RS232通訊協(xié)議

1、RS232 通訊協(xié)議基本結(jié)構(gòu)波特率 9600 bit/s , 8bit ,1位停止，無(wú)校驗(yàn)位格式0EBH，地址，命令，長(zhǎng)度（n），數(shù)據(jù) 1 ,數(shù)據(jù)n,冗余說(shuō)明：0EBH 為幀起始位長(zhǎng)度小于輸出端口數(shù)冗余=地址+命令+長(zhǎng)度+數(shù)1+-+數(shù)n如果冗余 =0EBH ，為防止與幀起始位相同，則發(fā)送反碼，即冗余 =14H當(dāng)接收正確時(shí)，1） 在命令 1， 2， 5， 6時(shí)，回送 0EBH ，地址，命令， 01H， 0FAH ，冗余，并執(zhí)行命令。 2 ） 在命令 3， 4， 7 時(shí)，回送相應(yīng)信息。當(dāng)接收不正確時(shí)，1） 地址正確，冗余不正確，回送 0EBH ，地址，命令， 01H ， 0F5H ，冗余。2 ）

2、地址不正確，不回送任何信息。串口通訊通信協(xié)議所謂通信協(xié)議是指通信雙方的一種約定。約定包括對(duì)數(shù)據(jù)格式、同步方式、傳送速度、傳送步驟、檢 糾錯(cuò)方式以及控制字符定義等問(wèn)題做出統(tǒng)一規(guī)定，通信雙方必須共同遵守。因此，也叫做通信控制規(guī)程， 或稱傳輸控制規(guī)程，它屬于 ISO'S OSI 七層參考模型中的數(shù)據(jù)鏈路層。目前，采用的通信協(xié)議有兩類：異步協(xié)議和同步協(xié)議。同步協(xié)議又有面向字符和面向比特以及面向字 節(jié)計(jì)數(shù)三種。其中，面向字節(jié)計(jì)數(shù)的同步協(xié)議主要用于DEC公司的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中。一、物理接口標(biāo)準(zhǔn)1. 串行通信接口的基本任務(wù)（1）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式化：因?yàn)閬?lái)自 CPU的是普通的并行數(shù)據(jù)，所以，接口電路應(yīng)具有實(shí)

3、現(xiàn)不同串行通信 方式下的數(shù)據(jù)格式化的任務(wù)。在異步通信方式下，接口自動(dòng)生成起止式的幀數(shù)據(jù)格式。在面向字符的同步 方式下，接口要在待傳送的數(shù)據(jù)塊前加上同步字符。（2）進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換：串行傳送，數(shù)據(jù)是一位一位串行傳送的，而計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)是并行數(shù)據(jù)。所以 當(dāng)數(shù)據(jù)由計(jì)算機(jī)送至數(shù)據(jù)發(fā)送器時(shí)，首先把串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)才能送入計(jì)算機(jī)處理。因此串并轉(zhuǎn)換是 串行接口電路的重要任務(wù)。（3）控制數(shù)據(jù)傳輸速率： 串行通信接口電路應(yīng)具有對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率波特率進(jìn)行選擇和控制的能力。（4）進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)： 在發(fā)送時(shí)接口電路對(duì)傳送的字符數(shù)據(jù)自動(dòng)生成奇偶校驗(yàn)位或其他校驗(yàn)碼。在接收 時(shí)，接口電路檢查字符的奇偶校驗(yàn)或其他校驗(yàn)碼，確定是否

4、發(fā)生傳送錯(cuò)誤。（5）進(jìn)行TTL與EIA電平轉(zhuǎn)換：CPU和終端均采用TTL電平及正邏輯，它們與 EIA采用的電平及負(fù)邏 輯不兼容，需在接口電路中進(jìn)行轉(zhuǎn)換。（6） 提供EIA-RS-232C接口標(biāo)準(zhǔn)所要求的信號(hào)線：遠(yuǎn)距離通信采用MODE時(shí)，需要9根信號(hào)線；近距 離零MODE方式，只需要3根信號(hào)線。這些信號(hào)線由接口電路提供， 以便與MODE或終端進(jìn)行聯(lián)絡(luò)與控制。2、串行通信接口電路的組成為了完成上述串行接口的任務(wù)，串行通信接口電路一般由可編程的串行接口芯片、波特率發(fā)生器、EIA與TTL電平轉(zhuǎn)換器以及地址譯碼電路組成。其中，串行接口芯片，隨著大規(guī)模繼承電路技術(shù)的發(fā)展，通用 的同步（USRT）和異步（U

