串口通信MAX232課件

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RS-232C該標(biāo)準(zhǔn)的全稱是EIA-RS-232C標(biāo)準(zhǔn)(ElectronicIndustrialAssociate-RecommendedStandard232C)是美國EIA(電子工業(yè)聯(lián)合會(huì))與BELL等公司一起開發(fā)的1969年公布的通信協(xié)議。232標(biāo)準(zhǔn)與CCITT的V.24基本相同。它適合于數(shù)據(jù)傳輸速率在0～20kbit/s范圍內(nèi)、傳輸距離在15m以內(nèi)的通信。由于通信設(shè)備廠商大都生產(chǎn)與RS-232C制式兼容的通信設(shè)備，因此，它作為一種標(biāo)準(zhǔn)。常用異步串行通訊接口標(biāo)準(zhǔn)

DCEDCE計(jì)算機(jī)DTEDCEDCEDTE電話線

Modem

Modem計(jì)算機(jī)

RS232C

RS232C計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)

TXD

TXD

RXD

RXD

GND

GND目前已在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)和數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DCE)間串行通信接口的物理(電平)、信號(hào)和機(jī)械連接標(biāo)準(zhǔn)EIARS-232C串行口RS232C的電氣標(biāo)準(zhǔn)：

3V~15V:邏輯0-3V~-15V:邏輯19600bps①電氣特性DTE插針式DCE內(nèi)孔式25針DB插連接器DTE插針式DCE內(nèi)孔式9針DB插連接器②機(jī)械特性232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了25針連接器DB-25，并且規(guī)定在DTE一端的插座為插針型，在DCE一端為插孔型。既可以用于同步通信，也可以用于異步通信。在進(jìn)行異步通信時(shí)，最多也只需9個(gè)信號(hào)：2個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)、6個(gè)控制信號(hào)、1個(gè)公共信號(hào)地。因此從286微機(jī)到現(xiàn)在的微機(jī)一般都采用DB-9型連接器，作為多功能I/O卡或主板上COM1和COM2兩個(gè)串行口的連接器。在通信速率低于20kbit/s時(shí)，RS-232C所能直接連接的最大物理距離為15m(50英尺)。232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，若不使用MODEM，在碼元畸變小于4％的情況下，DTE和DCE之間最大傳輸距離為15m(50英尺)?？梢娺@個(gè)最大的距離是在碼元畸變小于4％的前提下給出的。為了保證碼元畸變小于4％的要求，接口標(biāo)準(zhǔn)在電氣特性中規(guī)定，驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載電容應(yīng)小于2500pF。然而，在異步通信實(shí)際應(yīng)用中，碼元畸變超過4％，甚至為10％～20％時(shí)，也能正常傳輸信息，這意味著驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載電容可以超過2500pF；而且由于工藝的改進(jìn)，每英尺電纜的電容值也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于40～50pF。因而傳輸距離往往可大大超過15m。