串口通信基本原理及应用

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串口通信基本原理 串口通信是计算机系统中的一种基本通信方式,通过串行端口实现CPU和串行设备之间的数据交换。串口通信的基本原理是将字节数据转换为串行的位,在发送数据时,从CPU经过串行端口将字节数据转换为串行的位,而在接收数据时,串行的位被转换为字节数据。 串口通信的基本流程是:应用程序向操作系统提出资源申请,打开串口,进行数据传输,最后释放资源,关闭串口。在Windows环境下,串口是系统资源的一部分,应用程序必须在使用之前向操作系统提出资源申请。 串口信号线的接法是一个重要的知识点,一个完整的RS-232C接口有22根线,采用标准的25芯插头座(或者9芯插头座)。主要信号线定义包括:发送数据TXD、接收数据RXD、请求发送RTS、清除发送CTS、数据设备就绪DSR、数据终端就绪DTR、数据载波检测DCD、保护地、信号地等。 串口通信的电气特性包括数据传输速率最大可到20Kbps,最大距离仅15m。但是,根据微软的MSDN6.0,WindowsAPI中关于串行通讯设备的速率的设置,最大可支持到RS_256000,即256Kbps。 在实际应用中,串口通信通常使用3到5根信号线即可工作,除了TXD、RXD以外,还需使用RTS、CTS、DCD、DTR、DSR等信号线。在设计程序时,直接进行数据的接收和发送就可以了,不需要对信号线的状态进行判断或设置。 在16位串口应用程序中,使用的16位的WindowsAPI通信函数包括OpenComm()和CloseComm()等。OpenComm()函数用于打开串口资源,并指定输入、输出缓冲区的大小(以字节计);CloseComm()函数用于关闭串口。 串口通信是计算机系统中的一种基本通信方式,它的基本原理是将字节数据转换为串行的位,在发送数据时,从CPU经过串行端口将字节数据转换为串行的位,而在接收数据时,串行的位被转换为字节数据。串口信号线的接法、电气特性和应用程序设计都是串口通信的重要知识点。 知识点: 1. 串口通信的基本原理是将字节数据转换为串行的位。 2. 串口信号线的接法包括RS-232C接口的22根线和主要信号线定义。 3. 串口通信的电气特性包括数据传输速率和最大距离。 4. 在实际应用中,串口通信通常使用3到5根信号线即可工作。 5. 16位串口应用程序中,使用的16位的WindowsAPI通信函数包括OpenComm()和CloseComm()等。 这些知识点都是串口通信的基础知识,对于理解串口通信的基本原理和应用非常重要。
2010-07-25 上传
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Universal Serial Bus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。通常电话线的波特率为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.