RS232串口通信的應用

1．3 波特率的概念
串行通信中，每秒傳送的數據位稱為波特率。如數據傳送的波持率為1200波特，采用N．8．1幀格式(10位)，則每秒傳送字節為120個，而字節中每一位傳送時間即為波特率的倒數：T=1／1 200=0．833 ms。同樣，如數據傳送的波特率為1 9 200波特，則字節中每一位傳送時間T=1／19 200=0．052 ms。根據數據傳送的波特率即字節中每一位的傳送時間，便可用普通I／O口來模擬實現串行通信的時序。
1．4RS232C的電氣特性
(1)邏輯電平
在TXD和RXD上：
邏輯1(MARK)：-3～-15 V；
邏輯0(SPACE)：+3～+15 V。
在RTS，CTS，DSR，DTR和DCD等控制線上：
信號有效(接通，ON狀態，正電壓)：+3～+15 V；
信號無效(斷開，OFF狀態，負電壓)：-3～-15 V。
由以上定義可以看出，信號無效的電平低于-3 V，也就是當傳輸電平的絕對值大于3 V時，電路可以有效地檢查出來，介于-3～+3 V之間的電壓無意義，低于-1 5 V或高于+15 V的電壓也認為無意義，因此，實際工作時，應保證電平的絕對值在3～15 V之間。當計算機和TTL電平的設備通信時，如上位機和單片機通信時，需要使用RS232／TTL電平轉換器件，常用的有MAX232。

1．5RS232與單片機之間的接口電路MAX232
由于RS232信號的電平和單片機串口信號的電平不一致，必須進行二者之間的電平轉換。MAX232由單一的+5 V電源供電，只需配5個高精度10μF／50 V的鉭電容即可完成電平轉換，轉換后的串行信號TXD，RXD直接與上位機的串口連接。MAX232芯片的內部結構基本可分三個部分：
第一部分是電荷泵電路。由1，2，3，4，5，6腳和4只電容構成。功能是產生+12 V和-1 2 V兩個電源，提供給RS232串口電平的需要。
第二部分是數據轉換通道。由7，8，9，10，11，12，13，14腳構成兩個數據通道。其中13腳(R1in)、12腳(R1out)、11腳(T1in)、14腳(T1out)為第一數據通道。8腳(R2in)、9腳(R2out)、10腳(T2in)、7腳(T2out)為第二數據通道。TTL／COMS數據從T1in，T2in輸入轉換成RS 232數據從T1out，T2out送到電腦DB9插頭；DB9插頭的RS 232數據從R1in，R2in輸入轉換成TTL／COMS數據后從R1out，R2out輸出。
第三部分是供電。1 5腳GND、16腳VCC(+5 V)。

1．6 RS 232的不足之處
(1)傳輸距離有限，實際最大傳輸距離只有50 m。
(2)傳輸速率較低，在異步傳輸時，速率最大為19 200 b。
(3)接口使用一根信號線和一根信號返回線而構成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。
1．7 消除干擾噪聲的主要方法
針對以上所述RS 232易產生共模干擾的問題，常用的解決方法主要是采用光隔離器，光隔離器穿過一個隔離的屏障來傳輸信號。一個光隔離器由一個光敏電阻耦合的發光二極管構成。流過發光二極管的電流使得它以可見光或者紅外線的方式釋放能量。這些能量將這個光敏電阻打開，導致在這個電阻的發射極和集電極之間的低阻抗。這個發光二極管的基極可以留著沒有連接。從基極到發射極加入一個電阻可以導致更快的開關速度，但是輸出電流更低。

2 結語
Rs 232串口通信是PC機和單片機之間信息傳遞的樞紐，一切數據和指令的傳輸必須由RS 232串口來完成。針對RS 232存在的不足之處加以改進之后，RS 232使得PC機和單片機之間能高效地通信，采用電平轉換芯片MAX232實現TTL邏輯電平和RS 232電平之間的相互轉換，轉換之后的串行信號TXD，RXD直接與PC機的串口連接，如此連接，既可體現出單片機的靈活控制功能，又可發揮出PC機強大的計算和顯示功能，有利于對現場信號的實時采集、處理和監控，確保了良好的人機界面的交互性。