RS232串口通信的應(yīng)用

1．3 波特率的概念
串行通信中，每秒傳送的數(shù)據(jù)位稱為波特率。如數(shù)據(jù)傳送的波持率為1200波特，采用N．8．1幀格式(10位)，則每秒傳送字節(jié)為120個(gè)，而字節(jié)中每一位傳送時(shí)間即為波特率的倒數(shù)：T=1／1 200=0．833 ms。同樣，如數(shù)據(jù)傳送的波特率為1 9 200波特，則字節(jié)中每一位傳送時(shí)間T=1／19 200=0．052 ms。根據(jù)數(shù)據(jù)傳送的波特率即字節(jié)中每一位的傳送時(shí)間，便可用普通I／O口來模擬實(shí)現(xiàn)串行通信的時(shí)序。
1．4RS232C的電氣特性
(1)邏輯電平
在TXD和RXD上：
邏輯1(MARK)：-3～-15 V；
邏輯0(SPACE)：+3～+15 V。
在RTS，CTS，DSR，DTR和DCD等控制線上：
信號(hào)有效(接通，ON狀態(tài)，正電壓)：+3～+15 V；
信號(hào)無效(斷開，OFF狀態(tài)，負(fù)電壓)：-3～-15 V。
由以上定義可以看出，信號(hào)無效的電平低于-3 V，也就是當(dāng)傳輸電平的絕對值大于3 V時(shí)，電路可以有效地檢查出來，介于-3～+3 V之間的電壓無意義，低于-1 5 V或高于+15 V的電壓也認(rèn)為無意義，因此，實(shí)際工作時(shí)，應(yīng)保證電平的絕對值在3～15 V之間。當(dāng)計(jì)算機(jī)和TTL電平的設(shè)備通信時(shí)，如上位機(jī)和單片機(jī)通信時(shí)，需要使用RS232／TTL電平轉(zhuǎn)換器件，常用的有MAX232。

1．5RS232與單片機(jī)之間的接口電路MAX232
由于RS232信號(hào)的電平和單片機(jī)串口信號(hào)的電平不一致，必須進(jìn)行二者之間的電平轉(zhuǎn)換。MAX232由單一的+5 V電源供電，只需配5個(gè)高精度10μF／50 V的鉭電容即可完成電平轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的串行信號(hào)TXD，RXD直接與上位機(jī)的串口連接。MAX232芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個(gè)部分：
第一部分是電荷泵電路。由1，2，3，4，5，6腳和4只電容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生+12 V和-1 2 V兩個(gè)電源，提供給RS232串口電平的需要。
第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由7，8，9，10，11，12，13，14腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。其中13腳(R1in)、12腳(R1out)、11腳(T1in)、14腳(T1out)為第一數(shù)據(jù)通道。8腳(R2in)、9腳(R2out)、10腳(T2in)、7腳(T2out)為第二數(shù)據(jù)通道。TTL／COMS數(shù)據(jù)從T1in，T2in輸入轉(zhuǎn)換成RS 232數(shù)據(jù)從T1out，T2out送到電腦DB9插頭；DB9插頭的RS 232數(shù)據(jù)從R1in，R2in輸入轉(zhuǎn)換成TTL／COMS數(shù)據(jù)后從R1out，R2out輸出。
第三部分是供電。1 5腳GND、16腳VCC(+5 V)。

1．6 RS 232的不足之處
(1)傳輸距離有限，實(shí)際最大傳輸距離只有50 m。
(2)傳輸速率較低，在異步傳輸時(shí)，速率最大為19 200 b。
(3)接口使用一根信號(hào)線和一根信號(hào)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。
1．7 消除干擾噪聲的主要方法
針對以上所述RS 232易產(chǎn)生共模干擾的問題，常用的解決方法主要是采用光隔離器，光隔離器穿過一個(gè)隔離的屏障來傳輸信號(hào)。一個(gè)光隔離器由一個(gè)光敏電阻耦合的發(fā)光二極管構(gòu)成。流過發(fā)光二極管的電流使得它以可見光或者紅外線的方式釋放能量。這些能量將這個(gè)光敏電阻打開，導(dǎo)致在這個(gè)電阻的發(fā)射極和集電極之間的低阻抗。這個(gè)發(fā)光二極管的基極可以留著沒有連接。從基極到發(fā)射極加入一個(gè)電阻可以導(dǎo)致更快的開關(guān)速度，但是輸出電流更低。

2 結(jié)語
Rs 232串口通信是PC機(jī)和單片機(jī)之間信息傳遞的樞紐，一切數(shù)據(jù)和指令的傳輸必須由RS 232串口來完成。針對RS 232存在的不足之處加以改進(jìn)之后，RS 232使得PC機(jī)和單片機(jī)之間能高效地通信，采用電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232實(shí)現(xiàn)TTL邏輯電平和RS 232電平之間的相互轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換之后的串行信號(hào)TXD，RXD直接與PC機(jī)的串口連接，如此連接，既可體現(xiàn)出單片機(jī)的靈活控制功能，又可發(fā)揮出PC機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算和顯示功能，有利于對現(xiàn)場信號(hào)的實(shí)時(shí)采集、處理和監(jiān)控，確保了良好的人機(jī)界面的交互性。