RS-232串行通信與單片機(jī)接口簡(jiǎn)介
【通信基本概念】
什么是通信?簡(jiǎn)單地說,不同的系統(tǒng)經(jīng)由線路相互交換數(shù)據(jù),就是通信。通信的主要目的是將數(shù)據(jù)從一端傳送到另一端,達(dá)到數(shù)據(jù)交換的目的。例如,從人與人之間的對(duì)話、計(jì)算機(jī)與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換到計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)間的數(shù)據(jù)傳送,乃至于廣播或衛(wèi)星都是通信的一種,一個(gè)完整的通信系統(tǒng)包括發(fā)送端、接收端、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的接口及傳送數(shù)據(jù)的實(shí)際信道。
【通信的種類】
按照通信的形式可以分為兩種,其中一種為并行傳輸?shù)耐ㄐ?,即并行通信(Parallel Communication),另一種則為串行通信(Serisl Communication)。這兩種通信方式的區(qū)別是,并行通信一次的傳輸數(shù)據(jù)量為8位(1個(gè)字節(jié));而串行通信則一次只能傳輸1位,傳輸1字節(jié)數(shù)據(jù)(8位)數(shù)據(jù)就需要8次才能傳出去,因此,它們兩者之間的數(shù)據(jù)傳輸速度就相差8倍??吹竭@里,估計(jì)有些朋友會(huì)問,既然并行通信的速度是串行通信的8倍,是不是串行通信就不好了?!其實(shí)不能這么認(rèn)為,兩種通信方式各有特點(diǎn),串行通信之所以存活了這么長(zhǎng)時(shí)間,自然有它的長(zhǎng)處。
串行通信一次只傳輸1位,相對(duì)來說,要處理的數(shù)據(jù)電壓只有一個(gè),因此比較不容易漏失數(shù)據(jù),通信時(shí)候再加上一些校驗(yàn)防范措施后,串行通信的出錯(cuò)就更不容易了,串行通信端口(Serisl Communication Port)在系統(tǒng)控制的范疇中一直占有極其重要的角色,不僅沒有因?yàn)闀r(shí)代的進(jìn)步而被淘汰,反而失在規(guī)格上愈來愈向其極限挑戰(zhàn),下面我們重點(diǎn)來介紹RS-232C串行通信。
并行通信雖然可以在一次的數(shù)據(jù)傳輸中傳送8位,但是數(shù)據(jù)電壓在傳送的過程中,容易因?yàn)榫€路及干擾因素使得電壓準(zhǔn)電位發(fā)生變化(主要為電壓衰減和信號(hào)間相互干擾問題),因而使得傳輸數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤,通信距離越長(zhǎng),問題越明顯,因此并行通信主要用于傳輸距離較短的場(chǎng)合,如電腦主板的并口LPT1,主要和并行打印機(jī)通信。
【RS-232串行通信】
一、RS-232C標(biāo)準(zhǔn)介紹
RS-232C是由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA)正式公布的,在異步串行通信中應(yīng)用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)總線。RS-232C 標(biāo)準(zhǔn)(協(xié)議)的全稱是EIA-RS-232C 標(biāo)準(zhǔn),其中EIA(Electronic Industry Association)代表美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì),其中RS是Recommended Standard的縮寫,代表推贈(zèng)標(biāo)準(zhǔn),232是標(biāo)識(shí)符,C代表RS-232的最新一次修改(1969年),在這之前,有過RS-232A、RS-232B標(biāo)準(zhǔn),它規(guī)定連接電纜和機(jī)械、電氣特性、信號(hào)功能及傳送過程?,F(xiàn)在,計(jì)算機(jī)上的串行通信端口(RS-232)是標(biāo)準(zhǔn)配置端口,已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,計(jì)算機(jī)上一般都有1~2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)RS-232C串口,即通道COM1和COM2。下圖為計(jì)算機(jī)主板上的兩個(gè)RS-232通信端口圖片及端口屬性,我們一般可以從計(jì)算機(jī)后面查看到本機(jī)的通信端口。
如左圖所示,我們可以從操作系統(tǒng)的設(shè)備管理器中查看電腦的通信端口屬性,進(jìn)入計(jì)算機(jī)的:控制面板 -> 系統(tǒng) -> 硬件 -> 設(shè)備管理器 -> 端口,就可以看到自己電腦通信端口,在圖中顯示了這臺(tái)計(jì)算機(jī)有1個(gè)ECP打印機(jī)并行通信端口LPT1和2個(gè)RS-232串行通信端口COM1和COM2。只要顯示的端口名稱前面沒有黃色的驚嘆號(hào)的話,就表示這個(gè)端口是可以使用的。 | ||
二、RS-232C電氣特性
EIA-RS-232C對(duì)電器特性、邏輯電平和各種信號(hào)線功能都作了明確規(guī)定。
在TXD和RXD引腳上電平定義:邏輯1(MARK) = -3V~-15V
邏輯0(SPACE) = +3~+15V
在RTS、CTS、DSR、DTR 和DCD等控制線上電平定義:
信號(hào)有效(接通,ON狀態(tài),正電壓)=+3V~+15V
信號(hào)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(duì)邏輯電平的定義。對(duì)于數(shù)據(jù)(信息碼):邏輯“1”的傳輸?shù)碾娖綖?3V~-15V,邏輯“0”傳輸?shù)碾娖綖?3V~+15V;對(duì)于控制信號(hào);接通狀態(tài)(ON)即信號(hào)有效的電平為+3V~+15V,斷開狀態(tài)(OFF)即信號(hào)無效的電平為-3V~-15V,也就是當(dāng)傳輸電平的絕對(duì)值大于3V 時(shí),電路可以有效地檢查出來;而介于-3~+3V之間的電壓即處于模糊區(qū)電位,此部分電壓將使得計(jì)算機(jī)無法準(zhǔn)確判斷傳輸信號(hào)的意義,可能會(huì)得到0,也可能會(huì)得到1,如此得到的結(jié)果是不可信的,在通信時(shí)候體現(xiàn)的是會(huì)出現(xiàn)大量誤碼,造成通信失敗。因此,實(shí)際工作時(shí),應(yīng)保證傳輸?shù)碾娖皆?plusmn;(3~15)V 之間。
三、RS-232C機(jī)械連接器及引腳定義
目前,大部分計(jì)算機(jī)的RS-232C通信接口都使用了DB9連接器,如上面圖中所示,主板的接口連接器有9根針輸出(RS-232公頭),也有些比較舊的計(jì)算機(jī)使用DB25連接器輸出,下面我們來介紹DB9和DB25輸出接口的引腳定義。
RS-232C串口引腳定義表 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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四、RS-232C的通信距離和速度
RS-232規(guī)定最大的負(fù)載電容為2500pF,這個(gè)電容限制了傳輸距離和傳輸速率,由于RS-232C的發(fā)送器和接收器之間具有公共信號(hào)地(GND),屬于非平衡電壓型傳輸電路,不使用差分信號(hào)傳輸,因此不具備抗共模干擾的能力,共模噪聲會(huì)耦合到信號(hào)中,在不使用調(diào)制解調(diào)器(MODEM)時(shí),RS-232能夠可靠進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖畲笸ㄐ啪嚯x為15米,對(duì)于RS232遠(yuǎn)程通信,必須通過調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行遠(yuǎn)程通信連接。
評(píng)論