實驗一簡單的異步串行通信實驗報告.doc

實驗一 簡單的異步串行通信實驗一、實驗?zāi)康募耙?、了解掌握RS232接口標準以及 DB9的主要引腳功能； 2、了解掌握串口通信的基本原理； 3、學習掌握RS232電纜的制作和測試方法； 4、學習掌握使用串口調(diào)試程序進行串口之間的通信實驗。 二、實驗原理1、異步串行通信原理在計算機系統(tǒng)中，每個字符一般使用一個 8 位二進制代碼表示。在數(shù)據(jù)通信中，通常將 傳送的每個字符的二進制代碼按照由低位到高位的順序依次發(fā)送的方式稱為串行通信。圖 2-1 是串行通信的示意圖。由于串行通信只需在發(fā)送方和接收方之間建立一條通信信道，因 此可以減小通信系統(tǒng)的造價。在遠程通信中，一般采用串行通信方式。 圖 1-1 串行通信示意圖 同步是數(shù)據(jù)通信中必須解決的一個重要問題。所謂同步就是要求通信的收發(fā)雙方在時間基準上保持一致。在串行通信中，“異步”是同步收發(fā)雙方通信的重要方式。在異步串行通信中，每個字符作為一個獨立的整體進行發(fā)送，字符之間的時間間隔可以是任意的。為了實現(xiàn)同步，需要在每個字符的第一位前加 1 位起始符（邏輯 1），并在字符的最后一位后加 1位、1.5 位或 2 位停止位（邏輯 0）。異步串行傳輸?shù)谋忍亓鹘Y(jié)構(gòu)如圖 2-2所示。 圖 1-2 異步串行傳輸?shù)谋忍亓鹘Y(jié)構(gòu)常用的串行通信接口標準包括RS-232、RS-449、V.24、V.35等。其中，RS-232是最常 用的串行通信標準之一。個人計算機及終端系統(tǒng)中配備的串行接口幾乎都符合 RS-232 標準。 2、RS-232 接口標準 串行口是一種最基本的通信接口，基本上所有的個人計算機及通信終端設(shè)備都配有這種接口。RS-232 的主要內(nèi)容就 是定義數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE（data terminal equipment）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備DCE（data circuit equipment）之間的接口標準。RS-232 是美國電子工業(yè)協(xié)會 EIA 推薦使用的串行通信標準。其初衷是為了促進利用電話網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信應(yīng)用的發(fā)展，現(xiàn)在也普遍應(yīng)用于各類計算機或終端設(shè)備之間的短距離連接。RS-232 使用的連接器包括 DB-25、DB-15 和 DB-9 等幾種類型，不同類型連接器使用的引腳定義也各不相同。 計算機 RS232 串行通信的基本過程。圖 1-4 異步串行通信實驗總體結(jié)構(gòu)示意圖 三、實驗過程與實驗步驟1、使用制作的 RS232電纜將 2臺計算機的可用 COM 口連接起來。 2、復制串口調(diào)試助手到硬盤上。3、直接雙擊 “串口調(diào)試助手 3.0”運行軟件。檢查串口線是否連接到計算機和設(shè)備上。確定串口（本機為com1）。在串口調(diào)試助手中打開串口：com1。4、使用字符串收發(fā) 5、使用文件傳輸功能 使用文件傳輸功能，在 2 臺電腦上傳輸文件，這對于某些特定場合可以用到該功能。 首先由接收一端在打開串口后，按下接收文件按鈕。之后會彈出一個對話框，等待對方發(fā)送文件。 發(fā)送一端在打開串口后，先選擇發(fā)送文件（如下圖） 選擇文件后，按下發(fā)送按鈕，文件開始傳輸中，這時 2 端都可以看到發(fā)送的進度條。發(fā)送完畢后，軟件會提示！ 四、實驗結(jié)果與分析：串口（com1）1、 正常發(fā)送：（1）A機：波特率相同（9600）、校驗位相同（none）、數(shù)據(jù)位相同（8）、停止位相同（1）B機：波特率相同（9600）、校驗位相同（none）、數(shù)據(jù)位相同（8）、停止位相同（1）結(jié)果：A機發(fā)“你好”，B機收“你好”，（圖1）；B機發(fā)“哈哈”，A機收“哈哈”，（圖2）； 圖1 圖2（2）、A機：波特率相同（19200）、校驗位相同（ODD）、數(shù)據(jù)位相同（8）、停止位相同（2）B機：波特率相同（19200）、校驗位相同（ODD）、數(shù)據(jù)位相同（8）、停止位相同（2）結(jié)果：A機發(fā)“我很好”，B機收“我很好”；圖3）；B機發(fā)“你呢”，A機收“你呢”；圖4）； 圖3 圖42、 波特率不同A機：波特率相同（4800）、校驗位相同（ODD）、數(shù)據(jù)位相同（8）、停止位相同（1）B機：波特率相同（9600）、校驗位相同（ODD）、數(shù)據(jù)位相同（8）、停止位相同（1）結(jié)果：A機發(fā)“01 02 03”，B機收“胉”；（圖5）；B機發(fā)“yjw”，A機收“?”