信號(hào)定義（25針）RS-232C接口信號(hào)定義引腳(9針)引腳(25針)信號(hào)信號(hào)源類型描述18CDDCE控制載波信號(hào)檢測23RxDDCE數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)32TxDDTE數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)420DTRDTE控制終端準(zhǔn)備好57GND--信號(hào)地66DSRDCE控制數(shù)據(jù)機(jī)準(zhǔn)備好74RTSDTE控制請求發(fā)送85CTSDCE控制清除以便發(fā)送922RIDCE控制振鈴信號(hào)2號(hào)線發(fā)送數(shù)據(jù)(TxD——Transmitteddata)：通過TxD線DTE終端將串行數(shù)據(jù)發(fā)送到MODEM。3號(hào)線接收數(shù)據(jù)(RxD——Receiveddata)：通過RxD線DTE終端接收從MODEM發(fā)來的串行數(shù)據(jù)。4號(hào)線請求發(fā)送(RTS——Requesttosend)：用來表示DTE請求DCE發(fā)送數(shù)據(jù)，即當(dāng)終端要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，使該信號(hào)有效(ON狀態(tài))，向MODEM請求發(fā)送。它用來控制MODEM是否要進(jìn)入發(fā)送狀態(tài)。5號(hào)線允許發(fā)送(CTS——Cleartosend)：用來表示DCE準(zhǔn)備好接收DTE發(fā)來的數(shù)據(jù)。是對請求發(fā)送信號(hào)RTS的響應(yīng)信號(hào)。當(dāng)MODEM已準(zhǔn)備好接收終端傳來的數(shù)據(jù)，并向前發(fā)送時(shí)，使該信號(hào)有效，通知DTE終端開始沿發(fā)送數(shù)據(jù)線TxD發(fā)送數(shù)據(jù)。4號(hào)線和5號(hào)線這對RTS/CTS請求應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)是用于半雙工采用MODEM的系統(tǒng)中作發(fā)送方式和接收方式之間的切換。在全雙工系統(tǒng)中，因配置雙向通道，因此不需RTS/CTS聯(lián)絡(luò)信號(hào)，使其處于高電平狀態(tài)。6號(hào)線數(shù)據(jù)通信設(shè)備準(zhǔn)備就緒(DSR——Datasetready)：有效時(shí)(ON狀態(tài))，表明MODEM處于可以使用的狀態(tài)。7號(hào)線信號(hào)地(SG——SignalGround)：所有公共信號(hào)地。8號(hào)線數(shù)據(jù)載波檢測(DCD—DataCarrierdetection)線：用來表示DCE已接通通信鏈路，告之DTE準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。當(dāng)本地的MODEM收到由通信鏈路另一端(遠(yuǎn)地)的MODEM送來的載波信號(hào)時(shí)，使DCD信號(hào)有效，通知DTE終端準(zhǔn)備接收，并且由MODEM將接收下來的載波信號(hào)解調(diào)成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)后，沿接收數(shù)據(jù)線RxD送到DTE終端。20號(hào)線數(shù)據(jù)終端設(shè)備準(zhǔn)備就緒(DTR——DataSetready)：有效時(shí)(ON狀態(tài))，表明數(shù)據(jù)終端可以使用。6號(hào)線和20號(hào)線這對DSR和DTR信號(hào)有時(shí)連到電源上，一上電就立即有效。目前有些RS-232C接口甚至省去了用以指示設(shè)備是否準(zhǔn)備好的這類信號(hào)，認(rèn)為設(shè)備是始終都準(zhǔn)備好的。可見這兩個(gè)設(shè)備狀態(tài)信號(hào)有效，只表示設(shè)備本身可用，并不說明通信鏈路可以開始進(jìn)行通信了。22號(hào)線振鈴指示(RI——RingingIndicator)：當(dāng)MODEM收到交換臺(tái)送來的振鈴呼叫信號(hào)時(shí)；使該信號(hào)有效(ON狀態(tài))，通知終端，已被呼叫。計(jì)算機(jī)間RS232C通信的常用連接方法全握手無握手計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)

