《机电系统检测与控制-第六章串行通信基础rs232&rs485》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机电系统检测与控制-第六章串行通信基础rs232&rs485（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、RS232和RS485通信,6.1 串行通信基础 6.2 RS232通信 6.3 RS485/RS422通信 6.4 RS232与RS485/RS422区别,6.1 串行通信基础,串行通信：将数据分解成二进制位用一条信号线，一位一位顺序传送的方式 串行通信的优势：用于通信的线路少，因而在远距离通信时可以极大地降低成本 串行通信适合于远距离数据传送，也常用于速度要求不高的近距离数据传送 PC系列机上有两个串行异步通信接口、键盘、鼠标器与主机间采用串行数据传送,1. 异步通信,串行通信时的数据、控制和状态信息都使用同一根信号线传送 收发双方必须遵守共同的通信协议（通信规程），才能解决传送速率、信息
2、格式、位同步、字符同步、数据校验等问题 串行异步通信以字符为单位进行传输，其通信协议是起止式异步通信协议,起止式异步通信协议,起始位每个字符开始传送的标志，起始位采用逻辑0电平,数据位数据位紧跟着起始位传送。由58个二进制位组成，低位先传送,校验位用于校验是否传送正确；可选择奇检验、偶校验或不传送校验位,停止位表示该字符传送结束。停止位采用逻辑1电平，可选择1、1.5或2位,空闲位传送字符之间的逻辑1电平，表示没有进行传送,数据传输速率,数据传输速率也称比特率（Bit Rate） 每秒传输的二进制位数bps 字符中每个二进制位持续的时间长度都一样，为数据传输速率的倒数 当进行二进制数码传输，且
3、每位时间长度相等时，比特率还等于波特率（Baud Rate） 过去，串行异步通信的数据传输速率限制在50 bps到9600 bps之间。现在，可以达到115200 bps或更高,2. 同步通信,以一个数据块（帧）为传输单位，每个数据块附加1个或2个同步字符，最后以校验字符结束 同步通信的数据传输效率和传输速率较高，但硬件电路比较复杂 串行同步通信主要应用在网络当中 最常使用高级数据链路控制协议HDLC,3. 传输制式,全双工,半双工,单工,示例,4. 调制解调器,调制（Modulating） 把数字信号转换为电话线路传送的模拟信号 解调（Demodulating） 将电话线路的模拟信号转换为数
4、字信号 调制解调器MODEM 具有调制和解调功能的器件合制在一个装置,示例,RS232串口通信,1、RS232串行通信接口标准简介 串行通信接口标准经过使用和发展，目前已经有几种。但都是在RS-232标准的基础上经过改进而形成的。此处，主要以RS-232C为主进行讨论。RS-323C 标准是美国EIA(电子工业联合会）与BELL等公司一起开发的1969 年公布的通信协议。它适合于数据传输速率在020kb/s 范围内的通信。,RS232串口通信,RS-232C 标准（协议）的全称是EIA-RS-232C 标准，其中EIA(Electronic Industry Association)代表美国电
5、子工业协会，RS（ecommeded standard）代表推荐标准，232是标识号，C代表RS232 的最新一次修改（1969），在这之前，已有RS232A和RS232B标准。 目前，在PC 机上的COM1、COM2 接口，就是RS-232C接口。,1.1、RS232串行通信接口的特性 在TxD和RxD上：逻辑1(MARK) =-5V-15V 逻辑0(SPACE)=+515V 允许的最大传输速率为20kb/s；最长可驱动电缆15m。 机械特性： RS232标准采用的接口是9芯或25芯的D型插头，常用的一般是9针插头（DB-9）,1.2 RS232串行通信接口定义,1.2 RS232串行通信接
6、口定义,1.2 RS232串行通信接口定义 RS-232C规标准接口有25条线，常用的只有9根，它们是： （1）数据装置准备好（Data set ready-DSR)有效时（ON）状态，表明通信装置处于可以使用的状态。 （2）数据终端准备好(Data set ready-DTR)有效时（ON）状态，表明数据终端可以使用。 （3）请求发送(Request to send-RTS)用来表示DTE请求DCE发送数据，即当终端要发送数据时，使该信号有效（ON状态），向MODEM请求发送。它用来控制MODEM是否要进入发送状态。,（4）允许发送（Clear to send-CTS）用来表示DCE准备好接
7、收DTE发来的数据，是对请求发送信号RTS的响应信号。当MODEM已准备好接收终端传来的数据，并向前发送时，使该信号有效，通知终端开始沿发送数据线TxD发送数据。 （5）接收线信号检出(Received Line detection-RLSD)用来表示DCE已接通通信链路，告知DTE准备接收数据。当本地的MODEM收到由通信链路另一端（远地）的MODEM送来的载波信号时，使RLSD信号有效，通知终端准备接收，并且由MODEM将接收下来的载波信号解调成数字两数据后，沿接收数据线RxD送到终端。此线也叫做数据载波检出(Data Carrier dectection-DCD）线。,（6）振铃指示(R
8、inging-RI)当MODEM收到交换台送来的振铃呼叫信号时，使该信号有效（ON状态），通知终端，已被呼叫。 （7）发送数据(Transmitted data-TxD)通过TxD终端将串行数据发送到MODEM，(DTEDCE)。 （8）接收数据(Received data-RxD)通过RxD线终端接收从MODEM发来的串行数据，(DCEDTE)。 （9）地线-GND。,1.3 RS232串行通信接口功能 严格地讲RS-232接口是DTE(数据终端设备)和DCE(数据通信设备)之间的一个接口，DTE包括计算机、终端、串口打印机等设备。DCE通常只有调制解调器(MODEM)和某些交换机。,1.3
