如何编写RS232的串行通讯 软件.doc

通讯：不同的独立系统经由线路互相交换数据网络：整个通讯的线路交换信息的系统若为计算机系统，则称之为计算机网络通讯通讯的目的是数据的交换传送端：就是将数据经由一定的程序与线路传送出去接收端：依照协议好的方式将数据收集起来并存储或显示在画面上。通讯的主要目的在于将数据从某端传送到另一端，实现数据的交换。一个完整的通讯系统包括传送端、接受端、转换数据的接口及传送数据的实际信道或媒体。数据终端设备：data terminal equipment DTE：传送与接收的节点数据交换设备：data switching equipment DSE：数据通讯设备data communication equipment 、DCE：负责数据与电气讯号转换的设备通讯的种类及比较：通讯分为并行传输的通讯（parallel communication），：一次传输量为8个位，一个字节；串行传输式的通讯（serial communication）：一次只能传输一个位有RS232通讯RS485.通讯：这个适合工业使用；USB界面：Universal serial bus；通用串行总线：IEEE 1394：传输速度比usb的传输速度要高很多。1.3串行通讯讯号定义与字码：在RS232的规范中，电压在+3v到15V（一般使用6V）之间成为“0”，一般用途是作为on，电压在-3V到-15V （一般使用-6V）之间成为“1”，一般用途是作为off.有时侯以“high”或“Low”表示。以RS232来说：讯号要被传送，个人计算机的讯号采集卡等装置，其低电位是0.7V以下。高电位在2.1V以上。由于两部计算机之间的讯息传递是在一连串的高低电平准位之间进行的，每一个电压准位可以当成一个状态，这个状态坑内是0，也可能是1.计算机里面将每一个0或1称作一个位，而8个位则形成一个字节。将8个字节合起来后，会共有256种数值。值从0到255.而在计算机中有一个ASCII吗，将这256种组合情况分别代表256中字符或句柄；而通讯的进行便是这256个字符或句柄的交换。键盘上的按键大部分是可见的，这些字符集中在ASCII,码的前128，而超过ASCII128的字符时不可见字符。在我们的个人计算机屏幕上是看不到的，此部分的字符有成为二进制数据。比如所传输的字节的电位讯号：01001100，是以二进制的形式表示的，它会是16位的4C，也就是10进制的76，照ASCII码对照表，寻找的话，可以发现代表的字符是L。脚位意义与方向串行通讯：可以分为同步式synchronous，与异步式asynchronous。同步式：在通讯的两端使用同步讯号作为通讯的依据，而异步式则使用起始位（start bit）及停止位（stop bit）作为通讯的判断。现在使用的多是异步传输，使用9支脚就够用了。如果采用同步传输则使用25个脚。脚位简写意义Pin1CD载波侦测（carrier detect）Pin2RXD接受字符（receive）Pin3TXD传送字符（transmit）Pin4DTR数据段备妥。（data terminal ready）Pin5GND地线 GroundPin6DSR数据备妥，（data set ready）Pin7RTS要求传送（request to send）Pin8CTS清除以传送（clear to send）Pin 9 RI 响铃侦测（ringindicator）RS232，9脚定义如上RS232的每一支脚位都有它的功用，也有它讯号流动的方向1：CD:此脚位是由调制解调器控制，当电话接通之后，传送的讯号是载在载波讯号上面，调制解调器利用此脚位通知计算机有载波被侦测到，（即表示现在是在线上，ON LINE）；而载波被侦测到时才可保证此时是处于联机的状态；若计算机为收到此信号，均会响应信息，并将Modem挂线（hang up）2;RXD: 此脚位会将远程所传送过来的数据接收进来，在接收的过程中，由于数据是以数字形式传送，读者可以再modem的RXD的、灯号上看到明灭交错，此即为0、1交替所产生的现象，也就是电位高低所产生的现象3：此脚位将计算机所欲传送出去的数据传送出去，在传送的过程中，由于数据是以数字型式传送，读者可以再modem的TXD灯号上看到明灭交错，此即为0、1交替所产生的现象，也就是电位高低所产生的现象。DTR：此脚位有计算机控制，用以通知modem可以进行传输，高电平时表示计算机已经准备就绪，随时可以接受数据。