（引腳定義,電氣特性,傳輸格式,接收過(guò)程,單片機(jī)晶振,RS485,RS422） 2009-09-17 22:18 串口是計(jì)算機(jī)上一種非常通用的設(shè)備通信協(xié)議,。
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串口的引腳定義：
| 9芯 | 信號(hào)方向來(lái)自 | 縮寫 | 描述 | | 1 | 調(diào)制解調(diào)器 | CD | 載波檢測(cè) | | 2 | 調(diào)制解調(diào)器 | RXD | 接收數(shù)據(jù) | | 3 | PC | TXD | 發(fā)送數(shù)據(jù) | | 4 | PC | DTR | 數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好 | | 5 |
| GND | 信號(hào)地 | | 6 | 調(diào)制解調(diào)器 | DSR | 通訊設(shè)備準(zhǔn)備好 | | 7 | PC | RTS | 請(qǐng)求發(fā)送 | | 8 | 調(diào)制解調(diào)器 | CTS | 允許發(fā)送 | | 9 | 調(diào)制解調(diào)器 | RI | 響鈴指示器 |
兩個(gè)串口連接時(shí)，接收數(shù)據(jù)針腳與發(fā)送數(shù)據(jù)針腳相連,，彼此交叉,，信號(hào)地對(duì)應(yīng)相接即可。 ---------------------------------串口的電氣特性：
1）RS-232串口通信最遠(yuǎn)距離是50英尺
2）RS232可做到雙向傳輸,，全雙工通訊,，最高傳輸速率20kbps
3）RS-232C上傳送的數(shù)字量采用負(fù)邏輯,，且與地對(duì)稱
邏輯1：-3 ～-15V
邏輯0：+3～+15V
所以與單片機(jī)連接時(shí)常常需要加入電平轉(zhuǎn)換芯片：
---------------------------------串口通信參數(shù)：
a）波特率：RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸速率為每秒50、75,、 100,、150、300,、600,、1200、2400,、4800,、9600、19200波特,。
b）數(shù)據(jù)位：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,。比如,，標(biāo)準(zhǔn)的ASCII碼是0～127（7位）；擴(kuò)展的ASCII碼是0～255（8位）,。
c）停止位：用于表示單個(gè)包的最后一位,，典型的值為1，1.5和2位,。由于數(shù)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,。因此停止位不僅僅是表示傳輸?shù)慕Y(jié)束,，并且提供計(jì)算機(jī)校正時(shí)鐘同步的機(jī)會(huì)。
d）奇偶校驗(yàn)位：在串口通信中一種簡(jiǎn)單的檢錯(cuò)方式,。對(duì)于偶和奇校驗(yàn)的情況,，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)€邏輯高位,。例如,，如果數(shù)據(jù)是011，那么對(duì)于偶校驗(yàn),，校驗(yàn)位為0,，保證邏輯高的位數(shù)是偶數(shù)個(gè)。如果是奇校驗(yàn),，校驗(yàn)位位1,，這樣就有3個(gè)邏輯高位。
---------------------------------串口通信的傳輸格式：
串行通信中,，線路空閑時(shí),，線路的TTL電平總是高,，經(jīng)反向RS232的電平總是低。一個(gè)數(shù)據(jù)的開始RS232線路為高電平,，結(jié)束時(shí)Rs232為低電平。數(shù)據(jù)總是從低位向高位一位一位的傳輸,。示波器讀數(shù)時(shí),，左邊是數(shù)據(jù)的高位。
例如,，對(duì)于16進(jìn)制數(shù)據(jù)55aaH,，當(dāng)采用8位數(shù)據(jù)位、1位停止位傳輸時(shí),，它在信號(hào)線上的波形如圖1(TTL電平)和圖2(RS-232電平)所示,。
55H=01010101B，取反后10101010B,，加入一個(gè)起始位1,，一個(gè)停止位0，55H的數(shù)據(jù)格式為1010101010B,；
aaH=10101010B,，取反后01010101B，加入一個(gè)起始位1,，一個(gè)停止位0,，55H的數(shù)據(jù)格式為1101010100B；
---------------------------------串口通信的接收過(guò)程：
（異步通信：接收器和發(fā)送器有各自的時(shí)鐘,；同步通信：發(fā)送器和接收器由同一個(gè)時(shí)鐘源控制,。RS232是異步通信）
（1）開始通信時(shí)，信號(hào)線為空閑（邏輯1）,當(dāng)檢測(cè)到由1到0的跳變時(shí),，開始對(duì)“接收時(shí)鐘”計(jì)數(shù),。
（2）當(dāng)計(jì)到8個(gè)時(shí)鐘時(shí),，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行檢測(cè),，若仍為低電平，則確認(rèn)這是“起始位”,，而不是干擾信號(hào),。
