串口通信技术

1、计算机测控系统计算机测控系统李江全李江全石河子大学机电学院电气工程系石河子大学机电学院电气工程系2008年年12月月 串行通信串行通信串行通信的基本概念串行通信的基本概念 数据通信数据通信 终端与其他设备终端与其他设备(例如其他终端、计算机和外部设备例如其他终端、计算机和外部设备)通通过数据传输进行通信。过数据传输进行通信。 在计算机和终端之间的数据传输通常是靠电缆或信道上在计算机和终端之间的数据传输通常是靠电缆或信道上的电流或电压变化实现的。的电流或电压变化实现的。 数据可以通过两种方式进行传输：并行传输和串行传输。数据可以通过两种方式进行传输：并行传输和串行传输。并行通信并行通信在计算机和

2、终端之间的数据传输通常是靠电缆或信道上的电流在计算机和终端之间的数据传输通常是靠电缆或信道上的电流或电压变化实现的。如果一组数据的各数据位在多条线上同时或电压变化实现的。如果一组数据的各数据位在多条线上同时被传送，这种传输被称为并行通信。被传送，这种传输被称为并行通信。 具有具有8条通道的并行传输工作情况如图所示。条通道的并行传输工作情况如图所示。采用并行方式传送二进制信息时，每个数采用并行方式传送二进制信息时，每个数据位都需要一条单独的传输线。信息由多据位都需要一条单独的传输线。信息由多少个二进制位组成，机器就需要有多少条少个二进制位组成，机器就需要有多少条传输线，从而让二进制信息传输线，从

3、而让二进制信息(0或或1)在不同在不同的线上同时进行传送。的线上同时进行传送。 并行数据传送的特点是：并行数据传送的特点是：各数据位同时传送，传送速度快、效率高，多用在实时、各数据位同时传送，传送速度快、效率高，多用在实时、快速的场合。并行传送的数据宽度可以是快速的场合。并行传送的数据宽度可以是1位一位一128位，甚位，甚至更宽。但是有多少数据位就需要多少根数据线，因此传至更宽。但是有多少数据位就需要多少根数据线，因此传送的成本高。在集成电路芯片的内部、同一插件板上各部送的成本高。在集成电路芯片的内部、同一插件板上各部件之间、同一机箱内各插件板之间的数据传送都是并行的。件之间、同一机箱内各插件

4、板之间的数据传送都是并行的。并行数据传送的距离通常小于并行数据传送的距离通常小于30m。打印机打印机串行通信串行通信 串行通信是数据通过一根传输线逐位传送。串行通信是数据通过一根传输线逐位传送。 当信息以串行方式传送时，只使用一条传输当信息以串行方式传送时，只使用一条传输线，线， 且用脉冲传送。具体地说，是在传输线上且用脉冲传送。具体地说，是在传输线上按顺序传送表示一个数码的所有二进制位的脉冲按顺序传送表示一个数码的所有二进制位的脉冲信号，每次一位。信号，每次一位。 通常第一个脉冲信号表示数码的最低有效位，通常第一个脉冲信号表示数码的最低有效位，最后一个脉冲信号表示数码的最高有效位。最后一个脉

5、冲信号表示数码的最高有效位。 串行通信是将数据的各个位一位一位地，通过单串行通信是将数据的各个位一位一位地，通过单条条1位宽的传输线按顺序分时传送，即通信双方一次位宽的传输线按顺序分时传送，即通信双方一次传输一个二进制位。传输一个二进制位。 发送方在发送前要将并行数据转成串行数据，接发送方在发送前要将并行数据转成串行数据，接收方接收后要完成串行数据到并行数据的转换。收方接收后要完成串行数据到并行数据的转换。串行数据传送的特点是：串行数据传送的特点是：数据传送按位顺序进行，最少只需要一根传输线即可完数据传送按位顺序进行，最少只需要一根传输线即可完成，节省传输线。与并行通信相比，串行通信还有较为成