5：GND；此脚位为地线。作为计算机与modem之间的准位参考，两端设备的地线准位必须一样，否则会产生回路（Ground Loop），使得讯号因为准位的不同而产生偏移，也会导致结果失常。Rs232数据在传输上市采用单接点（single end）式的讯号是、传送方式，其特点是讯号的准位，乃是参考地线准位而来，因而传输双方的地线才必须连接在一起，以避免准位的不同而造成数据的错误。6：此脚位有modem控制，modem用这支脚位的高电平通知计算机一切均准备就绪，可以传送数据过来。7：RTS：此脚位有计算机控制，用以通知modem马上传输数据至计算机，当modem收到此信息后，便会将它由电话线上收到的数据传送给计算机：而在此之前若有数据传送至modem则会暂存在缓冲区（Buffer）中8；CTS；此脚位有modem控制，用以通知计算机将欲传送的数据送至modem，当计算机收到此脚位之讯号，即将准备送出之数据送至modem，而modem则将计算机送过来的数据由电话线送出9：RI；modem通知计算机有电话进来，是否接听电话则有计算机决定，如果计算机设定modem为自动应答模式，则modem在听到一定的响铃之后即会自动接听电话。计算机传输数据给modem时，具体做法1：DSR升高：modem将计算机的通讯端口上的DSR脚位电位升高，表示modem已经准备好接收由计算机串行端口传过来的数据了2：DTR升高：计算机将DTR脚位的电位升高，表示计算机也已经将数据准备妥当3:RTS升高：计算机将RTS电位升高，告诉modem计算机即将开始传送数据。4：modem将RTS脚位升高，通知计算机可以开始传送数据5:接着计算机就开始将数据传送到调制解调器去，当调制解调器收到数据后，便会将所收到的数据有电话线传出去计算机接收数据1：modem将计算机通讯端口上的DSR脚位电位升高，表示modem已经准备好了2；此时有电话自电话线中传过来，RI脚位发生变化3：计算机将DTR电位升高，告诉modem计算机可以传送数据，此信号准位一直维持至断线为止4；modem交握完成后，modem会侦测到载波讯号5：modem:开始将由线上收到的数据传送到计算机上去工作模式通讯的形成是两方的数据互相交流，流动当然是经由一定的线路来达到其目的。单工：半双工（half duplex）全双工（full duplex）单接点式（single -ended）输入:其讯号校准位乃是参考到地线而得，分别作为数据的传送及接收，因此是全双工的模式，这种参考到地线而得到的讯号校准位的传导方式差动式（differential）输入：两条线路是一个讯号校准位的正负端，真正的讯号必须是两条线路的相减得到的，因此在一个时间点内，只有一个方向的数据在传送，也就形成了的半双工的工作模式，这种不参考地线而由两条讯号准位相减，以得到讯号准位的传导方式。速度及流量控制RS232通常用来作异步传输，既然是异步传输，双方要有一个参考的同时钟当做基准。串口通讯的传输受到通讯双方配备性能及通信线路之线性所左右。我们通常将传输速度称为bps，指的就是每一秒传送的位数（Bit per Second）异步串行口传输IC称为UART（universal asynchronous receive transmit），如果该IC亦可时作同步传输，则称为USART（universal synchronous/asynchronous receive transmit）。串行数据的流动方式：当数据要由A设备传到B设备前，数据会先被送到A设备的数据缓冲区，接着再由缓冲区将数据由RS232线路传送到B设备，同样的，当数据经由硬件限路传送到B设备时，数据首先会送到接受缓冲区，而设备B的CPU再到接收缓冲区将数据读取并处理。流量控制：是为了保证传输双方都能正确的收送数据而不会漏失，通讯传输时，传送速度若大于接收的速度，则接收缓冲区必定会在一定的时间后出现，满溢（over flow）。就会造成数据的漏失接收方必须有一个方法告诉传送端何时传送，而又于何时暂停传送，以便接收端有充裕的时间可以处理数据：此为流量控制，一般称为交握（HandShaking）交握分为两种：硬件交握和软件交握硬件交握：使用DSR（6脚），CTS（8脚），DTR（4脚），RTS（7脚）DSR（6脚），CTS（8脚），指的是计算机上的RS232；DTR（4脚），RTS（7脚）则是被控制的设备端，此被控端，可能是调制解调器、噪音计、电源供应器等等具有RS232的通讯接口的设备。