RS232串口作業(yè)要點

1、rs232串口通信一、rs232總線是什么？個人計算機上的通訊接 口之一,由 電子工業(yè)協(xié)會(electronic industries association , eia)所制定的異步傳輸標(biāo)準接口。通常 rs-232接口以9個引腳(db-9)或是25個引腳(db-25)的型態(tài)出 現(xiàn)，一般個人計算機上會有兩組 rs-232接口，分別稱為com1和com2。rs-232-c 是美國電子工業(yè)協(xié)會 eia (electronic industry association )制定的一種串行物理接口標(biāo)準。 rs是英文 推薦標(biāo)準” 的縮寫，232為標(biāo)識號，c表示修改次數(shù)。rs-232-c總線標(biāo)準設(shè)有 25條

2、信號線，包括一個主通道和一個輔助通道。在多數(shù)情況下主要使用主通道，對于一般雙工通信，僅需幾條信 號線就可實現(xiàn)，如一條發(fā)送線、一條接收線及一條地線。rs-232-c 標(biāo)準規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸速率為 50、75、100、150、300、 600、1200、2400、4800、9600、19200、38400 波特。rs-232-c標(biāo)準規(guī)定，驅(qū)動器允許有2500pf的電容負載，通信距 離將受此電容限制，例如，采用150pf/m的通信電纜時，最大通信 距離為15m;若每米電纜的電容量減小,通信距離可以增加。傳輸距 離短的另一原因是rs-232屬單端信號傳送，存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問題，因此一般用于

3、20m以內(nèi)的通信。rs232 （9針）接口電氣特性eia-rs-232c對電氣特性、邏輯電平和各種信號線功能都作了規(guī)在txd和rxd上：邏輯 1（mark尸-3v -15v邏輯 0（space）=+3 +15v在rts、cts、 dsr、 dtr和dcd等控制線上：信號有效（接通，on狀態(tài)，正電壓）=+3v+15v信號無效（斷開，off狀態(tài)，負電壓）=-3v-15v以上規(guī)定說明了 rs-232c標(biāo)準對邏輯電平的定義。對于數(shù)據(jù)（信 息碼）：邏輯1”（傳號）的電平低于-3v,邏輯0（空號）的電平高 于+3v:對于控制信號;接通狀態(tài)（on）即信號有效的電平高于+3v, 斷開狀態(tài)（off）即信號無效的

4、電平低于-3v,也就是當(dāng)傳輸電平的 絕對值大于3v時，電路可以有效地檢查出來，介于-3+3v之間的 電壓無意義，低于-15v或高于+15v的電壓也認為無意義，因此，實 際工作時，應(yīng)保證電平在 土（315） v之間。eia rs-232c 與ttl轉(zhuǎn)換：eia rs-232c 是用正負電壓來表示 邏輯狀態(tài)，與ttl以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因此，為 了能夠同計算機接口或終端的 ttl器件連接，必須在eia rs-232c 與ttl電路之間進行電平和邏輯關(guān)系的變換。實現(xiàn)這種變換的方法 可用分立元件，也可用集成電路芯片。目前較為廣泛地使用集成電路 轉(zhuǎn)換器件，如mc1488、sn75150芯片

5、可完成ttl電平到日a電平 的轉(zhuǎn)換，而mc1489、sn75154可實現(xiàn) 日a電平到ttl電平的轉(zhuǎn)換。max232芯片可完成ttleia雙向電平轉(zhuǎn)換。缺點：(1)接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因為與ttl電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與 ttl電路連接。(2)傳輸速率較低，在異步傳輸時，波特率為 20kbps;因此在 cpld開發(fā)板中，綜合程序波特率只能采用19200,也是這個原因。(3)接口使用一根信號線和一根信號返回線而構(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。(4)傳輸距離有限，最大傳輸距離標(biāo)準值為50英尺，實際上也只 能用在15米左右。

