USB基本知识及通信协议

串口通信协议什么是串口串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议（不要与通用串行总线UniversalSerialBus或者USB混淆）。大多数计算机包含两个基于RS232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议；很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。同时，串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。串口通信的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。比如IEEE488定义并行通行状态时，规定设备线总常不得超过20米，并且任意两个设备间的长度不得超过2米；而对于串口而言，长度可达1200米。典型地，串口用于ASCII码字符的传输。通信使用3根线完成：（1）地线，（2）发送，（3）接收。由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。其他线用于握手，但是不是必须的。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于两个进行通行的端口，这些参数必须匹配：a，波特率：这是一个衡量通信速度的参数。它表示每秒钟传送的bit的个数。例如300波特表示每秒钟发送300个bit。当我们提到时钟周期时，我们就是指波特率例如如果协议需要4800波特率，那么时钟是4800Hz。这意味着串口通信在数据线上的采样率为4800Hz。通常线的波特率为14400，28800和36600。波特率可以远远大于这些值，但是波特率和距离成反比。高波特率常常用于放置的很近的仪器间的通信，典型的例子就是GPIB设备的通信。b，数据位：这是衡量通信中实际数据位的参数。当计算机发送一个信息包，实际的数据不会是8位的，标准的值是5、7和8位。如何设置取决于你想传送的信息。比如，标准的ASCII码是0～127（7位）。扩展的ASCII码是0～255（8位）。如果数据使用简单的文本（标准ASCII码），那么每个数据包使用7位数据。每个包是指一个字节，包括开始/停止位，数据位和奇偶校验位。由于实际数据位取决于通信协议的选取，术语“包”指任何通信的情况。c，停止位：用于表示单个包的最后一位。典型的值为1，1.5和2位。由于数据是在传输线上定时的，并且每一个设备有其自己的时钟，很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。因此停止位不仅仅是表示传输的结束，并且提供计算机校正时钟同步的机会。适用于停止位的位数越多，不同时钟同步的容忍程度越大，但是数据传输率同时也越慢。d，奇偶校验位：在串口通信中一种简单的检错方式。有四种检错方式：偶、奇、高和低。当然没有校验位也是可以的。对于偶和奇校验的情况，串口会设置校验位（数据位后面的一位），用一个值确保传输的数据有偶个或者奇个逻辑高位。例如，如果数据是011，那么对于偶校验，校验位为0，保证逻辑高的位数是偶数个。如果是奇校验，校验位位1，这样就有3个逻辑高位。高位和低位不真正的检查数据，简单置位逻辑高或者逻辑低校验。这样使得接收设备能够知道一个位的状态，有机会判断是否有噪声干扰了通信或者是否传输和接收数据是否不同步。什么是RS-232RS-232（ANSI/EIA-232标准）是IBM-PC及其兼容机上的串行连接标准。可用于许多用途，比如连接鼠标、打印机或者Modem，同时也可以接工业仪器仪表。用于驱动和连线的改进，实际应用中RS-232的传输长度或者速度常常超过标准的值。RS-232只限于PC串口和设备间点对点的通信。RS-232串口通信最远距离是50英尺。DB-9针连接头-------------\12345/\6789/-------从计算机连出的线的截面。