………………13
4.  有关RS232和RS485接口的问答 ……………………………………14
5.  同步通信方式 …………………………………………………………16
6.  通信协议…………………………………………………………………19
7.  实战串行通讯……………………………………………………………25
8.  全双工和半双工方式 …………………………………………………33
9.  浅析PC 机串口通讯流控制 ……………………………………………34
10. 奇偶校验 ………………………………………………………………35
11. 开发通信软件的 术与技巧 …………………………………………36
12. 接口技术的基本知识 …………………………………………………41
13. 一个单片机串行数据采集/传输模块的设计 …………………………44
14. 单工、半双工和全双工的定义 ………………………………………48
15. 从RS232 端口获得电源…………………………………………………49
16. 串行同步通信的应用……………………………………………………50
17. 串行通信波特率的一种自动检测方法…………………………………53
18. RS-232、RS-422 与RS-485 标准及应用………………………………56
19. 串口泵 …………………………………………………………………64
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RS-232-C 详解
串行通信接口标准经过使用和发展,目前已经有几种。但都是在RS-232标准的基础上
经过改进而形成的。所以,以RS-232C 为主来讨论。RS-323C标准是美国EIA(电子工业
青岛11中联合
会)与BELL 等公司一起开发的1969年公布的通信协议。它适合于数据传输速率在0~
20000b/s 范围内的通信。这个标准对串行通信接口的有关问题,如信号线功能、电器特性
都作了明确规定。由于通行设备厂商都生产与RS-232C制式兼容的通信设备,因此,它作为
一种标准,目前已在微机通信接口中广泛采用。
在讨论RS-232C接口标准的内容之前,先说明两点:
首先,RS-232-C标准最初是远程通信连接数据终端设备DTE(DataTerminalEquipment)
与数据通信设备DCE (Data Communication Equipment)而制定的。因此这个标准的制定,
并未考虑计算机系统的应用要求。但目前它又广泛地被借来用于计算机(更准确的说,是计
算机接口)与终端或外设之间的近端连接标准。显然,这个标准的有些规定及和计算机系统
是不 致的,甚至是相矛盾的。有了对这种背景的了解,我们对RS-232C标准与计算机不兼
容的地方就不难理解了。
其次,RS-232C标准中所提到的“发送”和“接收”,都是站在DTE 立场上,而不是站
在DCE 的立场来定义的。由于在计算机系统中,往往是CPU 和I/O 设备之间传送信息,两者
都是DTE,因此双方都能发送和接收。
一、RS-232-C
RS-232C标准 (协议)的全称是EIA-RS-232C标准,其中EIA(Electronic Industry
Association)代表美国电子工业协会,RS (ecommeded standard)代表推荐标准,232是标
识号,C代表RS232 的最新 次修改(1969),在这之前,有RS232B、RS232A。。它规定连
接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。常用物理标准还有有EIA�RS-232-C、
EIA�RS-422-A、EIA�RS-423A、EIA�RS-485。这里只介绍EIA�RS-232-C (简
称232,RS232)。例如,目前在IBM PC 机上的COM1、COM2 接口,就是RS-232C接口。
1.电气特性
EIA-RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。
在TxD 和RxD 上:逻辑1(MARK)=-3V~-15V 高炉炼铁原理
逻辑0(SPACE)=+3~+15V
在RTS、CTS、DSR、DTR 和DCD 等控制线上:
信号有效(接通,ON状态,正电压)=+3V~+15V
信号无效 (断开,OFF 状态,负电压)=-3V~-15V
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图1
以上规定说明了RS-323C标准对逻辑电平的定义。对于数据(信息码):逻辑“1”(传
号)的电平 于-3V,逻辑“0”(空号)的电平告语+3V;对于控制信号;接通状态(ON)
即信号有效的电平高于+3V,断开状态(OFF)即信号无效的电平 于-3V,也就是当传输电平
的绝对值大于3V 时,电路可以有效地检查出来,介于-3~+3V之间的电压无意义, 于-15V
或高于+15V 的电压也认为无意义,因此,实际工作时,应保证电平在±(3~15)V之间。
EIA-RS-232C与TTL转换:EIA-RS-232C 是用正负电压来表示逻辑状态,与TTL 以高
电平表示逻辑状态的规定不同。因此,为了能够同计算机接口或终端的TTL 器件连接,必须
灭蚁灵在EIA-RS-232C 与TTL 电路之间进行电平和逻辑关系的变换。实现这种变换的方法可用分立
元件,也可用集成电路芯片。目前较为广泛地使用集成电路转换器件,如MC1488、SN75150
芯片可完成TTL 电平到EIA 电平的转换,而MC1489、SN75154 可实现EIA 电平到TTL 电平的
转换。MAX232 芯片可完成TTL←→EIA双向电平转换,图1显示了1488和1489的内部结构
和引脚。MC1488 的引脚(2)、(4,5)、(9,10)和(12,13)接TTL 输入。引脚3、6、8、11输出
端接EIA-RS-232C。MC1498 的14 的1、4、10、13脚接EIA 输入,而3、6、8、11脚接TTL
输出。具体连接方法如图2所示。图中的左边是微机串行接口电路中的主芯片UART,它是
TTL 器件,右边是EIA-RS-232C连接器,要求EIA高电压。因此,RS-232C所有的输出、输
入信号都要分别经过MC1488 和MC1498 转换器,进行电平转换后才能送到连接器上去或从连
接器上送进来。
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图2
2、、连接器的机械特性:
连接器:由于RS-232C 并未定义连接器的物理特性,因此,出现了DB-25、DB-15和DB-9
