RS232串口作業(yè)

1、RS232串口通信一、RS232總線是什么？ 個(gè)人計(jì)算機(jī)上的通訊接口之一，由電子工業(yè)協(xié)會(Electronic Industries Association，EIA) 所制定的異步傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口。通常 RS-232 接口以9個(gè)引腳 (DB-9) 或是25個(gè)引腳 (DB-25) 的型態(tài)出現(xiàn)，一般個(gè)人計(jì)算機(jī)上會有兩組 RS-232 接口，分別稱為 COM1 和 COM2。RS-232-C是美國電子工業(yè)協(xié)會EIA（Electronic Industry Association）制定的一種串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)。RS是英文“推薦標(biāo)準(zhǔn)”的縮寫，232為標(biāo)識號，C表示修改次數(shù)。RS-232-C總線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)有25條信

2、號線，包括一個(gè)主通道和一個(gè)輔助通道。在多數(shù)情況下主要使用主通道，對于一般雙工通信，僅需幾條信號線就可實(shí)現(xiàn)，如一條發(fā)送線、一條接收線及一條地線。RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸速率為50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400波特。RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，驅(qū)動(dòng)器允許有2500pF的電容負(fù)載，通信距離將受此電容限制，例如，采用150pF/m的通信電纜時(shí)，最大通信距離為15m；若每米電纜的電容量減小，通信距離可以增加。傳輸距離短的另一原因是RS-232屬單端信號傳送，存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問題，因此一般用于20m以內(nèi)的通信。

3、 rs232（9針）接口電氣特性EIA-RS-232C對電氣特性、邏輯電平和各種信號線功能都作了規(guī)定。在TxD和RxD上：邏輯1(MARK)=-3V-15V邏輯0(SPACE)=+3+15V在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上：信號有效（接通，ON狀態(tài)，正電壓）=+3V+15V信號無效（斷開，OFF狀態(tài)，負(fù)電壓）=-3V-15V以上規(guī)定說明了RS-232C標(biāo)準(zhǔn)對邏輯電平的定義。對于數(shù)據(jù)（信息碼）：邏輯“1”（傳號）的電平低于-3V，邏輯“0”（空號）的電平高于+3V；對于控制信號；接通狀態(tài)（ON）即信號有效的電平高于+3V，斷開狀態(tài)（OFF）即信號無效的電平低于-3V，也就是當(dāng)傳

4、輸電平的絕對值大于3V時(shí)，電路可以有效地檢查出來，介于-3+3V之間的電壓無意義，低于-15V或高于+15V的電壓也認(rèn)為無意義，因此，實(shí)際工作時(shí)，應(yīng)保證電平在±（315）V之間。EIA RS-232C 與TTL轉(zhuǎn)換：EIA RS-232C 是用正負(fù)電壓來表示邏輯狀態(tài)，與TTL以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因此，為了能夠同計(jì)算機(jī)接口或終端的TTL器件連接，必須在EIA RS-232C 與TTL電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換。實(shí)現(xiàn)這種變換的方法可用分立元件，也可用集成電路芯片。目前較為廣泛地使用集成電路轉(zhuǎn)換器件，如MC1488、SN75150芯片可完成TTL電平到EIA電平的轉(zhuǎn)換，

5、而MC1489、SN75154可實(shí)現(xiàn)EIA電平到TTL電平的轉(zhuǎn)換。MAX232芯片可完成TTLEIA雙向電平轉(zhuǎn)換。缺點(diǎn)：（1）接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因?yàn)榕cTTL電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL電路連接。（2）傳輸速率較低，在異步傳輸時(shí)，波特率為20Kbps；因此在CPLD開發(fā)板中，綜合程序波特率只能采用19200，也是這個(gè)原因。（3）接口使用一根信號線和一根信號返回線而構(gòu)成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。（4）傳輸距離有限，最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為50英尺，實(shí)際上也只能用在15米左右。2、 通信的分類： 通信的含義是什么？通信，指

6、人與人或人與自然之間通過某種行為或媒介進(jìn)行的信息交流與傳遞，從廣義上指需要信息的雙方或多方在不違背各自意愿的情況下無論采用何種方法，使用何種媒質(zhì)，將信息從某方準(zhǔn)確安全傳送到另方。1 按傳輸媒質(zhì)分類有線通信：是指傳輸媒質(zhì)為導(dǎo)線、電纜、光纜、波導(dǎo)、納米材料等形式的通信，其特點(diǎn)是媒質(zhì)能看得見，摸得著(明線通信、電纜通信、光纜通信、光纖光纜通信)無線通信：是指傳輸媒質(zhì)看不見、摸不著(如電磁波)的一種通信形式(微波通信、短波通信、 移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信、 散射通信)2 按信道中傳輸?shù)男盘柗诸惸M信號：凡信號的某一參量(如連續(xù)波的振幅、頻率、相位， 脈沖波的振幅、寬度、位置等)可以取無限多個(gè)數(shù)值，且直接與消