5、ART接口芯片種類越來(lái)越多，如下表所示。它們的基本功能是類似的，都能實(shí)現(xiàn) 上面提岀的串行通信接口基本任務(wù)的大部分工作，且都是可編程的。才用這些芯片作為串行通信接口電路 的核心芯片，會(huì)使電路結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。-H- LJL 心片同步（USRT）異步（UART）（起止式）傳輸速率b/s面向字符HDLC同步異步INS825056KMC68501MMC6852J1.5MMC6854-t1.5MIn t8251AJ64K19.2KIn t8273464KZ-80 SIO4800K3. 有關(guān)串行通信的物理標(biāo)準(zhǔn)為使計(jì)算機(jī)、電話以及其他通信設(shè)備互相溝通，現(xiàn)在，已經(jīng)對(duì)串行通信建立了幾個(gè)一致的概念和標(biāo)準(zhǔn)，這些概念和標(biāo)

6、準(zhǔn)屬于三個(gè)方面：傳輸率，電特性，信號(hào)名稱和接口標(biāo)準(zhǔn)。1、傳輸率：所謂傳輸率就是指每秒傳輸多少位，傳輸率也常叫波特率。國(guó)際上規(guī)定了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)波特率系列，標(biāo)準(zhǔn)波特率也是最常用的波特率，標(biāo)準(zhǔn)波特率系列為110、300、600、1200、4800、9600和19200。大多數(shù)CRT終端都能夠按110到9600范圍中的任何一種波特率工作。 打印機(jī)由于機(jī)械速度比較慢而使傳輸 波特率受到限制，所以，一般的串行打印機(jī)工作在110波特率，點(diǎn)針式打印機(jī)由于其內(nèi)部有較大的行緩沖區(qū)，所以可以按高達(dá)2400波特的速度接收打印信息。大多數(shù)接口的接收波特率和發(fā)送波特率可以分別設(shè)置， 而且，可以通過(guò)編程來(lái)指定。2、 RS-23

7、2-C標(biāo)準(zhǔn)：RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)對(duì)兩個(gè)方面作了規(guī)定，即信號(hào)電平標(biāo)準(zhǔn)和控制信號(hào)線的定義。 RS-232 -C采用負(fù)邏輯規(guī)定邏輯電平， 信號(hào)電平與通常的 TTL電平也不兼容，RS-232-C將-5V-15V規(guī)定為“1”， +5V+15V規(guī)定為“ 0”。圖1是TTL標(biāo)準(zhǔn)和RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)之間的電平轉(zhuǎn)換。、軟件協(xié)議1.OSI協(xié)議和TCP/IP協(xié)議ait表示層老示啟會(huì)話層會(huì)話層網(wǎng)緒層數(shù)據(jù)毬IS層TZJZwas件)(1) OSI協(xié)議OSI七層參考模型不是通訊標(biāo)準(zhǔn)，它只給岀一個(gè)不會(huì)由于技術(shù)發(fā)展而必須修改的穩(wěn)定模型，使有關(guān)標(biāo) 準(zhǔn)和協(xié)議能在模型定義的范圍內(nèi)開(kāi)發(fā)和相互配合。一般的通訊協(xié)議只符合 OSI七層模型

8、的某幾層，女口： EIA-RS-232-C :實(shí)現(xiàn)了物理層。IBM的SDLC(同 步數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程)：數(shù)據(jù)鏈路層。 ANSI的ADCCP(先進(jìn)數(shù)據(jù)通訊規(guī)程)：數(shù)據(jù)鏈路層 IBM的BSC (二 進(jìn)制同步通訊協(xié)議)：數(shù)據(jù)鏈路層。應(yīng)用層的電子郵件協(xié)議SMTPH負(fù)責(zé)寄信、POP3只負(fù)責(zé)收信。(2) TCP/IP 協(xié)議實(shí)現(xiàn)了五層協(xié)議。(1) 物理層：對(duì)應(yīng) OSI的物理層。(2) 網(wǎng)絡(luò)接口層：類似于 OSI的數(shù)據(jù)鏈路層。(3) Internet層：OSI模型在Internet網(wǎng)使用前提出，未考慮網(wǎng)間連接。(4) 傳輸層：對(duì)應(yīng) OSI的傳輸層。(5) 應(yīng)用層：對(duì)應(yīng) OSI的表示層和應(yīng)用層。2.串行通信協(xié)議