9、 RS232串行通信接口功能 调制解调器是一种信号变换装置，它对数据信号进行变换，使变换后的信号可以适应信道传输的特性，延长数据信号的传送距离。,1.3 RS232串行通信接口功能,2 RS232串行通信接口的应用 2.1 采用RS232进行计算机通信 RS232接口的公头和母头,RS232接口公头,RS232接口母头,2 RS232串行通信接口的应用 2.1 采用RS232进行计算机通信 串口通信接线方法：两个不同串口（不论是同一台计算机的两个串口或分别是不同计算机的串口），串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现，即同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连，不同串口的接收端和发送端相
10、连即可实现通信。,RS232接口定义,最简单的RS232接口连接,2.1 采用RS232进行计算机通信（普通应用不提倡）,简单的RS232接口连接,2.1 采用RS232进行计算机通信（普通应用不提倡）,简单的RS232接口连接(无调制解调器）,2.1 采用RS232进行计算机通信（普通应用不提倡）,RS232接口完全连接图,2.2 采用RS232实现微处理器与计算机的通信,2.2.1 微处理器常用的电平 5V电平：典型值为高电平2.45V，低电平0V0.5V，如51系列微处理器。 3.3V电平：典型值为2.23.3V，低电平00.5V，如80C51F、AVR、DSP等系列微处理器。 逻辑电平
11、的转换：实现3.3V电平与5V电平的转换，如SN74ALVC164245等芯片。 微处理器与PC进行通信需要进行电平转换，典型的通信电平转换芯片有MAX系列芯片。,2.2 采用RS232实现微处理器与计算机的通信,2.2.2 微处理器与PC通信芯片（RS232) Max232/MAX3221/MAX3223,MAX3221/MAX3223的典型电路,基于MAX3221的应用,串口相关程序,/初始化串口函数 void serial_int(void) TMOD=0x20; /选择定时器1方式2 TH1=0xfd; TL1=0xfd; /在11M下设置波特率为9600 SCON=0x50; /在方
12、式1下接收 PCON=0x00; TR1=1; /启动定时器 ,/主程序 void main(void) main_init(); while (1) ,/初始化主程序 void main_init(void) serial_int(); /初始化串口 can_reset(); /对CAN复位 can_init(); /初始化CAN，使之处于工作状态 para_ep(); /调用参数 display_initC(); /温度显示初始化 cal_init(); /初始化校正和计算浓度的参数 TMOD=TMOD|0x01; /定时器0采用方式1 TH0=0xff; TL0=0xa0; /定时器0定
13、时0.1ms time2_init(); /初始化定时器2产生方波 ET0=1; /开定时器0中断 ES=1; /开串口中断 ET2=1; /开定时器2中断 PT2=1; /定时器2为高优先级中断 EA=1; /开总中断 TR2=1; /开定时器2，产生方波 TR0=1; /开定时器0 */ ,串口相关程序,/串口中断程序，主要根据接收的下位机的命令进行相应的动作 void serial(void) interrupt 4 EA=0; /关闭中断 if (RI) /如果接收到数据 RI=0; ZSC_flag=SBUF; switch (ZSC_flag) /根据不同的命令进行不同的动作 ca
14、se end_order: order_kind=0x03; /校正结束命令 display_initD(); /初始化浓度显示 display_end(); /显示结束 TR0=1; /系统正常运行，检测瓦斯浓度 default: break; ,串口相关程序,if (TI) /如果是发送中断 TI=0; if (send_end) /如果未发送完毕则继续发送 SBUF=send_freL; /向下位机发送频率低字节 send_end=0; /发送完毕 EA=1; /开中断 ,2.2 采用RS232实现微处理器与计算机的通信,2.2.3串口调试软件,RS485串口通信,1、RS485串行通信
15、接口标准简介 RS-422是一种单向、全双工通信协议，适合嘈杂的工业环境。RS-422规范允许单个驱动器与多个接收器通信，数据信号采用差分传输方式，速率最高可达50Mbps。 RS-485是双向、半双工通信协议，允许多个驱动器和接收器挂接在总线上，其中每个驱动器都能够脱离总线。该规范满足所有RS-422的要求，而且比RS-422稳定性更强。具有更高的接收器输入阻抗和更宽的共模范围(-7V至+12V)。 RS422/RS485标准的全称为TIA/EIA-422-B和TIA/EIA-485串行通信标准。它们的数据信号均采用差分传输方式，也称作平衡传输。,RS485的典型工作方式如图所示。RS485
16、典型的驱动器使用一对双绞线，并将其中的一线定义为A，另一线定义为B。两线工作时采用半双工通信方式，其工作状态(发送状态和接收状态)由使能控制信号决定。,一般情况下，驱动器的A、B间的正电平电压为+2+6 V时代表一个逻辑状态；A、B之间的负电平在-6-2 V时代表另外一个逻辑状态。另外还有一个信号地C。事实上，在很多情况下，都会忽视信号地的连接。“使能”控制信号E用于驱动器与传输线的切断和连接，当ENABLE起作用时，接收器处于高阻状态，称作“第三态”，它是有别于逻辑“1”与“0”的第三种状态。,接收器与驱动器的规定相似，其收、发端均可通过平衡双绞线将A-A与B-B对应相连。当接收端A、B之间有大于+200 mV的电平时，输出为正逻辑电平；小