6、，节省传输线。与并行通信相比，串行通信还有较为显著的优点：传输距离长，可达到数千公里；在长距离显著的优点：传输距离长，可达到数千公里；在长距离内串行数据传送速率会比并行数据传送速率快；串行通内串行数据传送速率会比并行数据传送速率快；串行通信的通信时钟频率容易提高；串行通信的抗干扰能力十信的通信时钟频率容易提高；串行通信的抗干扰能力十分强，其信号间的互相干扰完全可以忽略。但是串行通分强，其信号间的互相干扰完全可以忽略。但是串行通信传送速度比并行通信传送速度慢，并行通信时间为信传送速度比并行通信传送速度慢，并行通信时间为T，则串行时间为则串行时间为nT。与并行通信相比，串行通信的优势与并行通信相比

7、，串行通信的优势 传输距离长，可达到数千公里传输距离长，可达到数千公里 长距离内串行数据传送速率会比并行数据传长距离内串行数据传送速率会比并行数据传送速率快，串行通信的通信时钟频率较并行送速率快，串行通信的通信时钟频率较并行通信容易提高。通信容易提高。 抗干扰能力强，串行通信信号间的互相干扰抗干扰能力强，串行通信信号间的互相干扰完全可以忽略。完全可以忽略。 费用低。费用低。 常见的串行接口有符合常见的串行接口有符合IEEE国际电气化标国际电气化标准的准的RS-422、RS-485、RS-232 C等；等；在在IBM PC系列的计算机中使用的是符合系列的计算机中使用的是符合RS-232C串行传输

8、协议的串行传输协议的RS-232C串行接口。串行接口。 串行通信的工作模式串行通信的工作模式单工形式单工形式 单工单工(Simplex)形式的数据传送是单向的。通信双方中，形式的数据传送是单向的。通信双方中，一方固定为发送端，另一方则固定为接收端。信息只能沿一一方固定为发送端，另一方则固定为接收端。信息只能沿一个方向传送，使用一根传输线。如图所示。个方向传送，使用一根传输线。如图所示。 单工形式一般用在只向一个方向传送数单工形式一般用在只向一个方向传送数据的场合。例如计算机与打印机之间的通信据的场合。例如计算机与打印机之间的通信是单工形式，因为只有计算机向打印机传送是单工形式，因为只有计算机向

9、打印机传送数据，而没有相反的数据传送。还有在某些数据，而没有相反的数据传送。还有在某些通信信道中，如单工无线发送等。通信信道中，如单工无线发送等。半双工形式半双工形式 CPUCPU通过串行接口和外围设备相接。二者之间除公共地线外，通过串行接口和外围设备相接。二者之间除公共地线外，只有一根数据传输线，某一时刻数据只能一个方向传送，这称只有一根数据传输线，某一时刻数据只能一个方向传送，这称半双工方式。半双工方式。半双工半双工(Half-duplex)通信使用同一根传输线，既可发送数据又通信使用同一根传输线，既可发送数据又可接收数据，但不能同时发送和接收。在任何时刻只能由其中可接收数据，但不能同时发

10、送和接收。在任何时刻只能由其中的一方发送数据，另一方接收数据。因此半双工形式既可以使的一方发送数据，另一方接收数据。因此半双工形式既可以使用一条数据线，也可以使用两条数据线。用一条数据线，也可以使用两条数据线。半双工通信中每端需有一个收发切换电子开关，通过切换来决定数据半双工通信中每端需有一个收发切换电子开关，通过切换来决定数据向哪个方向传输。因为有切换，所以会产生时间延迟。向哪个方向传输。因为有切换，所以会产生时间延迟。信息传输效率低信息传输效率低些。但是对于像打印机这样单方向传输的外围设备，只用此半双工方式些。但是对于像打印机这样单方向传输的外围设备，只用此半双工方式就能满足要求了，不必采

11、用全双工方式，可省一根传输线。就能满足要求了，不必采用全双工方式，可省一根传输线。全双工形式全双工形式 CPUCPU通过串行接口和外围设备相接。串行接口和外围设备间除公共通过串行接口和外围设备相接。串行接口和外围设备间除公共地线外，有二根数据传输线，串行接口可以同时输入和输出数据，计算地线外，有二根数据传输线，串行接口可以同时输入和输出数据，计算机可同时发送和接收数据，这种串行传送方式就称为全双工方式。机可同时发送和接收数据，这种串行传送方式就称为全双工方式。 全双工全双工(Fullduplex)数据分别由两根可以在两个不同数据分别由两根可以在两个不同的站点同时发送和接收的传输线进行传送，通信