7、息相對應(yīng)的，模擬信號有時(shí)也稱連續(xù)信號。 這個(gè)連續(xù)是指信號的某一參量可以連續(xù)變化。數(shù)字信號：凡信號的某一參量只能取有限個(gè)數(shù)值，并且常常不直接與消息相對應(yīng)的，也稱離散信號。3 按工作頻段分類長波通信。中波通信。短波通信。微波通信。4 按調(diào)制方式分類基帶傳輸：是指信號沒有經(jīng)過調(diào)制而直接送到信道中去傳輸?shù)耐ㄐ欧绞筋l帶傳輸：是指信號經(jīng)過調(diào)制后再送到信道中傳輸，接收端有相應(yīng)解調(diào)措施的通信方式5按按通信雙方的分工及數(shù)據(jù)傳輸方向分類對于點(diǎn)對點(diǎn)之間的通信，按消息傳送的方向，通信方式可分為單工通信、半雙工通信及全雙工通信三種。所謂單工通信，是指消息只能單方向進(jìn)行傳輸?shù)囊环N通信工作方式。單工通信的例子很多，如廣播、

8、遙控、無線尋呼等。這里，信號（消息）只從廣播發(fā)射臺、遙控器和無線尋呼中心分別傳到收音機(jī)、遙控對象和BP 機(jī)上。所謂半雙工通信方式，是指通信雙方都能收發(fā)消息，但不能同時(shí)進(jìn)行收和發(fā)的工作方式。對講機(jī)、收發(fā)報(bào)機(jī)等都是這種通信方式。所謂全雙工通信，是指通信雙方可同時(shí)進(jìn)行雙向傳輸消息的工作方式。在這種方式下，雙方都可同時(shí)進(jìn)行收發(fā)消息。很明顯，全雙工通信的信道必須是雙向信道。生活中全雙工通信的例子非常多，如普通電話、手機(jī)等。6:、串行傳輸與并行傳輸串行傳輸：串行傳輸是指數(shù)據(jù)的二進(jìn)制代碼在一條物理信道上以位為單位按時(shí)間順序逐位傳輸?shù)姆绞健４袀鬏敃r(shí)，發(fā)送端逐位發(fā)送，接收端逐位接受，同時(shí)，還要對所接受的字符進(jìn)

9、行確認(rèn)，所以收發(fā)雙方要采取同步措施。串行傳輸相對并行傳輸而言，傳輸速度慢，但只需一條物理信道，線路投資小，易于實(shí)現(xiàn)，特別適合遠(yuǎn)距離傳輸。串行傳輸是目前數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕绞?。?shù)據(jù)的傳輸在一條信號線路上按位進(jìn)行的傳輸方式。并行傳輸：并行傳輸是在傳輸中有多個(gè)數(shù)據(jù)位同時(shí)在設(shè)備之間進(jìn)行的傳輸.一個(gè)編了碼的字符通常是由若干位二進(jìn)制數(shù)表示,如用ASCII碼編碼的符號是由8位二進(jìn)制數(shù)表示的,則并行傳輸ASCII編碼符號就需要8個(gè)傳輸信道,使表示一個(gè)符號的所有數(shù)據(jù)位能同時(shí)沿著各自的信道并排的傳輸.并行傳輸時(shí)，一次可以傳一個(gè)字符，收發(fā)雙方不存在同步的問題。而且速度快、控制方式簡單。但是，并行傳輸需要多個(gè)物理通道。所

10、以并行傳輸只適合于短距離、要求傳輸速度快的場合使用。三、串行通信的有關(guān)問題：同步通信同步通信是一種連續(xù)串行傳送數(shù)據(jù)的通信方式，一次通信只傳送一幀信息。這里的信息幀與異步通信中的字符幀不同，通常含有若干個(gè)數(shù)據(jù)字符。它們均由同步字符、數(shù)據(jù)字符和校驗(yàn)字符（CRC）組成。其中同步字符位于幀開頭，用于確認(rèn)數(shù)據(jù)字符的開始。數(shù)據(jù)字符在同步字符之后，個(gè)數(shù)沒有限制，由所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊長度來決定；校驗(yàn)字符有1到2個(gè)，用于接收端對接收到的字符序列進(jìn)行正確性的校驗(yàn)。同步通信的缺點(diǎn)是要求發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘保持嚴(yán)格的同步。異步通信異步通信中，在異步通信中有兩個(gè)比較重要的指標(biāo)：字符幀格式和波特率。數(shù)據(jù)通常以字符或者字節(jié)為單

