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串口通信基本接线方法

导读: 串口调试时,准备一个好用的调试工具,如串口调试助手、串口精灵等,有事半功倍之效果; 强烈建议不要带电插拨串口,插拨时至少有一端是断电的,否则串口易损坏

串口通信基本接线方法  
 
  目前较为常用的串口有9针串口(DB9)和25针串口(DB25),通信距离较近时(<12m),可以用电缆线直接连接标准RS232端口(RS422,RS485较远),若距离较远,需附加调制解调器(MODEM)。最为简单且常用的是三线制接法,即地、接收数据和发送数据三脚相连,本文只涉及到最为基本的接法,且直接用RS232相连。

1.DB9和DB25的常用信号脚说明

  9针串口(DB9) 25针串口(DB25)
  针号 功能说明 缩写 针号 功能说明 缩写
  1 数据载波检测 DCD 8 数据载波检测 DCD
  2 接收数据 RXD 3 接收数据 RXD
  3 发送数据 TXD 2 发送数据 TXD
  4 数据终端准备 DTR 20 数据终端准备 DTR
  5 信号地 GND 7 信号地 GND
  6 数据设备准备好 DSR 6 数据准备好 DSR
  7 请求发送 RTS 4 请求发送 RTS
  8 清除发送 CTS 5 清除发送 CTS
  9 振铃指示 DELL 22 振铃指示 DELL

2.RS232C串口通信接线方法(三线制)

  首先,串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现:同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连,两个串口相连或一个串口和多个串口相连 

     · 同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连 对9针串口和25针串口,均是2与3直接相连;
  · 两个不同串口(不论是同一台计算机的两个串口或分别是不同计算机的串口)
  上面表格是对微机标准串行口而言的,还有许多非标准设备,如接收GPS数据或电子罗盘数据,只要记住一个原则:接收数据针脚(或线)与发送数据针脚(或线)相连,彼此交叉,信号地对应相接,就能百战百胜。

3.串口调试中要注意的几点

  串口调试时,准备一个好用的调试工具,如串口调试助手、串口精灵等,有事半功倍之效果; 强烈建议不要带电插拨串口,插拨时至少有一端是断电的,否则串口易损坏。

        单工、半双工和全双工的定义

  如果在通信过程的任意时刻,信息只能由一方A传到另一方B,则称为单工。
  如果在任意时刻,信息既可由A传到B,又能由B传A,但只能由一个方向上的传输存在,称为半双工传输。
  如果在任意时刻,线路上存在A到B和B到A的双向信号传输,则称为全双工。
  电话线就是二线全双工信道。 由于采用了回波抵消技术,双向的传输信号不致混淆不清。双工信道有时也将收、发信道分开,采用分离的线路或频带传输相反方向的信号,如回线传输。

  奇偶校验     

  串行数据在传输过程中,由于干扰可能引起信息的出错,例如,传输字符‘E’,其各位为:
  0100,0101=45H
  D7 D0
  由于干扰,可能使位变为1,这种情况,我们称为出现了“误码”。我们把如何发现传输中的错误,叫“检错”。发现错误后,如何消除错误,叫“纠错”。
  最简单的检错方法是“奇偶校验”,即在传送字符的各位之外,再传送1位奇/偶校验位。可采用奇校验或偶校验。
  奇校验:所有传送的数位(含字符的各数位和校验位)中,“1”的个数为奇数,如:
  1 0110,0101
  0 0110,0001
  偶校验:所有传送的数位(含字符的各数位和校验位)中,“1”的个数为偶数,如:
  1 0100,0101
  0 0100,0001

  奇偶校验能够检测出信息传输过程中的部分误码(1位误码能检出,2位及2位以上误码不能检出),同时,它不能纠错。在发现错误后,只能要求重发。但由于其实现简单,仍得到了广泛使用。
  有些检错方法,具有自动纠错能力。如循环冗余码(CRC)检错等。

串口通讯流控制

  我们在串行通讯处理中,常常看到RTS/CTS和XON/XOFF这两个选项,这就是两个流控制的选项,目前流控制主要应用于调制解调器的数据通讯中,但对普通RS232编程,了解一点这方面的知识是有好处的。那么,流控制在串行通讯中有何作用,在编制串行通讯程序怎样应用呢?这里我们就来谈谈这个问题。

  1.流控制在串行通讯中的作用


  这里讲到的“流”,当然指的是数据流。数据在两个串口之间传输时,常常会出现丢失数据的现象,或者两台计算机的处理速度不同,如台式机与单片机之间的通讯,接收端数据缓冲区已满,则此时继续发送来的数据就会丢失。现在我们在网络上通过MODEM进行数据传输,这个问题就尤为突出。流控制能解决这个问题,当接收端数据处理不过来时,就发出“不再接收”的信号,发送端就停止发送,直到收到“可以继续发送”的信号再发送数据。因此流控制可以控制数据传输的进程,防止数据的丢失。 PC机中常用的两种流控制是硬件流控制(包括RTS/CTS、DTR/CTS等)和软件流控制XON/XOFF(继续/停止),下面分别说明。

  2.硬件流控制


  硬件流控制常用的有RTS/CTS流控制和DTR/DSR(数据终端就绪/数据设置就绪)流控制。
  硬件流控制必须将相应的电缆线连上,用RTS/CTS(请求发送/清除发送)流控制时,应将通讯两端的RTS、CTS线对应相连,数据终端设备(如计算机)使用RTS来起始调制解调器或其它数据通讯设备的数据流,而数据通讯设备(如调制解调器)则用CTS来起动和暂停来自计算机的数据流。这种硬件握手方式的过程为:我们在编程时根据接收端缓冲区大小设置一个高位标志(可为缓冲区大小的75%)和一个低位标志(可为缓冲区大小的25%),当缓冲区内数据量达到高位时,我们在接收端将CTS线置低电平(送逻辑0),当发送端的程序检测到CTS为低后,就停止发送数据,直到接收端缓冲区的数据量低于低位而将CTS置高电平。RTS则用来标明接收设备有没有准备好接收数据。
  常用的流控制还有还有DTR/DSR(数据终端就绪/数据设置就绪)。我们在此不再详述。由于流控制的多样性,我个人认为,当软件里用了流控制时,应做详细的说明,如何接线,如何应用。

  3.软件流控制


  由于电缆线的限制,我们在普通的控制通讯中一般不用硬件流控制,而用软件流控制。一般通过XON/XOFF来实现软件流控制。常用方法是:当接收端的输入缓冲区内数据量超过设定的高位时,就向数据发送端发出XOFF字符(十进制的19或Control-S,设备编程说明书应该有详细阐述),发送端收到XOFF字符后就立即停止发送数据;当接收端的输入缓冲区内数据量低于设定的低位时,就向数据发送端发出XON字符(十进制的17或Control-Q),发送端收到XON字符后就立即开始发送数据。一般可以从设备配套源程序中找到发送的是什么字符。
  应该注意,若传输的是二进制数据,标志字符也有可能在数据流中出现而引起误操作,这是软件流控制的缺陷,而硬件流控制不会有这个问题。
 

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