12、双方都能的站点同时发送和接收的传输线进行传送，通信双方都能在同一时刻进行发送和接收操作。在同一时刻进行发送和接收操作。 在全双工方式中，每一端都有发送器和接收器，有两条传送线，在全双工方式中，每一端都有发送器和接收器，有两条传送线，可在交互式应用和远程监控系统中使用。可在交互式应用和远程监控系统中使用。信息传输效率较高。信息传输效率较高。串行通信的传输方式串行通信的传输方式异步传输与同步传输异步传输与同步传输 1 1）异步传输）异步传输异步传输方式中，字符是数据传输单位。在通信的数异步传输方式中，字符是数据传输单位。在通信的数据流中，字符间异步，字符内部各位间同步。异步通据流中，字符间异步，字

13、符内部各位间同步。异步通信方式的信方式的“异步异步”主要体现在字符与字符之间通信没主要体现在字符与字符之间通信没有严格的定时要求。异步传送中，字符可以是连续地、有严格的定时要求。异步传送中，字符可以是连续地、一个个地发送，也可以是不连续地，随机地进行单独一个个地发送，也可以是不连续地，随机地进行单独发送。在一个字符格式的停止位之后，立即发送下一发送。在一个字符格式的停止位之后，立即发送下一个字符的起始位，开始一个新的字符的传输，这叫做个字符的起始位，开始一个新的字符的传输，这叫做连续的串行数据发送，即帧与帧之间是连续的。连续的串行数据发送，即帧与帧之间是连续的。断续的串行数据传送是指在一帧结束

14、之后维持数断续的串行数据传送是指在一帧结束之后维持数据线的据线的“空闲空闲”状态，新的起始位可在任何时刻状态，新的起始位可在任何时刻开始。一旦传送开始，组成这个字符的各个数据开始。一旦传送开始，组成这个字符的各个数据位将被连续发送，并且每个数据位持续的时间是位将被连续发送，并且每个数据位持续的时间是相等的。接收端根据这个特点与数据发送端保持相等的。接收端根据这个特点与数据发送端保持同步，从而正确地恢复数据。收同步，从而正确地恢复数据。收/发双方则以预发双方则以预先约定的传输速率，在时钟的作用下，传送这个先约定的传输速率，在时钟的作用下，传送这个字符中的每一位。字符中的每一位。 在通信的数据流中

15、，字符间异步，字符内部各在通信的数据流中，字符间异步，字符内部各位间同步。位间同步。 异步通信方式的异步通信方式的“异步异步”主要体现在字符主要体现在字符与字符之间通信没有严格的定时要求。然而，与字符之间通信没有严格的定时要求。然而，一旦传送开始，收一旦传送开始，收/发双方则以预先约定的传发双方则以预先约定的传输速率，在时钟的作用下，传送这个字符中的输速率，在时钟的作用下，传送这个字符中的每一位。每一位。2 2）同步传输）同步传输在同步传输方式中，比特块以稳定的比特流在同步传输方式中，比特块以稳定的比特流的形式传输，数据被封装成更大的传输单位，的形式传输，数据被封装成更大的传输单位，称为帧。每

16、个帧中含有多个字符代码，而且称为帧。每个帧中含有多个字符代码，而且字符代码与字符代码之间没有间隙以及起始字符代码与字符代码之间没有间隙以及起始位和停止位。和异步传输相比，数据传输单位和停止位。和异步传输相比，数据传输单位的加长容易引起时钟漂移。位的加长容易引起时钟漂移。为了保证接收端能够正确地区分数据流中的每个数据为了保证接收端能够正确地区分数据流中的每个数据位，收发双方必须通过某种方法建立起同步的时钟。位，收发双方必须通过某种方法建立起同步的时钟。可以在发送器和接收器之间提供一条独立的时钟线路，可以在发送器和接收器之间提供一条独立的时钟线路，由线路的一端（发送器或者接收器）定期地在每个比由线