6、:、通信的分類：通信的含義是什么?通信，指人與人或人與自然之間通過某種行為或媒介進行的信息交流 與傳遞，從廣義上指需要信息的雙方或多方在不違背各自意愿的情況 下無論采用何種方法，使用何種媒質(zhì)，將信息從某方準確安全傳送到 另方。1 .按傳輸媒質(zhì)分類有線通信：是指傳輸媒質(zhì)為導(dǎo)線、電纜、光纜、波導(dǎo)、納米材料 等形式的通信，其特點是媒質(zhì)能看得見，摸得著 （明線通信、電纜通 信、光纜通信、光纖光纜通信）無線通信：是指傳輸媒質(zhì)看不見、摸不著 （如電磁波）的一種通信 形式（微波通信、短波通信、 移動通信、衛(wèi)星通信、 散射通信）2 .按信道中傳輸?shù)男盘柗诸惸M信號:凡信號的某一參量（如連續(xù)波的振幅、頻率、相位

7、，b 沖波的振幅、寬度、位置等）可以取無限多個數(shù)值，且直接與消息相 對應(yīng)的，模擬信號有時也稱連續(xù)信號。這個連續(xù)是指信號的某一參量可以連續(xù)變化。數(shù)字信號:凡信號的某一參量只能取有限個數(shù)值，并且常常不直 接與消息相對應(yīng)的，也稱離散信號。3 .按工作頻段分類長波通信中波通信。短波通信。微波通信。4 .按調(diào)制方式分類基帶傳輸：是指信號沒有經(jīng)過調(diào)制而直接送到信道中去傳輸?shù)耐ㄐ欧绞筋l帶傳輸：是指信號經(jīng)過調(diào)制后再送到信道中傳輸，接收端有相應(yīng)解調(diào)措施的通信方式5 .按按通信雙方的分工及數(shù)據(jù)傳輸方向分類對于點對點之間的通信，按消息傳送的方向,通信方式可分為單 工通信、半雙工通信及全雙工通信三種。所謂單工通信，是

8、指消息只能單方向進行傳輸?shù)囊环N通信工作方 式。單工通信的例子很多，如廣播、遙控、無線尋呼等。這里，信號 （消息）只從廣播發(fā)射臺、遙控器和無線尋呼中心分別傳到收音機、 遙控對象和bp機上。所謂半雙工通信方式，是指通信雙方都能收發(fā)消息，但不能同時 進行收和發(fā)的工作方式。對講機、收發(fā)報機等都是這種通信方式。所 謂全雙工通信，是指通信雙方可同時進行雙向傳輸消息的工作方式。在這種方式下，雙方都可同時進行收發(fā)消息。很明顯，全雙工通信的 信道必須是雙向信道。生活中全雙工通信的例子非常多，如普通電話、 手機等。6:、串行傳輸與并行傳輸串行傳輸：串行傳輸是指數(shù)據(jù)的二進制代碼在一條物理信道上以 位為單位按時間順序

9、逐位傳輸?shù)姆绞?。串行傳輸時，發(fā)送端逐位發(fā)送， 接收端逐位接受，同時，還要對所接受的字符進行確認，所以收發(fā)雙 方要采取同步措施。串行傳輸相對并行傳輸而言,傳輸速度慢，但只需一條物理信道， 線路投資小，易于實現(xiàn)，特別適合遠距離傳輸。串行傳輸是目前數(shù)據(jù) 傳輸?shù)闹饕绞?。?shù)據(jù)的傳輸在一條信號線路上按位進行的傳輸方式。并行傳輸：并行傳輸是在傳輸中有多個數(shù)據(jù)位同時在設(shè)備之間進行的傳輸.一個編了碼的字符通常是由若干位二進制數(shù)表示，如用ascii碼編碼的符號是由8位二進制數(shù)表示的，則并行傳輸ascii編碼 符號就需要8個傳輸信道，使表示一個符號的所有數(shù)據(jù)位能同時沿著 各自的信道并排的傳輸.并行傳輸時，一次可以

10、傳一個字符，收發(fā)雙 方不存在同步的問題。而且速度快、控制方式簡單。但是，并行傳輸 需要多個物理通道。所以并行傳輸只適合于短距離、 要求傳輸速度快 的場合使用。三、串行通信的有關(guān)問題：同步通信同步通信是一種連續(xù)串行傳送數(shù)據(jù)的通信方式，一次通信只傳送 一幀信息。這里的信息幀與異步通信中的字符幀不同,通常含有若干 個數(shù)據(jù)字符。它們均由同步字符、數(shù)據(jù)字符和校驗字符（crc）組成。其中同 步字符位于幀開頭，用于確認數(shù)據(jù)字符的開始。數(shù)據(jù)字符在同步字符 之后，個數(shù)沒有限制，由所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊長度來決定;校驗字符有 1到2個，用于接收端對接收到的字符序列進行正確性的校驗。同步通信的缺點是要求發(fā)送時鐘和接收時鐘