；（圖6）；圖6圖5分析：波特率控制采樣時間間隔，波特率不相同，收發(fā)雙方在相等時間內(nèi)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)不一致。3、 數(shù)據(jù)位不同A機：波特率相同（9600）、校驗位相同（ODD）、數(shù)據(jù)位相同（6）、停止位相同（1）B機：波特率相同（9600）、校驗位相同（ODD）、數(shù)據(jù)位相同（8）、停止位相同（1）結(jié)果：A機發(fā)“040506”，B機收“?”，（圖7）；B機發(fā)“l(fā)ys”，A機收“，9”，（圖8）；分析：數(shù)據(jù)位不相同，收發(fā)雙方在相等時間內(nèi)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)不一致，所以結(jié)果不相同 圖7 圖84、奇偶校檢不同（1）A機：波特率相同（9600）、校驗位相同（EVE）、數(shù)據(jù)位相同（8）、停止位相同（1）B機：波特率相同（9600）、校驗位相同（ODD）、數(shù)據(jù)位相同（8）、停止位相同（1）結(jié)果：A機發(fā)“54 85 96 75”，B機收“54 85 96 75”；（圖9）B機發(fā)“第五種”，A機收“第五種”；（圖10）分析：因為校驗位用于檢驗接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)的正確性的，在最終轉(zhuǎn)換時會去除校驗位，所以接收到的有效數(shù)據(jù)和發(fā)送的有效數(shù)據(jù)相同，發(fā)送與接收結(jié)果一樣。 圖9 圖10（2）A機：波特率相同（9600）、校驗位相同（NONE）、數(shù)據(jù)位相同（8）、停止位相同（1）B機：波特率相同（9600）、校驗位相同（ODD）、數(shù)據(jù)位相同（8）、停止位相同（1）結(jié)果：A機發(fā)“54 85 96 75”，B機收“”； （圖11）B機發(fā)“第六種”，A機收“第六種”； （圖12）分析：由于A機無校驗位，B機有校驗位，所以B機在收到數(shù)據(jù)并校檢，后會自動去除校檢位以致發(fā)雙方的有校數(shù)據(jù)不一致，結(jié)果不一樣。相反的。當A機為接收方時，雖然A機無檢驗位，但是因為A機已接收到8位數(shù)據(jù)故不接收B機發(fā)送的校檢位。結(jié)果一樣。 圖11 圖125、停止位不同A機：波特率相同（9600）、校驗位相同（ODD）、數(shù)據(jù)位相同（8）、停止位不同（1）B機：波特率相同（9600）、校驗位相同（ODD）、數(shù)據(jù)位相同（8）、停止位不同（2） 圖13 圖14結(jié)果：A機發(fā)“”，B機收“”； （圖13）B機發(fā)“”，A機收“”； （圖14）分析：5、發(fā)送文件A機：波特率相同（9600）、校驗位相同（NONE）、數(shù)據(jù)位相同（8）、停止位相同（2）B機：波特率相同（9600）、校驗位相同（NONE）、數(shù)據(jù)位相同（8）、停止位相同（2）結(jié)果分析：當有校檢位時，不可以接收文件；波特率不同、校驗位不同、數(shù)據(jù)位同或停止位不同時，文件無法接收；即唯有當波特率相同、數(shù)據(jù)位相同、停止位相同且無校檢位時，方可以正確接收文件。五、思考并回答以下問題： （1）在本實驗中，RS232 串口電纜處于 OSI 參考模型的什么位置？它的作用是什么？ 答：處于OSI 參考模型的物理層，其作用是作為傳輸介質(zhì)，連接通信的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，實現(xiàn)比特流的透明傳輸，為數(shù)據(jù)鏈路層提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。（2）在本實驗中，數(shù)據(jù)和信號分別體現(xiàn)在 OSI參考模型的什么位置？兩者之間有何區(qū)別？ 答：數(shù)據(jù)體現(xiàn)在數(shù)據(jù)鏈路層，信號體現(xiàn)在物理層。兩者區(qū)別在：數(shù)據(jù)鏈路層：為網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)的，解決兩個相鄰結(jié)點之間的通信問題，傳送的協(xié)議數(shù)據(jù)單元稱為數(shù)據(jù)幀。物理層：OSI模型的最底層。它提出了網(wǎng)絡(luò)的物理特性，比如連接的電纜類型。這里是二進制值0和1的世界，也就是數(shù)據(jù)以信號的電特性（高低電平）來表示。（3）什么是波特率？為何兩臺 PC 的波特率不同就不能正常通信？ 答：波特率又稱調(diào)制速率、傳碼速率，記為Nbd，是指在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，每秒鐘傳輸信號碼元個數(shù)，單位是波特