17、路的一端（发送器或者接收器）定期地在每个比特时间中向线路发送一个短脉冲信号，另一端则将这特时间中向线路发送一个短脉冲信号，另一端则将这些有规律的脉冲作为时钟。些有规律的脉冲作为时钟。这种技术在短距离传输时表现良好，但在长距离传输这种技术在短距离传输时表现良好，但在长距离传输中，定时脉冲可能会和信息信号一样受到破坏，从而中，定时脉冲可能会和信息信号一样受到破坏，从而出现定时误差。另一种方法是通过采用嵌有时钟信息出现定时误差。另一种方法是通过采用嵌有时钟信息的数据编码位向接收端提供同步信息。的数据编码位向接收端提供同步信息。 同步串行通信同步串行通信数据流中的字符与字符之间数据流中的字符与字符之间

18、和字符内部的位与位之间都同步。和字符内部的位与位之间都同步。 同步串行通信是以数据块（字符块）为同步串行通信是以数据块（字符块）为信息单位传送，而每帧信息包括成百上千个信息单位传送，而每帧信息包括成百上千个字符，因此传送一旦开始，要求每帧信息内字符，因此传送一旦开始，要求每帧信息内部的每一位都要同步。部的每一位都要同步。 串行通信的通信参数串行通信的通信参数1 1）数据的传输速度）数据的传输速度串行通信的传输受到通信双方配备性能及通信线路的特性串行通信的传输受到通信双方配备性能及通信线路的特性所左右，收、发双方必须按照同样的速率进行串行通信，所左右，收、发双方必须按照同样的速率进行串行通信，即

19、收、发双方采用同样的波特率。即收、发双方采用同样的波特率。我们通常将传输速度称为波特率，指的是串行通信中每一我们通常将传输速度称为波特率，指的是串行通信中每一秒所传送的数据位数，单位是秒所传送的数据位数，单位是bps。我们经常可以看到仪器。我们经常可以看到仪器或或Modem的规格书上都写着的规格书上都写着19200bps、38400bps，所，所指的就是传输速度。指的就是传输速度。 2 2）数据的传送单位）数据的传送单位一般串行通信端口所传送的数据是字符型，若用来传输文件，一般串行通信端口所传送的数据是字符型，若用来传输文件，则会使用二进制的数据型。当使用字符型时，工业界使用到则会使用二进制的

20、数据型。当使用字符型时，工业界使用到的有的有ASCIIASCII字符码及字符码及JISJIS字符码；字符码；ASCIIASCII码使用了码使用了8 8位形成一个位形成一个字符，而字符，而JISJIS码则以码则以7 7位形成一个字符。我们可以发现，欧美位形成一个字符。我们可以发现，欧美的设备多使用的设备多使用8 8位的字节，而日本的设备多使用位的字节，而日本的设备多使用7 7位为一个字位为一个字节。节。以实际的以实际的RS-232RS-232传输上看来，由于工业界常使用传输上看来，由于工业界常使用的的PLCPLC大多只是传送文字码，因此只要大多只是传送文字码，因此只要7 7位就可以位就可以将将A

21、SCIIASCII码的码的01270127码表达出来（码表达出来（2 2 7 7=128=128，共有，共有128128种组合方式），所有的可见字符也落在此范围内，种组合方式），所有的可见字符也落在此范围内，所以只要所以只要7 7个数据位就够了。不同的情形下（看所个数据位就够了。不同的情形下（看所使用的协议），会使用到不同的传送单位。使用使用的协议），会使用到不同的传送单位。使用多少位合成一个字节必须先行确定。多少位合成一个字节必须先行确定。3 3）起始位与停止位）起始位与停止位由于异步串行传输中并没有使用同步脉冲作基准，故接收由于异步串行传输中并没有使用同步脉冲作基准，故接收端完全不知道传送