9、串行通信協(xié)議分同步協(xié)議和異步協(xié)議。(1) 異步通信協(xié)議的實(shí)例一一起止式異步協(xié)議me起0/1'宀0/10/10/1C/10/1o/l助10/10/10/10/1低也高位特點(diǎn)與格式:起止式異步協(xié)議的特點(diǎn)是一個(gè)字符一個(gè)字符傳輸，并且傳送一個(gè)字符總是以起始位開(kāi)始，以停止位結(jié) 束，字符之間沒(méi)有固定的時(shí)間間隔要求。其格式如圖3所示。每一個(gè)字符的前面都有一位起始位（低電平，邏輯值0），字符本身有57位數(shù)據(jù)位組成，接著字符后面是一位校驗(yàn)位（也可以沒(méi)有校驗(yàn)位），最后是 一位，或意味半，或二位停止位，停止位后面是不定長(zhǎng)度的空閑位。停止位和空閑位都規(guī)定為高電平（邏 輯值），這樣就保證起始位開(kāi)始處一定有一個(gè)下

10、跳沿。從圖中可以看出，這種格式是靠起始位和停止位來(lái)實(shí)現(xiàn)字符的界定或同步的，故稱為起始式協(xié)議。傳 送時(shí)，數(shù)據(jù)的低位在前，高位在后，圖4表示了傳送一個(gè)字符 E的ASCAII碼的波形1010001。當(dāng)把它的最低有效位寫到右邊時(shí)，就是 E的ASCII碼100010仁45H。 奇校停止飯0 1 0 1 0 0 0 1 0 1圖4起/止位的作用：起始位實(shí)際上是作為聯(lián)絡(luò)信號(hào)附加進(jìn)來(lái)的，當(dāng)它變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，告訴收方傳送開(kāi)始。它的到來(lái)，表示下面接著是數(shù)據(jù)位來(lái)了，要準(zhǔn)備接收。而停止位標(biāo)志一個(gè)字符的結(jié)束，它的岀現(xiàn)，表示一 個(gè)字符傳送完畢。這樣就為通信雙方提供了何時(shí)開(kāi)始收發(fā)，何時(shí)結(jié)束的標(biāo)志。傳送開(kāi)始前，發(fā)收雙方把所 采

11、用的起止式格式（包括字符的數(shù)據(jù)位長(zhǎng)度，停止位位數(shù)，有無(wú)校驗(yàn)位以及是奇校驗(yàn)還是偶校驗(yàn)等）和數(shù) 據(jù)傳輸速率作統(tǒng)一規(guī)定。傳送開(kāi)始后，接收設(shè)備不斷地檢測(cè)傳輸線，看是否有起始位到來(lái)。當(dāng)收到一系列 的“T （停止位或空閑位）之后，檢測(cè)到一個(gè)下跳沿，說(shuō)明起始位岀現(xiàn)，起始位經(jīng)確認(rèn)后，就開(kāi)始接收所 規(guī)定的數(shù)據(jù)位和奇偶校驗(yàn)位以及停止位。經(jīng)過(guò)處理將停止位去掉，把數(shù)據(jù)位拼裝成一個(gè)并行字節(jié)，并且經(jīng) 校驗(yàn)后，無(wú)奇偶錯(cuò)才算正確的接收一個(gè)字符。一個(gè)字符接收完畢，接收設(shè)備有繼續(xù)測(cè)試傳輸線，監(jiān)視“0”電平的到來(lái)和下一個(gè)字符的開(kāi)始，直到全部數(shù)據(jù)傳送完畢。由上述工作過(guò)程可看到，異步通信是按字符傳輸?shù)?，每傳輸一個(gè)字符，就用起始位來(lái)通知