RS-232针脚的功能：仍三数据左：板策TX蛛D（烂pi桐n材3）周：串绘口数印据输冶出(嚷Tr薪an伍sm氏it柄D练at包a)搏何RX翁D（雪pi俩n铁2）盯：串腿口数坚据输揭入(仗Re骄ce已iv端e宫Da吨ta黎)抓华握手恋：训柏RT然S（合pi舌n浓7）闲：发罚送数膀据请臂求(针Re母qu逝es读t考to思S戏en御d)致病CT粮S（猎pi融n续8）蓬：清党除发陷送(敢Cl目ea歌r疗to知S输en央d)渔喝DS幅R（浊pi雨n术6）蝴：数河据发纷送就葡绪(游Da挺ta城S肝en询d越Re婚ad奖y)手巴DC泡D（病pi赛n羞1）翅：数如据载女波检适测(兵Da赞ta翼C购ar刻ri闷er室D骗et牢ec屋t)垂星DT器R（液pi欧n态4）擦：数杂据终嘱端就披绪(秃Da哭ta践T陶er钱mi俘na洪l妹Re旁ad惰y)砍床地线斗：睁过GN奉D（傅pi出n续5）码：地州线淹巩其他顽领RI桑（p片in坦9概）：障铃声嫁指示绵强什么洗是R膀S-您42肥2狼初RS墓-4崇22猜（E脂IA华R之S-独42恒2-竖AS判ta晒nd脾ar质d）瞧是A贯pp谅le竿的M欠ac夸in猜to趋sh堡计算铺机的成串口玻连接担标准彩。R合S-暮42号2使雾用差充分信改号，西RS臭-2脸32转使用葱非平文衡参宅考地片的信端号。之差分埋传输煎使用暮两根毯线发乱送和渠接收遥信号钟，对凉比R践S-瘦23限2，哗它能持更好占的抗泡噪声走和有纤更远孩的传哄输距峡离。塘在工竿业环着境中汤更好呈的抗齐噪性绒和更壁远的菌传输腐距离案是一迅个很灵大的里优点走。捡什么蹄是R浅S-煮48债5吼柏RS玩-4恰85适（E毁IA塑-4恋85匀标准免）是斑RS很-4三22鞭的改形进，松因为扑它增要加了夏设备胡的个式数，牢从1开0个娘增加父到3霜2个扑，同刚时定绍义了承在最鞠大设能备个少数情裤况下矩的电娱气特险性，疲以保赛证足册够的诉信号们电压炭。有翠了多鲜个设廊备的陷能力昂，你砖可以嚼使用惊一个查单个小RS述-4扔22兽口建在立设碑备网亦络。终出色缴抗噪访和多悉设备染能力址，在梦工业歼应用陷中建非立连剥向P茅C机焦的分酷布式虑设备赏网络池、其日他数丢据收宫集控扭制器话、H丹MI奋或者伐其他稻操作奸时，委串行删连接亭会选富择R奋S-舅48相5。墓RS梦-4仙85亩是R庭S-册42盼2的蝶超集瓜，因沿此所锋有的传RS崭-4烫22迫设备敌可以桃被R框S-虹48窑5控高制。究RS验-4判85土可以为用超纸过4全00阳0英趁尺的隆线进虾行串怎行通炸行。绞幸DB眨-9若引附脚连报接薄讽--裳--乱--基--据--宏--纸-裤促\殃1坝2埋3虽4逃5遍/衣告\蛙6侦7银8摧9炼/什统--咏--逃--秋-煎搅从计粗算机螺连出作的线帆的截酱面。摩丸RS彼-4斗85窄和R鹊S-非42脉2的筝引脚纺的功盛能银剃数据跌：T赶XD政+（焰pi秒n呀8）菊，T归XD肉-（易pi廉n问9）寻，R民XD心+（绵pi飘n婶4）视，R欺XD爸-（寄pi翼n处5）岸桐握手野：R蹦TS透+（皱pi幼n栗3）慨，R及TS硬-（苍pi窗n侄7）独，C泛TS埋+（住pi恨n哗2）蛛，C妇TS成-（弯pi罗n单6）已幻地线肆：G瞒ND建（涨pi页n疯1）存舱什么珍是握府手暑恢RS潜-2自32赔通行仗方式巾允许裹简单情连接爪三线萄：T驶x、耽Rx千和地静线。洪但是桨对于木数据辰传输悼，双畜方必叉须对术数据爹定时木采用芳使用懒相同项的波渐特率黄。尽芽管这仪种方我法对猪于大仅多数己应用窝已经寿足够避，但燥是对法于接况收方激过载肢的情齿况这焰种使猴用受纷到限悔制。茄这时岂需要圆串口浅的握箭手功袍能。惰在这姨一部毯分，委我们厨讨论目三种治最常运用的猛RS线-2斤32皂握手炉形式担：软匪件握赖手、棕硬件脑握手竞和X铜mo纵de摊m。伟荡a，练软件阳握手兆：我昆们讨诚论的知第一净种握纹手是粪软件租握手管。通率常用椅在实打际数撒据是杂控制贯字符厨的情欺况，疯类似阵于G蔑PI稠B使惑用命婚令字细符串悔的方原式。强必须析的线齿仍然词是三棚根：够Tx遵，R般x和澡地线理，因著为控嫩制字负符在粉传输蜡线上仍和普晚通字声符没浇有区悄别，蒸函数承Se酱tX驶Mo等de蜜m允闭许用盲户使释能或回者禁冈止用写户使纲用两捏个控蝶制字宿符X润ON恋和O僵XF责F。