22、端何时将进行数据的传送。发送端准备端完全不知道传送端何时将进行数据的传送。发送端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高电位的起始位（逻辑上高电位的起始位（逻辑0 0）及低电位的停止位（逻辑）及低电位的停止位（逻辑1 1），），它们分别是所谓的起始位和停止位，也就是说，当传送端它们分别是所谓的起始位和停止位，也就是说，当传送端要开始传送数据时，便将传输线上的电位由低电位提升至要开始传送数据时，便将传输线上的电位由低电位提升至高电位，而当传送结束后，再将电位降至低电位。高电位，而当传送结束后，再将电位降至低电位。 接收端会因起始

23、位的触发（因电压由低电位升接收端会因起始位的触发（因电压由低电位升至高电位）而开始接收数据；并因停止位的通知至高电位）而开始接收数据；并因停止位的通知（因电压维持在低电位）而明确数据的字符信号已（因电压维持在低电位）而明确数据的字符信号已经结束；当加入了起始位及停止位也才比较容易达经结束；当加入了起始位及停止位也才比较容易达到多字符的接收能力。起始位固定为到多字符的接收能力。起始位固定为1 1位，而停止位，而停止位则有位则有1 1、1. 51. 5、2 2位等多种选择，如何选择呢？只位等多种选择，如何选择呢？只要通信双方协议通过即可，没有强制规定。要通信双方协议通过即可，没有强制规定。4 4）

24、校验位）校验位 为了预防错误的产生，使用校验位作为检查的机为了预防错误的产生，使用校验位作为检查的机制。校验位即是用来检查所传送数据的正确性的一制。校验位即是用来检查所传送数据的正确性的一种核对码，这之中又分成奇校验与偶校验两种，分种核对码，这之中又分成奇校验与偶校验两种，分别是检查字符码中别是检查字符码中1的数目是奇数或偶数。的数目是奇数或偶数。 以偶校验为例，以偶校验为例，“A”的的ASCII码是码是41H（16进制），将它以进制），将它以2进制表示时，是进制表示时，是01000001其中其中1的数目是的数目是2，因此校验位便是，因此校验位便是0，使，使1的数目保持偶的数目保持偶数；同样的

25、，校验位是奇校验时，数；同样的，校验位是奇校验时，“A”的校验的校验位便是位便是1，使，使1的数目保持在奇数。接收者重新计的数目保持在奇数。接收者重新计算奇偶校验位，如果新的计算值正确，那么表示算奇偶校验位，如果新的计算值正确，那么表示正常。如果新的计算值错误，那么接收端就会收正常。如果新的计算值错误，那么接收端就会收到一些指示，表示此次接收的数据有误。到一些指示，表示此次接收的数据有误。 异步串行通信协议异步串行通信协议为了确保异步串行通信传输正确：为了确保异步串行通信传输正确：1 1）采用相反极性的起始位和停止位）采用相反极性的起始位和停止位/空闲位提供准确空闲位提供准确的时间基准的时间基

26、准 2 2）接收器在每位的中心采样，以获得最大的收）接收器在每位的中心采样，以获得最大的收/发时发时钟频率偏差容限钟频率偏差容限 3 3）接收器采用比传送波特率更高频率的时钟来控制）接收器采用比传送波特率更高频率的时钟来控制采样时间，以提高采样的分辨能力和抗干扰能力。采样时间，以提高采样的分辨能力和抗干扰能力。 例题：例题： 异步传输异步传输7位位ASCII码，如果需要数据传输码，如果需要数据传输速率为速率为240字符字符/秒，使用秒，使用1位奇偶校验位和位奇偶校验位和1位位停止位，则：停止位，则：1）波特率应该是多少？）波特率应该是多少？2）有效数据位传输位是多少？）有效数据位传输位是多少？

27、3）传输效率是多少？）传输效率是多少？答：答：1）波特率是）波特率是 (7位数据位位数据位+1位起始位位起始位+1位校验位位校验位+1位停止位位停止位)240 =2400b/s2）有效数据位传输位是）有效数据位传输位是 ：7240=1680b/s3）传输效率是：）传输效率是：1680/2400=70%RS-232串行串行接口接口RS-232C接口接口概述概述 目前目前RS-232CRS-232C是是PCPC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口，口，在在IBM PC机上的机上的COM1、COM2接口，就是接口，就是RS-232C接口。接口。 利用利用RS-2

