PC機(jī)串口通信的工作原理

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MCU資料2023-08-2709:03:59閱讀22評(píng)論0字號(hào)：大中小訂閱

串口是計(jì)算機(jī)上一種十分通用設(shè)備通信的協(xié)議（不要與通用串行總線UniversalSerialBus或者USB混淆）。大多數(shù)計(jì)算機(jī)包含兩個(gè)基于RS232的串口。串口同時(shí)也是儀器儀表設(shè)備通用的通信協(xié)議；好多GPIB兼容的設(shè)備也帶有RS-232口。同時(shí)，串口通信協(xié)議也可以用于獲取遠(yuǎn)程采集設(shè)備的數(shù)據(jù)。

串口通信的概念十分簡(jiǎn)單，串口按位（bit）發(fā)送和接收字節(jié)。盡管比按字節(jié)（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根線發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)用另一根線接收數(shù)據(jù)。它很簡(jiǎn)單并且能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。譬如IEEE488定義并行通行狀態(tài)時(shí)，規(guī)定設(shè)備線總常不得超過(guò)20米，并且任意兩個(gè)設(shè)備間的長(zhǎng)度不得超過(guò)2米；而對(duì)于串口而言，長(zhǎng)度可達(dá)1200米。

典型地，串口用于ASCII碼字符的傳輸。通信使用3根線完成：（1）地線，（2）發(fā)送，（3）接收。由于串口通信是異步的，端口能夠在一根線上發(fā)送數(shù)據(jù)同時(shí)在另一根線上接收數(shù)據(jù)。其他線用于握手，但是不是必需的。串口通信最重要的參數(shù)是波特率、數(shù)據(jù)位、中止位和奇偶校驗(yàn)。對(duì)于兩個(gè)進(jìn)行通行的端口，這些參數(shù)必需匹配：

a，波特率：這是一個(gè)衡量通信速度的參數(shù)。它表示每秒鐘傳送的bit的個(gè)數(shù)。例如300波特表示每秒鐘發(fā)送300個(gè)bit。當(dāng)我們提到時(shí)鐘周期時(shí)，我們就是指波特率例如假使協(xié)議需要4800波特率，那么時(shí)鐘是4800Hz。這意味著串口通信在數(shù)據(jù)線上的采樣率為4800Hz。尋常電話線的波特率為14400，28800和36600。波特率可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這些值，但是波特率和距離成反比。高波特率往往用于放置的很近的儀器間的通信，典型的例子就是GPIB設(shè)備的通信。

b，數(shù)據(jù)位：這是衡量通信中實(shí)際數(shù)據(jù)位的參數(shù)。當(dāng)計(jì)算機(jī)發(fā)送一個(gè)信息包，實(shí)際的數(shù)據(jù)不會(huì)是8位的，標(biāo)準(zhǔn)的值是5、7和8位。如何設(shè)置取決于你想傳送的信息。譬如，標(biāo)準(zhǔn)的ASCII碼是0～127（7位）。擴(kuò)展的ASCII碼是0～255（8位）。假使數(shù)據(jù)使用簡(jiǎn)單的文本（標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼），那么每個(gè)數(shù)據(jù)包使用7位數(shù)據(jù)。每個(gè)包是指一個(gè)字節(jié)，包括開(kāi)始/中止位，數(shù)據(jù)位和奇偶校驗(yàn)位。由于實(shí)際數(shù)據(jù)位取決于通信協(xié)議的選取，術(shù)語(yǔ)“包〞指任何通信的狀況。

c，中止位：用于表示單個(gè)包的最終一位。典型的值為1，1.5和2位。由于數(shù)據(jù)是在傳輸線上定時(shí)的，并且每一個(gè)設(shè)備有其自己的時(shí)鐘，很可能在通信中兩臺(tái)設(shè)備間出現(xiàn)了小小的不同步。因此中止位不僅僅是表示傳輸?shù)慕K止，并且提供計(jì)算機(jī)校正時(shí)鐘同步的機(jī)遇。適用于中止位的位數(shù)越多，不同時(shí)鐘同步的容忍程度越大，但是數(shù)據(jù)傳輸率同時(shí)也越慢。

d，奇偶校驗(yàn)位：在串口通信中一種簡(jiǎn)單的檢錯(cuò)方式。有四種檢錯(cuò)方式：偶、奇、高和低。當(dāng)然沒(méi)有校驗(yàn)位也是可以的。對(duì)于偶和奇校驗(yàn)的狀況，串口會(huì)設(shè)置校驗(yàn)位（數(shù)據(jù)位后面的一位），用一個(gè)值確保傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有偶個(gè)或者奇?zhèn)€規(guī)律高位。例如，假使數(shù)據(jù)是011，那么對(duì)于偶校驗(yàn)，校驗(yàn)位為0，保證規(guī)律高的位數(shù)是偶數(shù)個(gè)。假使是奇校驗(yàn)，校驗(yàn)位位1，這樣就有3個(gè)規(guī)律高位。高位和低位不真正的檢查數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)單置位規(guī)律高或者規(guī)律低校驗(yàn)。這樣使得接收設(shè)備能夠知道一個(gè)位的狀態(tài)，有機(jī)遇判斷是否有噪聲干擾了通信或者是否傳輸和接收數(shù)據(jù)是否不同步

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－一、RS485串口通信電路圖

二.VxWorks中基于RS485總線的串口通信協(xié)議及實(shí)現(xiàn)

摘要：本文介紹了在嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)Vxworks下串行設(shè)備的驅(qū)動(dòng)架構(gòu)及實(shí)現(xiàn)，提出了一種基于RS-485總線的新型串口通信協(xié)議，重點(diǎn)探討了基于這種協(xié)議的應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)方法，發(fā)送時(shí)主要采用了總線仲裁機(jī)制，接收時(shí)主要采用了字符合法性校驗(yàn)、長(zhǎng)度校驗(yàn)、內(nèi)容的CRC校驗(yàn)，提高了系統(tǒng)的通信效率和穩(wěn)定性。

UART_RxTail=x;UART_RxHead=x;UART_TxTail=x;UART_TxHead=x;}

/*interrupthandlers*/

voidUART_interrupt(void)interrupt4{if(TI)

{//是否是發(fā)送中斷unsignedchartmptail;TI=0;

if(UART_TxTail==UART_TxHead){

fSeri0_Send_Ok=0;/*已發(fā)送完畢*/}else{

tmptail=(UART_TxTail+1)UART_TxTail=tmptail;/*storenewindex*/SBUF=UART_TxBuf[tmptail];/*starttransmition*/}}if(RI){

unsignedcharrevdata;unsignedchartmphead;RI=0;

revdata=SBUF;

tmphead=(UART_RxHead+1)UART_RxHead=tmphead;/*storenewindex*/

UART_RxBuf[tmphead]=revdata;/*storereceiveddatainbuffer*/}}

unsignedcharReceiveByte(void){

unsignedchartmptail;

while(UART_RxHead==UART_RxTail);/*waitforincommingdata*/

tmptail=(UART_RxTail+1)/*calculatebufferindex*/UART_RxTail=tmptail;/*storenewindex*/returnUART_RxBuf[tmptail];/*returndata*/}

voidTransmitByte(unsignedcharsenddata){

unsignedchartmphead;

tmphead=(UART_TxHead+1)UART_TxBuf[tmphead]=senddata;/*store