11、保持嚴格的同步。異步通信異步通信中，在異步通信中有兩個比較重要的指標(biāo)：字符幀格式 和波特率。數(shù)據(jù)通常以字符或者字節(jié)為單位組成字符幀傳送。 字符幀 由發(fā)送端逐幀發(fā)送，通過傳輸線被接收設(shè)備逐幀接收。發(fā)送端和接收 端可以由各自的時鐘來控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收， 這兩個時鐘源彼此獨 立、互不同步。接收端檢測到傳輸線上發(fā)送過來的低電壬邏輯 0（即字符幀起始 位）時，確定發(fā)送端已開始發(fā)送數(shù)據(jù)，每當(dāng)接收端收到字符幀中的停 止位時，就知道一幀字符已經(jīng)發(fā)送完畢。數(shù)據(jù)傳輸率數(shù)據(jù)傳輸率是指單位時間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘?，可用比特率和波特?來表示。比特率:比特率是指每秒傳輸?shù)亩M制位數(shù)，用 bps （bit/s）表 示。波特率

12、:波特率是指每秒傳輸?shù)姆枖?shù),若每個符號所含的信 息量為1比特，則波特率等于比特率。在計算機中,一個符號的含義 為高低電平,它們分別代表邏輯 1”和邏輯0”，所以每個符號所含的 信息量剛好為1比特，因此在計算機通信中，常將比特率稱為波特率, 即：1波特（b） = 1比特（bit） = 1位/秒（1bps）例如：電傳打字機最 快傳輸率為每秒10個字符/秒,每個字符包含11個二進制位，則數(shù)據(jù)傳 輸至為：11位/字符x10個字符/秒=110位/秒=110波特（baud）計算機 中常用的波特率是:110、300、600、1200、2400、4800、9600、 19200、28800、33600,目前

13、最高可達 56kbps.位時間td位時間是指傳送一個二進制位所需時間，用 td表示。td = 1/返 特率=1/b例如：b=110波特/秒, 則 td = 1/110 =0.0091ms發(fā)送時鐘和接收時鐘在串行通信中,二進制數(shù)據(jù)以數(shù)字信號的信號形式出現(xiàn)，不論是發(fā)送還是接收，都必須有時鐘信號對傳送的數(shù)據(jù)進行定位。在 ttl標(biāo) 準表示的二進制數(shù)中，傳輸線上高電平表示二進制 1,低電平表示二 進制0,且每一位持續(xù)時間是固定的，由發(fā)送時鐘和接收時鐘的頻率 決定。發(fā)送時鐘發(fā)送數(shù)據(jù)時，先將要發(fā)送的數(shù)據(jù)送入移位寄存器，然后在發(fā)送時 鐘的控制下，將該并行數(shù)據(jù)逐位移位輸出。通常是在發(fā)送時鐘的下降 沿將移位寄存器

14、中的數(shù)據(jù)串行輸出，每個數(shù)據(jù)位的時間間隔由發(fā)送時 鐘的周期來劃分。接收時鐘在接收串行數(shù)據(jù)時，接收時鐘的上升沿對接收數(shù)據(jù)采樣，進行數(shù) 據(jù)位檢測,并將其移入接收器的移位寄存器中, 最后組成并行數(shù)據(jù)輸 出。波特率因子接收時鐘和發(fā)送時鐘與波特率有如下關(guān)系:f = n xb這里f是發(fā)送時鐘或接收時鐘的頻率；b是數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈?n稱為波提 生因子。設(shè)發(fā)送或接收時鐘的周期為 tc,頻率為f的位傳輸時間為 td,貝u: tc = 1/f, td = 1/b 得到：tc = td /n在實際串行通信中, 波特率因子可以設(shè)定。在異步傳送時，n = 1 , 16, 64,實際常采用n = 16 ,即發(fā)送或接收時鐘的

