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        串口通信基本原理及接線方法

目前較為常用的串口有9針串口(DB9)和25針串口(DB25)，通信距離較近時(<12m)，可以用電纜線直接連接標準RS232端口(RS422,RS485較遠)，若距離較遠，需附加調制解調器(MODEM)。最為簡單且常用的是三線制接法，即地、接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)三腳相連，本文只涉及到最為基本的接法，且直接用RS232相連。

1.DB9和DB25的常用信號腳說明

9針串口(DB9) 25針串口(DB25)

針號 功能說明 縮寫 針號 功能說明 縮寫

1 數(shù)據(jù)載波檢測 DCD 8 數(shù)據(jù)載波檢測 DCD

2 接收數(shù)據(jù) RXD 3 接收數(shù)據(jù) RXD

3 發(fā)送數(shù)據(jù) TXD 2 發(fā)送數(shù)據(jù) TXD

4 數(shù)據(jù)終端準備 DTR 20 數(shù)據(jù)終端準備 DTR

5 信號地 GND 7 信號地 GND

6 數(shù)據(jù)設備準備好 DSR 6 數(shù)據(jù)準備好 DSR

7 請求發(fā)送 RTS 4 請求發(fā)送 RTS

8 清除發(fā)送 CTS 5 清除發(fā)送 CTS

9 振鈴指示 DELL 22 振鈴指示 DELL

2.RS232C串口通信接線方法(三線制)

首先，串口傳輸數(shù)據(jù)只要有接收數(shù)據(jù)針腳和發(fā)送針腳就能實現(xiàn)：同一個串口的接收腳和發(fā)送腳直接用線相連，兩個串口相連或一個串口和多個串口相連

&middot; 同一個串口的接收腳和發(fā)送腳直接用線相連 對9針串口和25針串口，均是2與3直接相連;

&middot; 兩個不同串口(不論是同一臺計算機的兩個串口或分別是不同計算機的串口)

上面表格是對微機標準串行口而言的，還有許多非標準設備，如接收GPS數(shù)據(jù)或電子羅盤數(shù)據(jù)，只要記住一個原則：接收數(shù)據(jù)針腳(或線)與發(fā)送數(shù)據(jù)針腳(或線)相連，彼此交叉，信號地對應相接，就能百戰(zhàn)百勝。

3.串口調試中要注意的幾點：

串口調試時，準備一個好用的調試工具，如串口調試助手、串口精靈等，有事半功倍之效果; 強烈建議不要帶電插撥串口，插撥時至少有一端是斷電的，否則串口易損壞。

單工、半雙工和全雙工的定義

如果在通信過程的任意時刻，信息只能由一方A傳到另一方B，則稱為單工。

如果在任意時刻，信息既可由A傳到B，又能由B傳A，但只能由一個方向上的傳輸存在，稱為半雙工傳輸。

如果在任意時刻，線路上存在A到B和B到A的雙向信號傳輸，則稱為全雙工。

電話線就是二線全雙工信道。 由于采用了回波抵消技術，雙向的傳輸信號不致混淆不清。雙工信道有時也將收、發(fā)信道分開，采用分離的線路或頻帶傳輸相反方向的信號，如回線傳輸。

奇偶校驗

串行數(shù)據(jù)在傳輸過程中，由于干擾可能引起信息的出錯，例如，傳輸字符‘E’，其各位為：

0100，0101=45H

D7 D0

由于干擾，可能使位變?yōu)?，這種情況，我們稱為出現(xiàn)了“誤碼”。我們把如何發(fā)現(xiàn)傳輸中的錯誤，叫“檢錯”。發(fā)現(xiàn)錯誤后，如何消除錯誤，叫“糾錯”。

最簡單的檢錯方法是“奇偶校驗”，即在傳送字符的各位之外，再傳送1位奇/偶校驗位?？刹捎闷嫘ｒ灮蚺夹ｒ?。

奇校驗：所有傳送的數(shù)位(含字符的各數(shù)位和校驗位)中，“1”的個數(shù)為奇數(shù)，如：

1 0110，0101

0 0110，0001

偶校驗：所有傳送的數(shù)位(含字符的各數(shù)位和校驗位)中，“1”的個數(shù)為偶數(shù)，如：

1 0100，0101

0 0100，0001

奇偶校驗能夠檢測出信息傳輸過程中的部分誤碼(1位誤碼能檢出，2位及2位以上誤碼不能檢出)，同時，它不能糾錯。在發(fā)現(xiàn)錯誤后，只能要求重發(fā)。但由于其實現(xiàn)簡單，仍得到了廣泛使用。