TXD

TXD

RXD

RXD

GND

GNDTxDRxDRTSCTSDTRDSRCDRIGNDTxDRxDRTSCTSDTRDSRCDRIGND接口連接TTL/CMOS<—>RS232電平轉(zhuǎn)換芯片：MAX202MAX232/MAX233MC1488(+/-12V)/SN75150MC1489(+5V)MCl488、SN75150芯片可完成TTL電平—>EIA電平的轉(zhuǎn)換MCl489、SN75154芯片可實(shí)現(xiàn)EIA電平->TTL電平的轉(zhuǎn)換MAX232芯片可完成TTL←→EIA雙向電平轉(zhuǎn)換由于MCl488要求使用±12V高壓電源，不太方便。電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232，可以實(shí)現(xiàn)TTL電平與RS-323電平雙向轉(zhuǎn)換。MAX232內(nèi)部有電壓倍增電路和轉(zhuǎn)換電路，僅需+5V電源便可工作，使用十分方便。PC機(jī)COM口接8051機(jī)11p(TXD)10p(RXD)PC機(jī)和單片機(jī)串口通訊的硬件電路

PC機(jī)RXDTXDMAX232T1OUTR1INT1IN(R1OUTRXDTXDMCS-512.RS-449接口標(biāo)準(zhǔn)為了改善RS-232C的電氣特性、延長零MODEM方式的傳輸距離并最大限度地提高數(shù)據(jù)傳輸速率，EIA又發(fā)布了RS-449接口標(biāo)準(zhǔn)。RS-449標(biāo)準(zhǔn)定義了一個(gè)37條引腳的連接器，增加了10條信號(hào)線，但是它只規(guī)定了接口的功能、機(jī)械特性和規(guī)程特性，接口的電氣特性則由RS-422A和RS-423A這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。(1)RS-423A接口標(biāo)準(zhǔn)RS-423A采用非平衡線路，每一路信號(hào)均為單端輸出，差分輸入。電路按傳輸方向分成兩組，每個(gè)方向共用一條回線。當(dāng)傳輸距離在12m以內(nèi)時(shí)，數(shù)據(jù)速率可達(dá)到300kbit/s。(2)RS-422A接口標(biāo)準(zhǔn)RS-422A標(biāo)準(zhǔn)是一種平衡方式傳輸。所謂平衡方式，是指雙端發(fā)送和雙端接收。RS-422A標(biāo)準(zhǔn)由于采用了雙線傳輸，大大增強(qiáng)了共模抗干擾的能力。當(dāng)傳輸距離在12m以內(nèi)時(shí)，數(shù)據(jù)速率可達(dá)到10Mbit/s.傳輸距離增加則速率降低，當(dāng)傳輸距離為1km時(shí)，允許的最大傳輸速率為100kbit/s。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電路中只許有1個(gè)發(fā)送器，可有多個(gè)接收器。RS422的連接線路……R主站RRS422多采用1:N的全雙工連接方式從站1從站N3.RS-485接口標(biāo)準(zhǔn)RS-485與RS-422A標(biāo)準(zhǔn)一樣，也是一種平衡傳輸方式的串行接口標(biāo)準(zhǔn)，它和RS-422A兼容，并且擴(kuò)展了RS-422A的功能。兩者主要差別是，RS-422A標(biāo)準(zhǔn)只許電路中有一個(gè)發(fā)送器，而RS-485標(biāo)準(zhǔn)允許在電路中可有多個(gè)發(fā)送器，因此，它是一種多發(fā)送器/多接收器的標(biāo)準(zhǔn)。RS-485允許一個(gè)發(fā)送器驅(qū)動(dòng)多個(gè)負(fù)載設(shè)備，負(fù)載設(shè)備可以是驅(qū)動(dòng)發(fā)送器、接收器、收發(fā)器組合單元。RS-485的共線電路結(jié)構(gòu)是在一對平衡傳輸線的兩端都配置終端電阻，其發(fā)送器、接收器、組合收發(fā)器可掛在平衡傳輸線上的任何位置，實(shí)現(xiàn)在數(shù)據(jù)傳輸中多個(gè)驅(qū)動(dòng)器和接收器共用同一傳輸線的多點(diǎn)應(yīng)用，其配置如圖8.11所示。RS-485標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)有：由于RS-485標(biāo)準(zhǔn)采用平衡發(fā)送/差分接收，所以，共模抑制比高，抗干擾能力強(qiáng)。傳輸速率高，它允許的最大傳輸速率可達(dá)10Mbit/s。傳輸信號(hào)的擺幅小(200mv)。傳送距離遠(yuǎn)(指無MODEM的直接傳輸)，采用雙絞線，在不用MODEM的情況下，當(dāng)傳輸速率為100Kbit/s時(shí)，可傳送的距離為1.2km，若傳輸速率降低，還可傳送更遠(yuǎn)的距離。能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)、多點(diǎn)對多點(diǎn)的通信RS-485允許平衡電纜上共連接32個(gè)發(fā)送器、接收器、組合收發(fā)器。RS-485標(biāo)準(zhǔn)目前已在許多方面得到應(yīng)用，尤其是在多點(diǎn)通信系統(tǒng)中，如工業(yè)集散分布系統(tǒng)、商業(yè)POS收款機(jī)和考勤機(jī)的聯(lián)網(wǎng)中用得很多，是一個(gè)很有發(fā)展前途的串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)。RS485的連接線路……RRRS485多半雙工的連接方式RS422和RS485接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格RS422RS485傳輸模式平衡平衡差動(dòng)輸出（V）±2±1.5接收器敏感度（V）±0.2±0.2驅(qū)動(dòng)器負(fù)載，最?。é福?0060最大驅(qū)動(dòng)器數(shù)量132最大接收器數(shù)量1032最大傳輸速度(bps)10M10M最大電纜長度@90Kbps(ft)40004000最大電纜長度@10Mbps(ft)50506.3PC機(jī)與單片機(jī)通信

PC機(jī)在與單片機(jī)串行接口后，可以方便地構(gòu)成主從分布式多機(jī)系統(tǒng)。從機(jī)（單片機(jī)）作數(shù)據(jù)采集或?qū)崟r(shí)控制，主機(jī)作數(shù)據(jù)處理或中央管理等