11、位組成字符幀傳送。字符幀由發(fā)送端逐幀發(fā)送，通過傳輸線被接收設(shè)備逐幀接收。發(fā)送端和接收端可以由各自的時(shí)鐘來控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，這兩個(gè)時(shí)鐘源彼此獨(dú)立，互不同步。接收端檢測到傳輸線上發(fā)送過來的低電平邏輯"0"（即字符幀起始位）時(shí)，確定發(fā)送端已開始發(fā)送數(shù)據(jù)，每當(dāng)接收端收到字符幀中的停止位時(shí)，就知道一幀字符已經(jīng)發(fā)送完畢。數(shù)據(jù)傳輸率數(shù)據(jù)傳輸率是指單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘?，可用比特率和波特率來表示。比特率：比特率是指每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)，用bps（bit/s)表示。波特率：波特率是指每秒傳輸?shù)姆枖?shù)，若每個(gè)符號所含的信息量為1比特，則波特率等于比特率。在計(jì)算機(jī)中，一個(gè)符號的含義為高低電平

12、，它們分別代表邏輯“1”和邏輯“0”，所以每個(gè)符號所含的信息量剛好為1比特，因此在計(jì)算機(jī)通信中，常將比特率稱為波特率，即：1波特（B）= 1比特（bit）= 1位/秒（1bps） 例如:電傳打字機(jī)最快傳輸率為每秒10個(gè)字符/秒，每個(gè)字符包含11個(gè)二進(jìn)制位,則數(shù)據(jù)傳輸率為:11位/字符×10個(gè)字符/秒=110位/秒=110波特（Baud）計(jì)算機(jī)中常用的波特率是：110、300、600、1200、2400、4800、9600、19200、28800、33600，目前最高可達(dá)56Kbps.位時(shí)間Td位時(shí)間是指傳送一個(gè)二進(jìn)制位所需時(shí)間，用Td 表示。Td = 1/波特率 = 1/B例如：B=

13、110波特/秒 ， 則Td = 1/110 0.0091ms發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘在串行通信中，二進(jìn)制數(shù)據(jù)以數(shù)字信號的信號形式出現(xiàn),不論是發(fā)送還是接收，都必須有時(shí)鐘信號對傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行定位。在TTL標(biāo)準(zhǔn)表示的二進(jìn)制數(shù)中，傳輸線上高電平表示二進(jìn)制1，低電平表示二進(jìn)制0，且每一位持續(xù)時(shí)間是固定的，由發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘的頻率決定。 發(fā)送時(shí)鐘發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，先將要發(fā)送的數(shù)據(jù)送入移位寄存器，然后在發(fā)送時(shí)鐘的控制下，將該并行數(shù)據(jù)逐位移位輸出。通常是在發(fā)送時(shí)鐘的下降沿將移位寄存器中的數(shù)據(jù)串行輸出，每個(gè)數(shù)據(jù)位的時(shí)間間隔由發(fā)送時(shí)鐘的周期來劃分。 接收時(shí)鐘在接收串行數(shù)據(jù)時(shí)，接收時(shí)鐘的上升沿對接收數(shù)據(jù)采樣，進(jìn)行數(shù)據(jù)位檢測，

14、并將其移入接收器的移位寄存器中，最后組成并行數(shù)據(jù)輸出。 波特率因子接收時(shí)鐘和發(fā)送時(shí)鐘與波特率有如下關(guān)系：F = n × B 這里F 是發(fā)送時(shí)鐘或接收時(shí)鐘的頻率; B 是數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈剩?n 稱為波特率因子。設(shè)發(fā)送或接收時(shí)鐘的周期為Tc，頻率為F的位傳輸時(shí)間為Td，則： Tc = 1/F , Td = 1/B 得到： Tc = Td /n 在實(shí)際串行通信中，波特率因子可以設(shè)定。在異步傳送時(shí)，n = 1，16，64，實(shí)際常采用n = 16，即發(fā)送或接收時(shí)鐘的頻率要比數(shù)據(jù)傳送的波特率高n倍。在同步通信時(shí)，波特率因子n必須等于1。4、 異步通信協(xié)議：1、串行異步通信時(shí)的數(shù)據(jù)格式異步方式通信