12、收方，以此 來(lái)重新核對(duì)收發(fā)雙方同步。若接收設(shè)備和發(fā)送設(shè)備兩者的時(shí)鐘頻率略有偏差，這也不會(huì)因偏差的累積而導(dǎo) 致錯(cuò)位，加之字符之間的空閑位也為這種偏差提供一種緩沖，所以異步串行通信的可靠性高。但由于要在 每個(gè)字符的前后加上起始位和停止位這樣一些附加位，使得傳輸效率變低了，只有約80%因此，起止協(xié)議一般用在數(shù)據(jù)速率較慢的場(chǎng)合（小于19.2kbit/s ）。在高速傳送時(shí)，一般要采用同步協(xié)議。（2）面向字符的同步協(xié)議特點(diǎn)與格式：這種協(xié)議的典型代表是IBM公司的二進(jìn)制同步通信協(xié)議（BSC）。它的特點(diǎn)是一次傳送由 若干個(gè)字符組成的數(shù)據(jù)塊，而不是只傳送一個(gè)字符， 并規(guī)定了 10個(gè)字符作為這個(gè)數(shù)據(jù)塊的開(kāi)頭與結(jié)束

13、標(biāo)志以及整個(gè)傳輸過(guò)程的控制信息，它們也叫做通信控制字。由于被傳送的數(shù)據(jù)塊是由字符組成，故被稱作面 向字符的協(xié)議。特定字符（控制字符）的定義：由上面的格式可以看岀，數(shù)據(jù)塊的前后都加了幾個(gè)特定字符。SYN是同步字符（synchronous Character ），每一幀開(kāi)始處都有 SYN加一個(gè)SYN的稱單同步，加兩個(gè) SYN的稱 雙同步設(shè)置同步字符是起聯(lián)絡(luò)作用，傳送數(shù)據(jù)時(shí)，接收端不斷檢測(cè)，一旦岀現(xiàn)同步字符，就知道是一幀開(kāi)始了。接著的SOH是序始字符（Start Of Header），它表示標(biāo)題的開(kāi)始。標(biāo)題中包括院地址、目的地址和路 由指示等信息。STX是文始字符（Start Of Text ），它

14、標(biāo)志著傳送的正文（數(shù)據(jù)塊）開(kāi)始。數(shù)據(jù)塊就是被 傳送的正文內(nèi)容，由多個(gè)字符組成。數(shù)據(jù)塊后面是組終字符ETB （End Of Transmission Block ）或文終字符ETX（End Of Text），其中ETB用在正文很長(zhǎng)、需要分成若干個(gè)分?jǐn)?shù)據(jù)塊、分別在不同幀中發(fā)送的場(chǎng)合， 這時(shí)在每個(gè)分?jǐn)?shù)據(jù)塊后面用文終字符ETXo 幀的最后是校驗(yàn)碼，它對(duì)從SOH開(kāi)始到ETX（或ETB字段進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)方式可以是縱橫奇偶校驗(yàn)或CRC另外，在面向字符協(xié)議中還采用了一些其他通信控制字，它們的名稱如下表所示：名稱ASCIIEBCDIC序始(SOH)000000100000001文始（STX）0000010000

15、00010組終(ETB)001011100100110文終（ETX）000001100000011同步(SYN)001011000110010送畢(EOT)000010000110111詢問(wèn)(ENQ)000010100101101確認(rèn)(ACK)000011000101110否認(rèn)(NAK)001010100111101轉(zhuǎn)義(DLE)001000000010000數(shù)據(jù)透明的實(shí)現(xiàn)：面向字符的同步協(xié)議，不象異步起止協(xié)議那樣，需要在每個(gè)字符前后附加起始和停 止位，因此，傳輸效率提高了。同時(shí)，由于采用了一些傳輸控制字，故增強(qiáng)了通信控制能力和校驗(yàn)功能。 但也存在一些問(wèn)題，例如，如何區(qū)別數(shù)據(jù)字符代碼和特定字符