這種多機(jī)系統(tǒng)在過程控制、儀表生產(chǎn)、生產(chǎn)自動(dòng)化和企業(yè)管理等方面都有廣泛的應(yīng)用。此外微機(jī)和單片機(jī)串行接口后，可以大大方便單片機(jī)的開發(fā)過程。一、PC機(jī)串口資源及編程使用方法

PC機(jī)一般有COM1和COM2兩個(gè)串口。寄存器名稱端口地址復(fù)位后初始值COM1COM2發(fā)送器保持寄存器（TBR）3F8H2F8HXXXXXXXXB接收器數(shù)據(jù)寄存器（RBR）3F8H2F8HXXXXXXXXB波特率因子低位寄存器（DLL）3F8H2F8H00000000B波特率因子高位寄存器（DLH）3F9H2F9H00000001B中斷允許寄存器（IER）3F9H2F9H00000000B中斷標(biāo)識(shí)寄存器（IIR）3FAH2FAH00000000B線路控制寄存器（LCR）3FBH2FBH01100000B調(diào)制解調(diào)器控制寄存器（MCR）3FCH2FCHXXXX0000B線路狀態(tài)寄存器（LSR）3FDH2FDHXXXXXXXXB調(diào)制解調(diào)器狀態(tài)寄存器（MSR）3FEH2FEHXXXXXXXXB使用串口必須先初始化，有以下4個(gè)步驟。DLHDLL波特率DLHDLL波特率DLHDLL波特率09H00H5000HC0H60000H18H480006H00H7500H60H120000H10H720004H17H11000H40H180000H0CH960003H59H134.500H3AH200000H06H1920003H00H15000H30H240000H03H3840001H80H30000H20H360000H01H115200例：設(shè)COM1的波特率為9600，則outportb（0x3fb，0x80）；/*寫線路控制寄存器，訪問波特率因子寄存器*/

outportb（0x3f8，0x0c）；/*寫入波特率因子低字節(jié)*/

outportb（0x3f9，0x00）；/*寫入波特率因子高字節(jié)*/

⒈設(shè)置波特率PC機(jī)串口初始化⒉設(shè)置數(shù)據(jù)格式例：設(shè)數(shù)據(jù)為7位，1位起始位，1位停止位，偶校驗(yàn)，則設(shè)置如下：outportb（0x3fb，0x1a）；⒊設(shè)置操作方式不允許中斷：outportb（0x3fc，0x03）；允許中斷：outportb（0x3fc，0x0b）；自測試工作方式，且不允許中斷：outportb（0x3fc，0x13）；⒋設(shè)置中斷允許寄存器開放中斷語句：outportb（0x3f9，0x0f）；

例1將PC機(jī)的COM1初始化為9600波特率、7位數(shù)據(jù)、偶校驗(yàn)、1位停止位、不中斷，則初始程序如下：initcom1（）{outportb（0x3fb，0x80）；/*寫線路控制寄存器，訪問波特率因子寄存器*/

outportb（0x3f8，0x0c）；/*寫入波特率因子低字節(jié)*/

outportb（0x3f9，0x00）；/*寫入波特率因子高字節(jié)*/

outportb（0x3fb，0x1a）；/*設(shè)數(shù)據(jù)為7位，1位起始位，1位停止位，偶校驗(yàn)*/

outportb（0x3fc，0x03）；/*不允許中斷*/}PC機(jī)的發(fā)送、接收程序例2PC機(jī)從COM1發(fā)送一個(gè)字符，程序如下：send（charsendchar）{int

coms;do{ /*查詢發(fā)送緩沖器是否空*/coms=inportb（0x3fd）&0x20；}while（coms!=0x20）；outportb（0x3f8，sendchar）；}⒈PC機(jī)的通信軟件#include“stdio.h”main（）{charc1，c2；

int

coms；outportb（0x3fb，0x80）；/*初始化8250*/outportb（0x3f8，0x30）；outportb（0x3f9，0x00）；outportb（0x3fb，0x03）；/*8位數(shù)據(jù)，1位停止位*/outportb（0x3fc，0x03）；c1=getchar（）；開始初始化8250有鍵輸入嗎？取鍵盤字符發(fā)送寄存器空否？向單片機(jī)發(fā)送字符接收單片機(jī)發(fā)回的字符接收的數(shù)據(jù)有效碼？顯示發(fā)回的字符NNNYYY結(jié)束PC機(jī)發(fā)送程序do{ /*查詢發(fā)送緩沖器是否空*/coms=inportb（0x3fd）&0x20；}while（coms!=0x20）；outportb（0x3f8，c1）；waitok： /*查詢接收數(shù)據(jù)是否有效*/coms=inportb（0x3fd）；if（（coms&0x01）==0）goto