15、ASYNC（Asynchronous Data Communication）,又稱起止式異步通信，是計(jì)算機(jī)通信中最常用的數(shù)據(jù)信息傳輸方式。它是以字符為單位進(jìn)行傳輸?shù)模址g沒有固定的時(shí)間間隔要求，而每個(gè)字符中的各位則以固定的時(shí)間傳送。收、發(fā)雙方取得同步的方法是采用在字符格式中設(shè)置起始位和停止位。在一個(gè)有效字符正式發(fā)送前，發(fā)送器先發(fā)送一個(gè)起始位，然后發(fā)送有效字符位，在字符結(jié)束時(shí)再發(fā)送一個(gè)停止位，起始位至停止位構(gòu)成一幀。串行異步傳輸時(shí)的數(shù)據(jù)格式： 起始位：起始位必須是持續(xù)一個(gè)比特時(shí)間的邏輯“0”電平，標(biāo)志傳送一個(gè)字符的開始。 數(shù)據(jù)位：數(shù)據(jù)位為5-8位，它緊跟在起始位之后，是被傳送字符的有效數(shù)據(jù)位

16、。傳送時(shí)先傳送字符的低位，后傳送字符的高位。數(shù)據(jù)位究竟是幾位，可由硬件或軟件來設(shè)定。 奇偶位：奇偶校驗(yàn)位僅占一位，用于進(jìn)行奇校驗(yàn)或偶校驗(yàn)，也可以不設(shè)奇偶位。 停止位：停止位為1位、1.5位或2位，可有軟件設(shè)定。它一定是邏輯“1”電平，標(biāo)志著傳送一個(gè)字符的結(jié)束。 空閑位：空閑位表示線路處于空閑狀態(tài)，此時(shí)線路上為邏輯“1”電平?？臻e位可以沒有，此時(shí)異步傳送的效率為最高。2、串行異步通信時(shí)的數(shù)據(jù)接收串行異步通信時(shí)，接收方不斷地檢測或監(jiān)視串行輸入線上的電平變化，當(dāng)檢測到有效起始位出現(xiàn)時(shí)，便知道接著是有效字符位的到來，并開始接收有效字符，當(dāng)檢測到停止位時(shí)，就知道傳輸?shù)淖址Y(jié)束了。經(jīng)過一段隨機(jī)時(shí)間間隔之后

17、，又進(jìn)行下一個(gè)字符的傳送過程。 通常接收端的采樣時(shí)鐘周期要比傳輸字符的位周期短，常用的采樣時(shí)鐘頻率為位頻率的16倍，采取這種措施是為了提高抗干擾能力，參看圖8.19所示。從圖中可知，傳輸字符的位周期Td等于采樣時(shí)鐘周期Tc的16倍。接收器的采樣時(shí)鐘的每個(gè)上升沿對輸入信號進(jìn)行采樣，檢驗(yàn)接收數(shù)據(jù)線上的低電平是否保持8或9個(gè)連續(xù)的時(shí)鐘周期，以確定傳輸線上的低電平是否是真的起始位。這樣就可以避免噪聲干擾引起的誤操作，從而刪除假的起始位。相當(dāng)精確地確定起始位的中間點(diǎn)，從而提供一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)，從這個(gè)基準(zhǔn)開始，每隔16個(gè)Tc對其余數(shù)據(jù)位采樣，以確保傳輸數(shù)據(jù)的正確性。異步通信的特點(diǎn)： 起止式異步通信協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)

18、對收發(fā)雙方的時(shí)鐘同步要求不高，即使收、發(fā)雙方的時(shí)鐘頻率存在一定偏差，只要不使接收器在一個(gè)字符的起始位之后的采樣出現(xiàn)錯(cuò)位現(xiàn)象，則數(shù)據(jù)傳輸仍可正常進(jìn)行。因此，異步通信的發(fā)送器和接收器可以不用共同的時(shí)鐘，通信的雙方可以各自使用自己的本地時(shí)鐘。 實(shí)際應(yīng)用中，串行異步通信的數(shù)據(jù)格式，包括數(shù)據(jù)位的位數(shù)、校驗(yàn)位的設(shè)置以及停止位的位數(shù)都可以根據(jù)實(shí)際需要，通過可編程串行接口電路，用軟件命令的方式進(jìn)行設(shè)置。在不同傳輸系統(tǒng)中，這些通信格式的設(shè)定完全可以不同；但在同一個(gè)傳輸系統(tǒng)的發(fā)送方和接收方的設(shè)定必須一致，否則將會由于收、發(fā)雙方約定的不一致而造成數(shù)據(jù)傳輸?shù)腻e(cuò)誤與混亂。 串行異步通信中，為發(fā)送一個(gè)字符需要一些附加的信