16、代碼的問(wèn)題，因?yàn)樵跀?shù)據(jù)塊中完全有可能岀 現(xiàn)與特定字符代碼相同的數(shù)據(jù)字符，這就會(huì)發(fā)生誤解。比如正文有個(gè)與文終字符ETX的代碼相同的數(shù)據(jù)字符，接收端就不會(huì)把它當(dāng)作為普通數(shù)據(jù)處理，而誤認(rèn)為是正文結(jié)束，因而產(chǎn)生差錯(cuò)。因此，協(xié)議應(yīng)具有將 特定字符作為普通數(shù)據(jù)處理的能力，這種能力叫做“數(shù)據(jù)透明”。為此，協(xié)議中設(shè)置了轉(zhuǎn)移字符DLE(DataLink Escape)。當(dāng)把一個(gè)特定字符看成數(shù)據(jù)時(shí)，在它前面要加一個(gè)DLE這樣接收器收到一個(gè) DLE就可預(yù)知下一個(gè)字符是數(shù)據(jù)字符，而不會(huì)把它當(dāng)作控制字符來(lái)處理了。DLE本身也是特定字符，當(dāng)它岀現(xiàn)在數(shù)據(jù)塊中時(shí)，也要在它前面加上另一個(gè)DLEo這種方法叫字符填充。字符填充實(shí)現(xiàn)

17、起來(lái)相當(dāng)麻煩，且依賴于字符的編碼。正是由于以上的缺點(diǎn)，故又產(chǎn)生了新的面向比特的同步協(xié)議。(3) 面向比特的同步協(xié)議特點(diǎn)與格式：面向比特的協(xié)議中最具有代表性的是IBM的同步數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程SDLC(SynchronousData Link Control),國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO(lnternational Standard Organization)的高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程 HDLC( High Level Data link Control), 美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(Americal National Standard Institute) 的先進(jìn)數(shù)據(jù)通信規(guī)程 ADCCP(Advanced Dat

18、a Communication Control Procedure)。這些協(xié)議的特點(diǎn)是所傳輸?shù)囊粠瑪?shù)據(jù)可以是任意位，而且它是靠約定的位組合模式，而不是靠特定字符來(lái)標(biāo)志幀的開(kāi)始和結(jié)束， 故稱“面向比特”的協(xié)議。這中協(xié)議的一般幀格式如圖5所示：8ti 辿 辿彥啦 1砸迪011111101AC101111110曲址場(chǎng)所幀信息的分段：由圖5可見(jiàn)，SDLC/HDLC勺一幀信息包括以下幾個(gè)場(chǎng)(Filed )，所有場(chǎng)都是從有效位 開(kāi)始傳送。(1) SDLC/HDLCB志字符：SDLC/HDLO議規(guī)定，所有信息傳輸必須以一個(gè)標(biāo)志字符開(kāi)始，且以同一個(gè)字符結(jié)束。這個(gè)標(biāo)志字符是01111110,稱標(biāo)志場(chǎng)(F) o從

19、開(kāi)始標(biāo)志到結(jié)束標(biāo)志之間構(gòu)成一個(gè)完整的信息單位，稱為一幀(Frame)。所有的信息是以幀的形傳輸?shù)?，而?biāo)志字符提供了每一幀的邊界。接收端可以通 過(guò)搜索“ 01111110”來(lái)探知幀的開(kāi)頭和結(jié)束，以此建立幀同步。(2) 地址場(chǎng)和控制場(chǎng)：在標(biāo)志場(chǎng)之后，可以有一個(gè)地址場(chǎng)A(Address )和一個(gè)控制場(chǎng) C(Control)。地址場(chǎng)用來(lái)規(guī)定與之通信的次站的地址?？刂茍?chǎng)可規(guī)定若干個(gè)命令。SDLC規(guī)定A場(chǎng)和C場(chǎng)的寬度為8位或16位。接收方必須檢查每個(gè)地址字節(jié)的第一位，如果為“0”，則后面跟著另一個(gè)地址字節(jié)；若為“ 1 ”，則該字節(jié)就是最后一個(gè)地址字節(jié)。同理，如果控制場(chǎng)第一個(gè)字節(jié)的第一位為為“0”，則還有第二個(gè)控制場(chǎng)字節(jié)，否則就只有一個(gè)字節(jié)。(3) 信息場(chǎng)：跟在控制場(chǎng)之后的是信息場(chǎng)I(Information) 。I場(chǎng)包含有要傳送的數(shù)據(jù)，并不是每一幀都必須有信息場(chǎng)。即數(shù)據(jù)場(chǎng)可以為0，當(dāng)它為0時(shí)，則這一幀主要是控制命令