（3）接收端檢測(cè)到起始位后，隔16個(gè)接收時(shí)鐘,，對(duì)輸入信號(hào)檢測(cè)一次,，把對(duì)應(yīng)的值作為D0位數(shù)據(jù)。若為邏輯1, 作為數(shù)據(jù)位1,；若為邏輯0,，作為數(shù)據(jù)位0,。
（4）再隔16個(gè)接收時(shí)鐘，對(duì)輸入信號(hào)檢測(cè)一次,，把對(duì)應(yīng)的值作為D1位數(shù)據(jù),。….,，直到全部數(shù)據(jù)位都輸入,。
（5）檢測(cè)校驗(yàn)位P（如果有的話）。
（6）接收到規(guī)定的數(shù)據(jù)位個(gè)數(shù)和校驗(yàn)位后,通信接口電路希望收到停止位S(邏輯1),，若此時(shí)未收到邏輯1,，說(shuō)明出現(xiàn)了錯(cuò)誤，在狀態(tài)寄存器中置“幀錯(cuò)誤”標(biāo)志,。若沒有錯(cuò)誤,，對(duì)全部數(shù)據(jù)位進(jìn)行奇偶校驗(yàn)，無(wú)校驗(yàn)錯(cuò)時(shí),，把數(shù)據(jù)位從移位寄存器中送數(shù)據(jù)輸入寄存器,。若校驗(yàn)錯(cuò)，在狀態(tài)寄存器中置奇偶錯(cuò)標(biāo)志,。
（7）本幀信息全部接收完,，把線路上出現(xiàn)的高電平作為空閑位。
（8）當(dāng)信號(hào)再次變?yōu)榈蜁r(shí),，開始進(jìn)入下一幀的檢測(cè),。
---------------------------------單片機(jī)常用11.0592M的的晶振，這個(gè)奇怪?jǐn)?shù)字是有來(lái)歷的：
波特率為9600BPS每位位寬t1=1/9600s
晶振周期t2=1/11.0592/1000000S
單片機(jī)機(jī)器周期t3=12*t2
t1/t3=96
即對(duì)于9600BPS的串口,，單片機(jī)對(duì)其以96倍的速率進(jìn)行采樣,。
如果單片機(jī)晶振用的不正確，會(huì)對(duì)串口接受產(chǎn)生誤碼,。
關(guān)于單片機(jī)晶振的選擇和寄存器設(shè)置詳見： www./embedded/51danpianji/danpianji06_chuankou.html
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RS485和RS422RS485總線,在要求通信距離為幾十米到上千米時(shí),，廣泛采用RS-485 串行總線標(biāo)準(zhǔn)。RS485采用平衡發(fā)送和差分接收,，因此具有抑制共模干擾的能力,。加上總線收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測(cè)低至200mV的電壓,，故傳輸信號(hào)能在千米以外得到恢復(fù),。RS485采用半雙工工作方式，任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài),，因此,，發(fā)送電路須由使能信號(hào)加以控制。RS485用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方便，可以省掉許多信號(hào)線,。應(yīng)用RS485可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng),，其允許最多并聯(lián)32臺(tái)驅(qū)動(dòng)器和32臺(tái)接收器。
RS422總線,RS485和RS422電路原理基本相同,，都是以差動(dòng)方式發(fā)送和接受,，不需要數(shù)字地線。差動(dòng)工作是同速率條件下傳輸距離遠(yuǎn)的根本原因,，這正是二者與RS232的根本區(qū)別,，因?yàn)镽S232是單端輸入輸出，雙工工作時(shí)至少需要數(shù)字地線發(fā)送線和接受線三條線（異步傳輸）,，還可以加其它控制線完成同步等功能。RS422通過(guò)兩對(duì)雙絞線可以全雙工工作收發(fā)互不影響,，而RS485只能半雙工工作,，發(fā)收不能同時(shí)進(jìn)行，但它只需要一對(duì)雙絞線,。RS422和RS485在19kpbs下能傳輸1200米,。用新型收發(fā)器線路上可連接臺(tái)設(shè)備。
三者的區(qū)別
① RS232是全雙工的,，RS485是半雙工的,，RS422是全雙工的。
② RS485與RS232僅僅是通訊的物理協(xié)議（即接口標(biāo)準(zhǔn)）有區(qū)別,，RS485是差分傳輸方式,，RS232是單端傳輸方式，但通訊程序沒有太多的差別,。 PC機(jī)上已經(jīng)配備有RS232,，直接使用就行了，若使用RS485通訊,，只要在RS232端口上配接一個(gè)RS232轉(zhuǎn)RS485的轉(zhuǎn)換頭就可以了,，不需要修改程序。
關(guān)于RS485轉(zhuǎn)接頭的接法可以參考:
www./Article/Control/84741.html
http://www./jishu/pipei.htm
www./webpage/solutions/200806/2008060409053600001.htm |
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