waitok；c2=inportb（0x3f8）；printf（“Thereturncharis：”）；putchar(c2)；}開始初始化定時(shí)器T1初始化串行口啟動(dòng)定時(shí)器T1開放中斷主程序踏步中斷服務(wù)程序關(guān)中斷清接收中斷標(biāo)志RI保護(hù)現(xiàn)場接收PC機(jī)發(fā)來的字符將字符發(fā)送回PC機(jī)開中斷，恢復(fù)現(xiàn)場中斷返回MCS-51單片機(jī)通信軟件主程序中斷服務(wù)程序主程序：

ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0023H LJMP SERVEMAIN：

MOV TMOD，#20H；初始化T1 MOV TH1，#0F3H MOV TL1，#0F3H MOV SCON，#50H ；串行口為方式1，REN=1 MOV PCON，#80H ；SMOD=1 SETB TR1 SETB EA SETB ESHERE：

SJMP HERE單片機(jī)接收程序中斷服務(wù)程序：SERVE： CLR EA ；中斷服務(wù)程序

CLR RI PUSH PSW ；保護(hù)現(xiàn)場

SETB RS0 CLR RS1 PUSH ACC MOV A，SBUF ；接收PC機(jī)發(fā)來的字符

MOV SBUF，A ；將字符回送給PC機(jī)WAIT：JNB TI，WAIT ；等待發(fā)送完畢

CLR TI POP ACC ；恢復(fù)現(xiàn)場

POP PSW SETB EA RETI END中斷服務(wù)程序：SERVE： CLR EA ；中斷服務(wù)程序

CLR RI PUSH PSW ；保護(hù)現(xiàn)場

SETB RS0 CLR RS1 PUSH ACC MOV A，SBUF ；接收PC機(jī)發(fā)來的字符MOV SBUF，A ；將字符回送給PC機(jī)WAIT： JNB TI，WAIT ；等待發(fā)送完畢

CLR TI POP ACC ；恢復(fù)現(xiàn)場

POP PSW SETB EA RETI END⒈PC機(jī)軟件設(shè)計(jì)

開始初始化8250輸入單片機(jī)編號(hào)發(fā)送單片機(jī)編號(hào)接收單片機(jī)送回的編號(hào)取鍵盤字符編號(hào)一致嗎？向單片機(jī)發(fā)送字符接收單片機(jī)發(fā)回的字符顯示發(fā)回的字符NY結(jié)束多機(jī)通訊程序設(shè)計(jì)程序清單：#include“stdio.h”main（）{charc1，c2，n1，n2；

int

coms；

outportb（0x3fb，0x80）； /*初始化8250*/

outportb（0x3f8，0x30）；

outportb（0x3f9，0x00）；

outportb（0x3fb，0x2b）； /*8位數(shù)據(jù)，1位停止，奇偶校驗(yàn)位為1*/

outportb（0x3fc，0x03）； /*PC機(jī)處于發(fā)送地址狀態(tài)*/

outportb（0x3f9，0x00）； /*禁止8250中斷*/

printf（“PleaseinputthenumberofMCS：\n”）；

scanf（“%c”，&n1）；

do{ /*查詢發(fā)送移位寄存器是否空*/

coms=inportb（0x3fd）&0x40；

}while（coms!=0x40）；

outportb（0x3f8，n1）； /*PC機(jī)發(fā)送單片機(jī)地址編號(hào)*/

outportb（0x3fc，0x01）； /*PC機(jī)處于接收狀態(tài)*/waitok1： /*查詢單片機(jī)返回的編號(hào)是否有效*/

coms=inportb（0x3fd）；

if（（coms&0x01）==0）PC機(jī)端的程序gotowaitok1；

n2=inportb（0x3f8）； /*讀入單片機(jī)返回的編號(hào)*/if（n1!=n2）

printf（“ThenumberofMCSiserror!\n”）；

break；else {outportb（0x3fc，0x03）； /*PC機(jī)處于發(fā)送狀態(tài)*/

outportb（0x3fb，0x3b）； /*PC機(jī)處于發(fā)送數(shù)據(jù)狀態(tài)*/c1=getchar（）；

do{ /*查詢發(fā)送移位寄存器是否空*/coms=inportb（0x3fd）&0x40；}while（coms!=0x40）；outportb（0x3f8，c1）；