通过此四条线的交互作用，计算机主控端与被控的设备端，可以进行数据的交流。例如：计算机正在传送数据给设备C，设备C的处理速度不够快，这样一定会造成缓冲区满溢解决：1：设备C必须将相对于计算机上的DSR脚位降为低电压，2：计算机侦测到DSR的脚位为低电平时，暂停数据的传输，同时设备C亦会继续处理位于缓冲区的数据3：带设备C的接收缓冲区数据量下降到一定的程度之后，设备C会将DSR的脚位的电压准位升高。4：计算机侦测到DSR的脚位为高电平后，随即继续给设备C传送数据。例如：设备C正在传送数据给计算机，计算机的处理速度不够快，这样一定会造成缓冲区满溢解决方法：1：计算机将DTR讯号，降为低电压。2：设备C侦测到DTR脚位为低电平后，暂停数据的传输，同时计算机亦会继续处理位于缓冲区的数据。3：待到计算机的接收缓冲区数据下降到一定程度后，计算机将DTR脚位的电压准位升高：4：设备C一侦测到DTR脚位为高电平后，随即继续给计算机传送数据。软件交握：以数据线上的数据讯号来代替实际的硬件线路，软件交握最常用的就是XON/XOFF；在XON/XOFF协议中，若接收端欲使传送端暂停数据的传送，它变向传送端送出一个ASCII第19号字符（16进位是13）；而欲恢复传送时，便向传送端送出ASCII第17号字符（16进位是11），二个字符的交互使用，便可以控制传送端的传送动作了。例如：例如：计算机正在传送数据给设备C，设备C的处理速度不够快，这样一定会造成缓冲区满溢解决：1：设备C在本身输入缓冲区快满时，送出ASCII码19通知计算机暂停数据的传输。2：计算机收到该字符后，暂停数据的 传输；同时设备C亦会继续处理位于缓冲区的数据。3：待设备C的接收缓冲区数据量下降到一定程度后，设备C将送ACSII码17至计算机，告诉计算机可以继续传送数据4：计算机收到该字符后，继续传送数据至设备C。例如：设备C正在传送数据给计算机，计算机的处理速度不够快，这样一定会造成缓冲区满溢解决方法：1：计算机在本身输入缓冲区快满时，送出ASCII码19通知设备C暂停数据的传输。2：设备C收到该字符后，暂停数据的 传输；同时计算机亦会继续处理位于缓冲区的数据。3：待计算机的接收缓冲区数据量下降到一定程度后，计算机将送ACSII码17至计算机，告诉设备C可以继续传送数据4：设备C收到该字符后，继续传送数据至计算机。通讯端口的初始化：1：数据的传送单位：串行通讯端口所传送的数据是字符型态，工业界使用到的有ASCII字符码以及JJS字符码。ASCII码使用了8个位形成一个字符，JJS码则以7个位形成一个字符。不同的情形下，会使用不同的数据单位，使用了多少个位合成一个字节必须先行确定。2：起始位及停止位：当双方准备要开始传送数据时，发送端会在所送出的字符前后分别加上低电位的起始位以及高电平的停止位。接收端会依起始位及停止位的设定确实地接收到字符。当加入了起始位及停止位才比较容易达到多字符的接收能力，起始位固定为1个位，而停止位则有1、1.5、2个位等多种选择，只要通讯双方协议通过即可。3 同位位的检查：同位位是用来检查所传送的数据的正确性的一种核对码。这之中分为奇同位（Odd Parity）以及偶同位（Even Parity）两种，分别是检查字符码中1的数目是奇数还是偶数。以偶同位为例：A的ASCII码是41H，二进制表示01000001，其中1的个数是2，因此同位位便是0.使1的数目保持偶数。串行通讯的数据格式为 起始位 + 传送字符 + 同位位 + 停止位假设在传输时用了1个起始位，传送字符为8个位，1个停止位，不使用同位位检查，这时，每次所传输的数据位格式位：1个起始位+8个数据位+0个同位位+1停止位总共有10个位，所以此时最小的传输单元是以10位为单位。如果采用不同的数据位数，同位位检查，停止位，则每次传输的字节的位数也不同。1个起始位+8个数据位+0个同位位+1停止位1+8+1=10；若采用19200bps的传输速度，则每一秒传输19200/10=1920(byte)计算机设备上的RS232的脚位必定是公头，当然连接线就是母头。跳线的实际意义，就是一个传送的讯号必须到达对方的接收脚位，如此才能形成一个完整的通路，所以通路的形成就是将一方的传送与接收的脚位对调。错误的预防：使用校验码：check Sum。Check sum的方法就是讲所有要传送的字符的ASCII码作一总的计算，计算其总和后将此数