RS232串口通信詳解

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串口的引腳定義：

9芯 信號方向來自 縮寫 描述 1 調制解調器 CD 載波檢測 2 調制解調器 RXD 接收數據 3 PC TXD 發送數據 4 PC DTR 數據終端準備好 5

GND 信號地 6 調制解調器 DSR 通訊設備準備好 7 PC RTS 請求發送 8 調制解調器 CTS 允許發送 9 調制解調器 RI 響鈴指示器 兩個串口連接時，接收數據針腳與發送數據針腳相連，彼此交叉，信號地對應相接即可。

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串口的電氣特性：

1)RS-232串口通信最遠距離是50英尺

2)RS232可做到雙向傳輸，全雙工通訊，最高傳輸速率20kbps

3)RS-232C上傳送的數字量采用負邏輯，且與地對稱

邏輯1：-3 ～-15V

邏輯0：+3～+15V

所以與單片機連接時常常需要加入電平轉換芯片：

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串口通信參數：

a)波特率：RS-232-C標準規定的數據傳輸速率為每秒50、75、 100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。

b)數據位：標準的值是5、7和8位，如何設置取決于你想傳送的信息。比如，標準的ASCII碼是0～127(7位);擴展的ASCII碼是0～255(8位)。

c)停止位：用于表示單個包的最后一位，典型的值為1，1.5和2位。由于數是在傳輸線上定時的，并且每一個設備有其自己的時鐘，很可能在通信中兩臺設備間出現了小小的不同步。因此停止位不僅僅是表示傳輸的結束，并且提供計算機校正時鐘同步的機會。

d)奇偶校驗位：在串口通信中一種簡單的檢錯方式。對于偶和奇校驗的情況，串口會設置校驗位(數據位后面的一位)，用一個值確保傳輸的數據有偶個或者奇個邏輯高位。例如，如果數據是011，那么對于偶校驗，校驗位為0，保證邏輯高的位數是偶數個。如果是奇校驗，校驗位位1，這樣就有3個邏輯高位。

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串口通信的傳輸格式：

串行通信中，線路空閑時，線路的TTL電平總是高，經反向RS232的電平總是低。一個數據的開始RS232線路為高電平，結束時Rs232為低電平。數據總是從低位向高位一位一位的傳輸。示波器讀數時，左邊是數據的高位。

例如，對于16進制數據55aaH，當采用8位數據位、1位停止位傳輸時，它在信號線上的波形如圖1(TTL電平)和圖2(RS-232電平)所示。

55H=01010101B，取反后10101010B，加入一個起始位1，一個停止位0，55H的數據格式為1010101010B;

aaH=10101010B，取反后01010101B，加入一個起始位1，一個停止位0，55H的數據格式為1101010100B;

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串口通信的接收過程：

(異步通信：接收器和發送器有各自的時鐘;同步通信：發送器和接收器由同一個時鐘源控制。RS232是異步通信)

(1)開始通信時，信號線為空閑(邏輯1),當檢測到由1到0的跳變時，開始對“接收時鐘”計數。

(2)當計到8個時鐘時，對輸入信號進行檢測，若仍為低電平，則確認這是“起始位”，而不是干擾信號。

(3)接收端檢測到起始位后，隔16個接收時鐘，對輸入信號檢測一次，把對應的值作為D0位數據。若為邏輯1, 作為數據位1;若為邏輯0，作為數據位0。

(4)再隔16個接收時鐘，對輸入信號檢測一次，把對應的值作為D1位數據。….，直到全部數據位都輸入。

(5)檢測校驗位P(如果有的話)。

(6)接收到規定的數據位個數和校驗位后,通信接口電路希望收到停止位S(邏輯1)，若此時未收到邏輯1，說明出現了錯誤，在狀態寄存器中置“幀錯誤”標志。若沒有錯誤，對全部數據位進行奇偶校驗，無校驗錯時，把數據位從移位寄存器中送數據輸入寄存器。若校驗錯，在狀態寄存器中置奇偶錯標志。

(7)本幀信息全部接收完，把線路上出現的高電平作為空閑位。

(8)當信號再次變為低時，開始進入下一幀的檢測。

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單片機常用11.0592M的的晶振，這個奇怪數字是有來歷的：

波特率為9600BPS每位位寬t1=1/9600s

晶振周期t2=1/11.0592/1000000S

單片機機器周期t3=12*t2

t1/t3=96

即對于9600BPS的串口，單片機對其以96倍的速率進行采樣。

如果單片機晶振用的不正確，會對串口接受產生誤碼。

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RS485和RS422

RS485總線,在要求通信距離為幾十米到上千米時，廣泛采用RS-485 串行總線標準。RS485采用平衡發送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發器具有高靈敏度，能檢測低至200mV的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復。RS485采用半雙工工作方式，任何時候只能有一點處于發送狀態，因此，發送電路須由使能信號加以控制。RS485用于多點互連時非常方便，可以省掉許多信號線。應用RS485可以聯網構成分布式系統，其允許最多并聯32臺驅動器和32臺接收器。

RS422總線,RS485和RS422電路原理基本相同，都是以差動方式發送和接受，不需要數字地線。差動工作是同速率條件下傳輸距離遠的根本原因，這正是二者與RS232的根本區別，因為RS232是單端輸入輸出，雙工工作時至少需要數字地線發送線和接受線三條線(異步傳輸)，還可以加其它控制線完成同步等功能。RS422通過兩對雙絞線可以全雙工工作收發互不影響，而RS485只能半雙工工作，發收不能同時進行，但它只需要一對雙絞線。RS422和RS485在19kpbs下能傳輸1200米。用新型收發器線路上可連接臺設備。