各种类型的连接器,其引脚的定义也各不相同。下面分别介绍两种连接器。
(1)DB-25: PC 和XT 机采用DB-25型连接器。DB-25连接器定义了25根信号线,分
为4 组:
①异步通信的9个电压信号 (含信号地SG)2,3,4,5,6,7,8,20,22
②20mA 电流环信号 9 个 (12,13,14,15,16,17,19,23,24)
③空6个 (9,10,11,18,21,25)
④保护地(PE)1个,作为设备接地端 (1脚)
DB-25 型连接器的外形及信号线分配如图3所示。注意,20mA 电流环信号仅IBMPC 和
IBM PC/XT机提供,至AT 机及以后,已不支持。
图3
(2)DB-9 连接器
在AT 机及以后,不支持20mA 电流环接口,使用DB-9连接器,作为提供多功能I/O 卡
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或主板上COM1 和COM2 两个串行接口的连
接器。它只提供异步通信的9个信号。DB-25 型连
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接器的引脚分配与DB-25 型引脚信号完全不同。因此,若与配接DB-25 型连接器的DCE 设备
连接,必须使用专门的电缆线。
电缆长度:在通信速率 于20kb/s 时,RS-232C所直接连接的最大物理距离为15m(50
英尺)。
最大直接传输距离说明:RS-232C标准规定,若不使用MODEM,在码元畸变小于4%的情
男性黑人况下,DTE和DCE 之间最大传输距离为15m (50英尺)。可见这个最大的距离是在码元畸变
小于4%的前提下给出的。为了保证码元畸变小于4%的要求,接口标准在电气特性中规定,
驱动器的负载电容应小于2500pF。
3、RS-232C 的接口信号
RS-232C规标准接口有25条线,4 条数据线、11条控制线、3条定时线、7条备用和未
定义线,常用的只有9根,它们是:
(1)联络控制信号线:
数据装置准备好 (Data set ready-DSR)——有效时(ON)状态,表明MODEM 处
于可以使用的状态。
数据终端准备好(Data set ready-DTR)——有效时(ON)状态,表明数据终端可
以使用。
这两个信号有时连到电源上,一上电就立即有效。这两个设备状态信号有效,只表示
设备本身可用,并不说明通信链路可以开始进行通信了,能否开始进行通信要由下面的控制
信号决定。
请求发送(Request tosend-RTS)——用来表示DTE请求DCE发送数据,
即当终端要发送数据时,使该信号有效(ON 状态),向MODEM 请求发
送。它用来控制MODEM 是否要进入发送状态。
允许发送(Clear to send-CTS)——用来表示DCE准备好接收DTE
发来的数据,是对请求发送信号RTS 的响应信号。当MODEM 已准备好
接收终端传来的数据,并向前发送时,使该信号有效,通知终端开始
沿发送数据线TxD 发送数据。
这对RTS/CTS 请求应答联络信号是用于半双工MODEM 系统中发送方式和接收方式之间
的切换。在全双工系统中作发送方式和接收方式之间的切换。在全双工系统中, 配置双向
通道,故不需要RTS/CTS 联络信号,使其变高。
接收线信号检出(Received Line detection-RLSD)——用来表示DCE
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已接通通信链路,告知DTE 准备接收数据。当本地的MODEM 收到由通
信链路另一端(远地)的MODEM 送来的载波信号时,使RLSD 信号有效,
通知终端准备接收,并且由MODEM
将接收下来的载波信号解调成数字
两数据后,沿接收数据线RxD送到终端。此线也叫做数据载波检出
(Data Carrier dectection-DCD)线。
振铃指示(Ringing-RI)——当MODEM 收到交换台送来的振铃呼叫信号
时,使该信号有效(ON状态),通知终端,已被呼叫。
(2)数据发送与接收线:
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发送数据(Transmitted data-TxD)——通过TxD 终端将串行数据发送
到MODEM,(DTE→DCE)。
接收数据(Receiveddata-RxD)——通过RxD线终端接收从MODEM发来
的串行数据,(DCE→DTE)。
(3)地线
有两根线SG、PG——信号地和保护地信号线,无方向。
上述控制信号线何时有效,何时无效的顺序表示了接口信号的传送过程。例如,只有
当DSR 和DTR 都处于有效(ON)状态时,才能在DTE和DCE 之间进行传送操作。若DTE 要发
送数据,则预先将DTR 线置成有效(ON)状态,等CTS线上收到有效(ON)状态的回答后,才能
在TxD 线上发送串行数据。这种顺序的规定对半双工的通信线路特别有用, 为半双工的通
信才能确定DCE 已由接收方向改为发送方向,这时线路才能开始发送。
2个数据信号:发送TXD;接收RXD。
1个信号地线:SG。
6个控制信号:
DSR��;数传机 (即modem)准备好,Data Set Ready.
DTR��;数据终端 (DTE,即微机接口电路,如
Intel8250/8251,16550)准备好,Data Terminal Ready。
RTS��DTE 请求DCE 发送(Request To Send)。
CTS��DCE 允许DTE 发送(Clear To Send),该信号是对RTS 信
号的回答。
DCD��;数据载波检出,Data Carrier Detection 当本地DCE 设
备(Modem)收到对方的DCE 设备送来的载波信号时,使DCD 有效,通
知DTE 准备接收, 并且由DCE将接收到的载波信号解调为数字信号,
经RXD 线送给DTE。
RI��;振铃信号Ringing 当DCE收到交换机送来的振铃呼叫信号
时,使该信号有效,通知DTE 已被呼叫。
用途
232 引脚CCITTModem            名称                        说明
异步同步
1      101    AA          保护地        设备外壳接地                          PE PE

本文发布于:2024-09-21 21:48:05,感谢您对本站的认可!

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