19、息位，如起始位、校驗(yàn)位和停止位等。這些附加信息位不是有效信息本身，它們被稱為額外開銷或通信開銷，這種額外開銷使通信效率降低。例如一個(gè)字符由7位組成，加上一位起始位、一位校驗(yàn)位和一位停止位 ，發(fā)送一個(gè)字符必須發(fā)送10位，而其中只有7位是有效的，其余3位不是有效的，使通信能力的30%成了額外開銷。所以異步通信適用于傳送數(shù)據(jù)量較少或傳輸要求不高的場合。對于快速、大量信息的傳輸，一般采用通信效率較高的同步通信方式。 串行異步通信依靠對每個(gè)字符設(shè)置起始位和停止位的方法，使通信雙方達(dá)到同步。五、RS232的實(shí)物圖，引腳名稱連接方式：1 DCD 載波檢測 2 RXD 接收數(shù)據(jù) 3 TXD 發(fā)送數(shù)據(jù) 4 DT

20、R 數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好 5 SG 信號地 6 DSR 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好 7 RTS 請求發(fā)送 8 CTS 允許發(fā)送 9 RI 振鈴提示 TTL電平與RS232電平的轉(zhuǎn)換電路圖：六：單片機(jī)與PC機(jī)的通信：我的設(shè)計(jì)是采用STC89C52單片機(jī)作為下位機(jī)，PC機(jī)作為上位機(jī)。二者通過RS-232串行口接受或上傳數(shù)據(jù)。我們要實(shí)現(xiàn)串口通信是通過PC機(jī)發(fā)出信號，然后經(jīng)過數(shù)碼管顯示。在本設(shè)計(jì)中，選用鍵盤輸入數(shù)據(jù)，共采用四個(gè)鍵盤和四個(gè)八段LED數(shù)碼管顯示。四個(gè)鍵盤分別用來 顯示、選位按鍵、加一按鍵和減一按鍵，而四個(gè)八段LED數(shù)碼管分別顯示個(gè)、十、百、千位。在顯示方面采用動(dòng)態(tài)顯示。調(diào)試方面是通過串口調(diào)試助手完成數(shù)據(jù)的發(fā)送和

21、查看LED數(shù)碼管的顯示出的數(shù)字是否與輸入一致附錄二 串口通信源程序#include <reg52.h>#include <stdio.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit LS138A = P22; sbit LS138B = P23; sbit LS138C = P24; sbit K1=P14;sbit K2=P15;sbit K3=P16;sbit K4=P17;char a4,m;void delay(uchar xms) uchar i,j; for(i=xms;i>0;i-

22、) for(j=110;j>0;j-);uchar code tab=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x08,0x80,0x00;/0-9,-,全滅void display(uchar num,uchar dat) / 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示 P0=tabdat; switch(num) case 0:LS138A=0; LS138B=0; LS138C=0; break; case 1:LS138A=1; LS138B=0; LS138C=0; break; case 2:LS138A=0; LS138B=1; LS138C

23、=0; break; case 3:LS138A=1; LS138B=1; LS138C=0; break; case 4:LS138A=0; LS138B=0; LS138C=1; break; case 5:LS138A=1; LS138B=0; LS138C=1; break; case 6:LS138A=0; LS138B=1; LS138C=1; break; case 7:LS138A=1; LS138B=1; LS138C=1; break; delay(5); void UART_Init(void)SCON = 0x50; /串口工作方式為1 ， 串行允許接收/SM0=0;/

24、SM1=1;/REN=1;TMOD = 0x20; /定時(shí)器1 工作在方式2PCON = 0x80; /SMOD = 1; 波特率加倍TH1 = 0xf3; /波特率 4800bps fosc="11".0592MHzTL1 = 0xf3; ES = 1; /開串口中斷 TR1 = 1; /允許定時(shí)器1工作 EA = 1; /開總中斷 void send(char *p) uchar i; for(i=0;i<=3;i+) SBUF =*p+; /待發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入緩沖區(qū) while(!TI); /等待發(fā)送完成 TI = 0; /清零發(fā)送標(biāo)志位main() char k=0,m;uint num;delay(10);UART_Init();while(1)