15、頻率要比數(shù)據(jù)住送的波特率高n倍。在 同步通信時,波特率因子n必須等于1。四、異步通信協(xié)議：1、串行異步通信時的數(shù)據(jù)格式異步方式通信 async (asynchronous data communication ), 又稱起止式異步通信，是計算機通信中最常用的數(shù)據(jù)信息傳輸方式。 它是以字符為單位進行傳輸?shù)?，字符之間沒有固定的時間間隔要求， 而每個字符中的各位則以固定的時間傳送。收、發(fā)雙方取得同步的方法是采用在字符格式中設(shè)置起始位和停止位。在一個有效字符正式發(fā) 送前，發(fā)送器先發(fā)送一個起始位，然后發(fā)送有效字符位，在字符結(jié)束 時再發(fā)送一個停止位，起始位至停止位構(gòu)成一幀。串行異步傳輸時的數(shù)據(jù)格式: 起始

16、位：起始位必須是持續(xù)一個比特時間的邏輯0”電平，標(biāo)志傳送一個字符的開始。數(shù)據(jù)位:數(shù)據(jù)位為5-8位，它緊跟在起始位之后，是被傳送字 符的有效數(shù)據(jù)位。傳送時先傳送字符的低位，后傳送字符的高位。數(shù)_ 據(jù)位究竟是幾位，可由硬件或軟件來設(shè)定。 奇偶位：奇偶校驗位僅占一位,用于進行奇校驗或偶校驗,也 可以不設(shè)奇偶位。停止位：停止位為1位、1.5位或2位，可有軟件設(shè)定。它一定是邏輯1”電平，標(biāo)志著傳送一個字符的結(jié)束。 空閑位：空閑位表示線路處于空閑狀態(tài)，此時線路上為邏輯1” 電平?？臻e位可以沒有，此時異步傳送的效率為最高。2、串行異步通信時的數(shù)據(jù)接收串行異步通信時,接收方不斷地檢測或監(jiān)視串行輸入線上的電平

17、變化，當(dāng)檢測到有效起始位出現(xiàn)時，便知道接著是有效字符位的到來， 并開始接收有效字符，當(dāng)檢測到停止位時，就知道傳輸?shù)淖址Y(jié)束了。 經(jīng)過一段隨機時間間隔之后，又進行下一個字符的傳送過程。通常接收端的采樣時鐘周期要比傳輸字符的位周期短, 常用的采樣時鐘頻 莖為位頻率的16倍，采取這種措施是為了提高抗干擾能力，參看圖8.19所示。從圖中可知，傳輸字符的位周期 td等于采樣時鐘周期tc 的16倍。接收器的采樣時鐘的每個上升沿對輸入信號進行采樣，檢驗接收數(shù)據(jù)線上的低電平是否保持8或9個連續(xù)的時鐘周期,以確定傳輸 線上的低電平是否是真的起始位。這樣就可以避免噪聲干擾引起的誤 操作，從而刪除假的起始位。相當(dāng)精

18、確地確定起始位的中間點，從而 提供一個時間基準，從這個基準開始，每隔 16個tc對其余數(shù)據(jù)位采 樣，以確保傳輸數(shù)據(jù)的正確性。異步通信的特點： 起上式異步通信協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)對收發(fā)雙方的時鐘同步要求不 高，即使收、發(fā)雙方的時鐘頻率存在一定偏差.只要不使接收器在一個字符的起始位之后的采樣出現(xiàn)錯位現(xiàn)象，則數(shù)據(jù)傳輸仍可正常進 行。因此，異步通信的發(fā)送器和接收器可以不用共同的時鐘，通信的 雙方可以各自使用自己的本地時鐘。 實際應(yīng)用中，串行異步通信的數(shù)據(jù)格式,包括數(shù)據(jù)位的位數(shù)、 校驗位的設(shè)置以及停止位的位數(shù)都可以根據(jù)實際需要，通過可編程用_行接口電路,用軟件命令的方式進行設(shè)置。在不同傳輸系統(tǒng)中，這些 通信格式