28、32C串行通信接口可实现两台个人计算机的点对串行通信接口可实现两台个人计算机的点对点的通信；通过点的通信；通过RS-232C口可与其他外设（如打印机、逻口可与其他外设（如打印机、逻辑分析仪、智能调节仪、辑分析仪、智能调节仪、PLC等）近距离串行连接连接；等）近距离串行连接连接；通过通过RS-232C口连接调制解调器可远距离地与其他计算机口连接调制解调器可远距离地与其他计算机通信；将通信；将RS-232C接口转换为接口转换为RS-422或或RS-485接口，可实接口，可实现一台个人计算机与多台现场设备之间的通信；现一台个人计算机与多台现场设备之间的通信； 串行通信系统串行通信系统数据终端设备数据

29、终端设备DTE数据源和目的地数据源和目的地数据通信设备数据通信设备DCE使数据符合线路要求使数据符合线路要求 RS-232C接口的接口的电气特性电气特性1. 应保证电平在应保证电平在( (515) )V之间之间 对于数据线：逻辑对于数据线：逻辑“1” ” = -3V - 15V， 逻辑逻辑“0” = +3V+15V对于控制信号：对于控制信号：接通状态（接通状态（ON）：）：即信号有效的电平即信号有效的电平 = = +3V15V断开状态（断开状态（OUT）：）：即信号无效的电平即信号无效的电平= - 3 - 15V。 2.必须进行电平转换必须进行电平转换 RS-232C接口采用的是负逻辑，其逻辑

30、电平接口采用的是负逻辑，其逻辑电平与与TTL电平不一样，不能兼容。因此，为了实电平不一样，不能兼容。因此，为了实现与现与TTL电路的连接，必须进行电平转换。电路的连接，必须进行电平转换。 目前可以使用新型电平转换芯片目前可以使用新型电平转换芯片MAX232和和MAX232A（高速）双组（高速）双组RS-232C发送发送/接收器，接收器，实现实现TTL电平与电平与RS-232C电平双向转换。电平双向转换。 3.必须抗共模噪声干扰必须抗共模噪声干扰 RS-232C由于在发送器与接收器之间有公由于在发送器与接收器之间有公共信号地，不可能使用双端信号，因此共模噪共信号地，不可能使用双端信号，因此共模噪

31、声很容易引入信号系统中，且噪声幅度可高达声很容易引入信号系统中，且噪声幅度可高达好几伏，这是迫使好几伏，这是迫使RS-232C使用较高传输电压使用较高传输电压的主要原因。另一个原因是为了补偿传输线上的主要原因。另一个原因是为了补偿传输线上的信号衰减和沿线附加电平的影响。的信号衰减和沿线附加电平的影响。 4.4.处理好最大传输速率和最大传输线长度的关系处理好最大传输速率和最大传输线长度的关系 一般应用情况下，一般应用情况下，RS-232C的最高传输速率为的最高传输速率为20Kb/s，最大传输线长度为，最大传输线长度为30m。 RS-232C接口连接器接口连接器 公公 头头母母 头头RS-232C

32、接口的接口的机械特性机械特性接口连接器接口连接器DCD：用来表示用来表示DCE已经接收到满足要求的载波信号，已经接收到满足要求的载波信号，已经接通通信链路，告知已经接通通信链路，告知DTE准备接收数据。准备接收数据。RXD：作用是接收作用是接收DCE发送的串行数据。发送的串行数据。TXD：作用是将串行数据发送到作用是将串行数据发送到DCE。在不发送数据时，。在不发送数据时，TXD保持逻辑保持逻辑“1”。DTR：当该信号有效时，表示当该信号有效时，表示DTE准备发送数据至准备发送数据至DCE，可以使用。可以使用。GND：作用是为其他信号线提供参考电位。作用是为其他信号线提供参考电位。DSR：当该