有些檢錯方法，具有自動糾錯能力。如循環(huán)冗余碼(CRC)檢錯等。

串口通訊流控制

我們在串行通訊處理中，常?？吹絉TS/CTS和XON/XOFF這兩個選項，這就是兩個流控制的選項，目前流控制主要應用于調制解調器的數(shù)據(jù)通訊中，但對普通RS232編程，了解一點這方面的知識是有好處的。那么，流控制在串行通訊中有何作用，在編制串行通訊程序怎樣應用呢?這里我們就來談談這個問題。

1.流控制在串行通訊中的作用

這里講到的“流”，當然指的是數(shù)據(jù)流。數(shù)據(jù)在兩個串口之間傳輸時，常常會出現(xiàn)丟失數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，或者兩臺計算機的處理速度不同，如臺式機與單片機之間的通訊，接收端數(shù)據(jù)緩沖區(qū)已滿，則此時繼續(xù)發(fā)送來的數(shù)據(jù)就會丟失?，F(xiàn)在我們在網(wǎng)絡上通過MODEM進行數(shù)據(jù)傳輸，這個問題就尤為突出。流控制能解決這個問題，當接收端數(shù)據(jù)處理不過來時，就發(fā)出“不再接收”的信號，發(fā)送端就停止發(fā)送，直到收到“可以繼續(xù)發(fā)送”的信號再發(fā)送數(shù)據(jù)。因此流控制可以控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪M程，防止數(shù)據(jù)的丟失。 PC機中常用的兩種流控制是硬件流控制(包括RTS/CTS、DTR/CTS等)和軟件流控制XON/XOFF(繼續(xù)/停止)，下面分別說明。

2.硬件流控制

硬件流控制常用的有RTS/CTS流控制和DTR/DSR(數(shù)據(jù)終端就緒/數(shù)據(jù)設置就緒)流控制。

硬件流控制必須將相應的電纜線連上，用RTS/CTS(請求發(fā)送/清除發(fā)送)流控制時，應將通訊兩端的RTS、CTS線對應相連，數(shù)據(jù)終端設備(如計算機)使用RTS來起始調制解調器或其它數(shù)據(jù)通訊設備的數(shù)據(jù)流，而數(shù)據(jù)通訊設備(如調制解調器)則用CTS來起動和暫停來自計算機的數(shù)據(jù)流。這種硬件握手方式的過程為：我們在編程時根據(jù)接收端緩沖區(qū)大小設置一個高位標志(可為緩沖區(qū)大小的75%)和一個低位標志(可為緩沖區(qū)大小的25%)，當緩沖區(qū)內數(shù)據(jù)量達到高位時，我們在接收端將CTS線置低電平(送邏輯0)，當發(fā)送端的程序檢測到CTS為低后，就停止發(fā)送數(shù)據(jù)，直到接收端緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)量低于低位而將CTS置高電平。RTS則用來標明接收設備有沒有準備好接收數(shù)據(jù)。

常用的流控制還有還有DTR/DSR(數(shù)據(jù)終端就緒/數(shù)據(jù)設置就緒)。我們在此不再詳述。由于流控制的多樣性，我個人認為，當軟件里用了流控制時，應做詳細的說明，如何接線，如何應用。

3.軟件流控制

由于電纜線的限制，我們在普通的控制通訊中一般不用硬件流控制，而用軟件流控制。一般通過XON/XOFF來實現(xiàn)軟件流控制。常用方法是：當接收端的輸入緩沖區(qū)內數(shù)據(jù)量超過設定的高位時，就向數(shù)據(jù)發(fā)送端發(fā)出XOFF字符(十進制的19或Control-S，設備編程說明書應該有詳細闡述)，發(fā)送端收到XOFF字符后就立即停止發(fā)送數(shù)據(jù);當接收端的輸入緩沖區(qū)內數(shù)據(jù)量低于設定的低位時，就向數(shù)據(jù)發(fā)送端發(fā)出XON字符(十進制的17或Control-Q)，發(fā)送端收到XON字符后就立即開始發(fā)送數(shù)據(jù)。一般可以從設備配套源程序中找到發(fā)送的是什么字符。

應該注意，若傳輸?shù)氖嵌M制數(shù)據(jù)，標志字符也有可能在數(shù)據(jù)流中出現(xiàn)而引起誤操作，這是軟件流控制的缺陷，而硬件流控制不會有。