19、的設(shè)定完全可以不同；但在同一個傳輸系統(tǒng)的發(fā)送方和接收 方的設(shè)定必須一致，否則將會由于收、發(fā)雙方約定的不一致而造成數(shù) 據(jù)傳輸?shù)腻e誤與混亂。串行異步通信中,為發(fā)送一個字符需要一些附加的信息位，如 起始位、校驗位和停止位等。這些附加信息位不是有效信息本身，它 們被稱為額外開銷或通信開銷，這種額外開銷使通信效率降低。例如 一個字符由7位組成，加上一位起始位、一位校驗位和一位停止位，發(fā)送一個字符必須發(fā)送10位，而其中只有7位是有效的，其余3位不 是有效的，使通信能力的30%成了額外開銷。所以異步通信適用于傳 送數(shù)據(jù)量較少或傳輸要求不高的場合。對于快速、大量信息的傳輸， 一般采用通信效率較高的同步通信方式

20、。串行異步通信依靠對每個字符設(shè)置起始位和停止位的方法，使 通信雙方達到同步。五、rs232的實物圖，引腳名稱連接方式:rs232端口引腳定義(db 9)pin no.1 dcd載波檢測2 rxd接收數(shù)據(jù)3 txd發(fā)送數(shù)據(jù)4 dtr數(shù)據(jù)終端準備好5 sg信號地6 dsr數(shù)據(jù)準備好7 rts請求發(fā)送8 cts允許發(fā)送9 ri振鈴提示designation descriptioninput/。input 1 dcddata carrier detectinput 2 rxdreceive datai叩ut 3 txdtransmit dataoutput 4 dtrdata terminal rea

21、dy output 5gndground - 6 dsrdata set readyinput 7 rtsrequest to sendoutput 8 ctsclear to sendinput 9 riincoming callinput4 fi.煙f （孔55647887ttl電平與 rs232電平的轉(zhuǎn)換電路圖:vcc六：單片機與pc機的通信：我的設(shè)計是采用stc89c5彈片機作為下位機，pc機作為上位機。二者通過rs-232串行口接受或上傳數(shù)據(jù)。我們要實現(xiàn)串口通信是通過pc機發(fā)出信號，然后經(jīng)過數(shù)碼管顯示。在本設(shè)計中，選用鍵盤輸入數(shù)據(jù)，共采用四個鍵盤和四個八段led數(shù)碼管顯示。四個鍵盤分

22、別用來顯示、選位按鍵、加一按鍵和減一按鍵，而四個八段led數(shù)碼管分別顯示個、十、百、千位。在顯示方面采用動態(tài)顯示。調(diào)試方面是通過串口調(diào)試助手完成數(shù)據(jù)的發(fā)送和查看 led數(shù)碼管的顯示出的數(shù)字是否與輸入一致11r e t6vela 4p hp0 7r 8lf 6ar tzlt5r4r3r2rhorn. qi-lia nxt nxkpd _jkd7aoda c de bgf a vmrd8 oo / r-6 co3 lp4 4a3 cp2 cn1 aisd6cv2r ezr sxf4,p 3xf 2p1vpxtvapgrp smp 4mp 3mp tap rq_ norrw咽tfkkk9x 1x t

23、 t/ ntn iin 7r op uhl op op ddp hp附錄二串口通信源程序#include #include #define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit ls138a = p2a2;sbit ls138b = p2a3;sbit ls138c = p2a4;sbit k1=pw4;sbit k2=pw5;sbit k3=pw6;sbit k4=pw7；char a4,m;void delay(uchar xms) uchar i,j;for(i=xms;i0;i-)for(j=110;j0;j-);code u

24、chartab=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x08,0x80,0x00;/0-9,-, 全滅void display(uchar num,uchar dat) /數(shù)碼管動態(tài)顯示p0=tabdat;switch(num)case 0:ls138a=0; ls138b=0; ls138c=0; break;break;case1:ls138a=1;ls138b=0;ls138c=0;case 2:ls138a=0; ls138b=1; ls138c=0; break;case 3:ls138a=1; ls138b=1; ls

25、138c=0; break;case 4:ls138a=0; ls138b=0; ls138c=1; break;case 5:ls138a=1; ls138b=0; ls138c=1; break;case 6:ls138a=0; ls138b=1; ls138c=1; break;case 7:ls138a=1; ls138b=1; ls138c=1; break; delay(5);void uart_init(void)scon = 0x50;用口工作方式為1 ,用行允許接收/sm0=0;/sm1=1;ren=1;tmod = 0x20; /定時器1工作在方式2pcon = 0x80; /smod = 1; 波特率加倍th1 = 0xf3; / 波特率 480