33、信号有效时，表示当该信号有效时，表示DCE已经与通信的信道接通，已经与通信的信道接通，可以使用。可以使用。RTS：该信号用来表示该信号用来表示DTE请求向请求向DCE发送信号。当发送信号。当DTE欲发送数据时，将该信号置为有效，向欲发送数据时，将该信号置为有效，向DCE提出发送请求。提出发送请求。CTS：该信号是该信号是DCE对对RTS的响应信号。当的响应信号。当DCE已经准备已经准备好接收好接收DTE发送的数据时，将该信号置为有效，通知发送的数据时，将该信号置为有效，通知DTE可以通过可以通过TXD发送数据。发送数据。RI：当当Modem（DCE）收到交换台送来的振铃呼叫信号时，）收到交换台

34、送来的振铃呼叫信号时，该信号被置为有效，通知该信号被置为有效，通知DTE对方已经被呼叫。对方已经被呼叫。 在通信速率低于在通信速率低于20Kb/s时，时，RS-232C所能直接连所能直接连接的最大物理距离为接的最大物理距离为15m。 电缆长度电缆长度 使用特制的低电容电缆也能有效地提高电缆长度使用特制的低电容电缆也能有效地提高电缆长度，可以达到，可以达到150m（500ft）甚至更多。）甚至更多。ft NpF/ft2500pFL RS-232C规定，若不使用规定，若不使用MODEM，则码元的畸变要，则码元的畸变要小于小于4%，驱动器的负载电容应该小于，驱动器的负载电容应该小于2500pF，则单

35、位，则单位（1ft）长度的电容值为）长度的电容值为NpF的电缆的长度应该是：的电缆的长度应该是：常用的常用的RS-232C连接连接1. 使用使用MODEM2. 不使用不使用MODEM3. 简单连接简单连接4. 4. 近距离通信线路连接近距离通信线路连接 当当2台台RS-232串口设备通信距离较近时（串口设备通信距离较近时（15m）时，需）时，需附加调制解调器（附加调制解调器（Modem）。）。 在在RS-232的应用中，很少严格按照的应用中，很少严格按照RS-232标准。其标准。其主要原因是因为许多定义的信号在大多数的应用中并没主要原因是因为许多定义的信号在大多数的应用中并没有用上。在许多应用

36、中，例如有用上。在许多应用中，例如Modem，只用了，只用了9个信号个信号（两条数据线、六条控制线、一条地线）；在其它一些（两条数据线、六条控制线、一条地线）；在其它一些应用中，可能只需要应用中，可能只需要5个信号（两条数据线、两条握手个信号（两条数据线、两条握手线、一条地线）；还有一些应用，可能只需要数据线，线、一条地线）；还有一些应用，可能只需要数据线，而不需要握手线，即只需要而不需要握手线，即只需要3个信号线。个信号线。 当通信距离较近时，通信双方不需要当通信距离较近时，通信双方不需要Modem，可以直接连接，可以直接连接，这种情况下，只需使用少数几根信号线。最简单的情况，在通这种情况下

37、，只需使用少数几根信号线。最简单的情况，在通信中根本不需要信中根本不需要RS-232C的控制联络信号，只需三根线（发送的控制联络信号，只需三根线（发送线、接收线、信号地线）便可实现全双工异步串行通信线、接收线、信号地线）便可实现全双工异步串行通信 个人计算机中的串行端口个人计算机中的串行端口在PC机上，有各种各样的接头，其中有两个9针的接头区，见图5-1，这就是串行通信端口。PC机上的串行接口有多个名称：232口、串口、通信口、COM口、异步口等。 COM1COM2查看串行端口信息查看串行端口信息 1 1查看设备信息查看设备信息进入Windows “我的电脑”系统属性，在“设备管理器”列表中有

38、端口COM和LPT设备信息，如图所示。 2 2查看端口属性查看端口属性选择通信端口COM1，单击右键，选择“属性”，可以查看端口的低级设置及其资源。 串行端口的中断串行端口的中断 中断概念中断概念中断即中断即IRQ（Interrupt Request）。）。CPU一般情一般情况下是连续进行工作，一旦外围设备（如打印机、况下是连续进行工作，一旦外围设备（如打印机、串行端口等）需要串行端口等）需要CPU处理事件时，就会通过处理事件时，就会通过硬件线路（即中断线路）来通知硬件线路（即中断线路）来通知CPU。CPU收收到通知后，就会停下正在做的工作，转而去执行到通知后，就会停下正在做的工作，转而去执行