盒这些锄字符柴在通拨信中抛由接栗收方咸发送爬，使环发送啄方暂熔停。裂午例如览：假素设发张送方爪以高提波特样率发债送数航据。侧在传垂输中心，接朝收方松发现呆由于萄CP蚀U忙贞于其渠他工押作，评输入荡bu传ff尿er激已经匙满了拒。为柴了暂昂时停晕止传误输，蛮接收凯方发对送X针OF豆F，踢典型众的值何是十穷进制侮19仪，即甚十六恳进制堆13灿，直凯到输裁入b位uf滋fe才r空折了。制一旦导接收群方准宋备好悬接收闻，它尝发送际XO予N，另典型跃的值轧是十父进制匀17枣，即吐十六记进制胆11总，继亮续通固信。尼输入饼bu好ff渠er楚半满释时，故La小bW条in掉do巧ws预发送套XO遣FF啦。此伯外，罗如果淋XO峡FF控传输倚被打炕断，之La牢bW访in洗do剑ws率会在委bu凶ff撒er滨达到捧75鹅％和园90滨％时行发送涂XO甚FF山。显伏然，需发送耐方必饥须遵露循此含守则恭以保盈证传申输继弯续。额趴b，手硬件宵握手筝：第突二种向是使孟用硬棍件线慎握手砌。和陡Tx贞和R皇x线都一样绣，R听TS铃/C润TS瞧和D忧TR堪/D怖SR矛一起宪工作缘，一堤个作雷为输家出，钳另一裂个作疫为输鞭入。等第一武组线尖是R次TS魄（R荒eq轮ue傻st狐t初o序Se至nd详）和匆CT思S（怎Cl捐ea摆r屑to抛Se象nd来）。灶当接倘收方扮准备配好接妥收数腾据，六它置傲高R目TS关线表罢示它薄准备否好了糖，如击果发吼送方汉也就这绪，照它置移高C炮TS风，表互示它林即将压发送式数据家。另颗一组胃线是探DT餐R（扫Da躺ta乌Te补rm进in细al瓦R毫ea声dy恩）和需DS态R（纽Da星ta除S坝et迈Re怖ad丹y）宪。这粉些现奔主要菜用于完Mo莫de就m通烛信。射使得干串口对和M浸od竟em孤通信贷他们目的状养态。故例如寺：当虾Mo张de益m已箩经准抛备好沾接收御来自胳PC幕的数戴据，谋它置扛高D散TR挨线，扯表示加和电削话线级的连钥接已须经建宗立。控读取痒DS捧R线害置高拾，P勺C机断开始默发送旬数据栏。一忍个简杯单的榜规则翼是D皂TR流/D纠SR垦用于次表示晶系统爆通信饺就绪受，而忌RT家S/绕CT袖S用虹于单郑个数谊据包恨的传曾输。熄且在L锡ab中Wi劫nd匙ow更s，禽函数毁Se计tC挎TS展Mo筑de栽使能泉或者继禁止谢使用萍硬件溪握手主。如烂果C碗TS专模式蛾使能吨，L患ab射Wi境nd男ow锦s使袭用如章下规降则：彩影当P吹C发榆送数喷据：薄编RS身-2抱32钉库必贝须检垮测C陵TS韵线高雅后才樱能发款送数工据。祸伟当P嫁C接洋收数激据：难幼如果商端口涛打开辰，且痕输入疑队列慧有空躁接收技数据哪，库酿函数绢置高弦RT壤S和畜DT识R。必疲如果友输入突队列满90幻％满依，库项函数撇置低栽RT缘S，笑但使越DT联R维夫持高借电平章。妨塌如果奶端口秧队列四近乎疫空了汉，库复函数能置高堆RT忍S，切但使生DR壶T维猪持高纹电平霉。礼思如果越端口搬关闭虫，库区函数炸置低雕RT存S和快DT遗R。收返c，淹XM归od羊em摊握手置：最锹后讨幸论的滩握手娱叫做舒XM道od宾em语文件畜传输镇协议游。这片个协绍议在丙Mo殊de国m通滥信中的非常暮通用关。尽货管它霞通常呆使用叹在M瓦od套em贫通信添中，恐XM碧od酬em息协议突能够犬直接急在其绑他遵将循这牙个协择议的依设备赔通信师中使狂用。蠢在L配ab华Wi悔nd叙ow寨s中裙，实浩际的凳XM锄od刻em嫁应用挂对用签户隐视藏了野。只回要P麦C和牵其他控设备榴使用蝴XM孟od买em斥协议壶，在派文件奸传输院中就拐使用得La株bW间in弦do过ws须的X率Mo淋de套m函戒数。身函数馋是X腊Mo氏de淘mC吉on仪fi瓜g，笨XM桥od烧em处Se肥nd孤和X梯Mo机de用mR溜ec卷ei处ve吗。微闯XM欠od祖em谋使用骗介于娘如下系参数雁的协待议：漫st展ar辆t_矮of鸣_d尼at芽a、袖en忠d_佣of喂_d望at圈a、宫ne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