39、外设的请求。外设的请求。 查看计算机内各设备的中断：查看计算机内各设备的中断：在Windows中，打开设备管理器，在“查看”菜单项选择“依照类型排序资源”，打开中断请求（IRQ）项，可以看到计算机中各设备的中断分配信息，如图所示。 计算机内设备的地址计算机内设备的地址 在计算机内，每个设备都有一个地址。当在计算机内，每个设备都有一个地址。当CPU需要传送信息或者是从外围设备读取信息时，必须需要传送信息或者是从外围设备读取信息时，必须知道信息在什么地方，这个地方就是地址。知道信息在什么地方，这个地方就是地址。 每个设备的地址都是不一样的，这样才能保证每个设备的地址都是不一样的，这样才能保证信息的

40、读写不会出错。一个设备所要占用的地址可信息的读写不会出错。一个设备所要占用的地址可能不止一个，如果需要占用多个地址，那么所占用能不止一个，如果需要占用多个地址，那么所占用的地址一般情况下是连续的。的地址一般情况下是连续的。查看计算机中各设备的地址：查看计算机中各设备的地址：在Windows中，打开设备管理器，在“查看”菜单项选择“依照类型排序资源”，打开输入/输出（IO）项，可以看到计算机中各设备的地址分配信息，如图所示。 串行端口的地址及寄存器串行端口的地址及寄存器COMl及及COM2的地址是的地址是3F83FF以及以及2F82FF，在这个范，在这个范围内的每个地址都有不同的功能，通过寄存器

41、就可以实现不围内的每个地址都有不同的功能，通过寄存器就可以实现不同的功能。同的功能。寄存器用来存放实现不同功能的信息。这些信息以位的形式寄存器用来存放实现不同功能的信息。这些信息以位的形式存储，一般以一个字节作为一个单位。存储，一般以一个字节作为一个单位。读取寄存器就是读取这些位所代表的状态或功能。读取寄存器就是读取这些位所代表的状态或功能。表表2-2表示出了表示出了COMI及及COM2的各地址所代表的寄存器。的各地址所代表的寄存器。 和和LPT端口一样，串行口的基地址可以从端口一样，串行口的基地址可以从BIOS数据区读出。数据区读出。表表2-3给出了给出了BIOS数据区中通信数据区中通信(C

42、OM)端口地址的位置，每端口地址的位置，每个地址占用个地址占用2字节。字节。串口通信调试串口通信调试 在进行串口开发之前，一般要进行串口调试，经在进行串口开发之前，一般要进行串口调试，经常使用的工具是常使用的工具是“串口调试助手串口调试助手”程序。它是一个程序。它是一个适用于适用于Windows平台的串口监视、串口调试程序。平台的串口监视、串口调试程序。它可以在线设置各种通信速率、通信端口等参数，它可以在线设置各种通信速率、通信端口等参数，既可以发送字符串命令，也可以发送文件，可以设既可以发送字符串命令，也可以发送文件，可以设置自动发送置自动发送/手动发送方式，可以十六进制显示接收手动发送方式

43、，可以十六进制显示接收到的数据等，从而提高串口开发效率。到的数据等，从而提高串口开发效率。“串口调试助手串口调试助手”程序是串口开发设计人员必备的程序是串口开发设计人员必备的调试工具。调试工具。 PC机与机与PC机串口通信调试机串口通信调试 运行运行“串口调试助手串口调试助手”程序，首先设置串口号程序，首先设置串口号COM1COM1、波特、波特率率48004800、校验位、校验位NONENONE、数据位、数据位8 8、停止位、停止位1 1等参数（注意：等参数（注意：2 2台计算机设置的参数必须一致），单击台计算机设置的参数必须一致），单击“打开串口打开串口”按钮，按钮，在发送数据区输入字符，比如在发送数据区输入字符，比如“我是第一组，收到请回我是第一组，收到请回话！话！”，单击，单击“手动发送手动发送”按钮，发送区的字符串通过按钮，发送区的字符串通过COM1口发送出去；如果联网通