《通信知识及通信协议的基本概念》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通信知识及通信协议的基本概念（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、串口通信协议什么是串口串口是计算机上一种非常通用的设备通信协议（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串口。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，串口按为（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定义并行通信状 态时，规定设备线总长不得超过20米，并且任意两个设
2、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码的字符传输。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的同 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。对于两个进行通信的端口，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
3、信在数据线上的采样率为4800HZ。通常电话线的波特率为14400,28800,36600。 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 的很近的仪器之间的通信，典型地例子就是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， 实际的数据位不会是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。
4、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。典型地值为1，1.5和2位。由于 数据是在传输线上定时的，并且每个设备有其自己的时钟，很可能在通信中两台 设备间出现小小的不同步。因此，停止位不仅仅表示传输的结束，并且提供计算 机校正时钟的机会。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（数据位后面的那一位），用一个值确保传输的数据有偶个或奇个逻辑 高位。
5、例如如果数据时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，校验位为1，这样就有3个逻辑高位。这样的校验能 够使接收设备知道一个位的状态，有机会判断是否有噪声干扰了通信或者是否传 输和接收数据不同步。什么是RS-232RS-232 (ANSI/EIA-232标准)是IBM-PC极其兼容机上的串行连接标准。 可用于许多用途，比如连接鼠标、打印机或者猫，同时也可以接工业仪器仪表。 用于驱动和连线的改进，实际应用中RS-232的传输长度或者速度常常超过标准 的值。RS-232只限于PC串口和设备间点对点的通信。RS-232串口通信最远距 离是50英尺。DB-9针连接头
6、12 3 4 56 7 8 9这是从计算机连出的线的截面RS-232针脚的功能数据：TXD (pin3)：串口数据输出(Transmit Data)RXD (pin2)：串口数据输入(Receive Data)握手：RTS (pin7)：发送数据请求(Request to Send)CTS (pin8)：清除发送(Clear to Send)DSR (pin6)：数据发送就绪(Data Send Ready)DCD (pin1)：数据载波检测(Data Carrier Detect)DTR (pin4)：数据终端就绪(Data Terminal Ready)地线：GND (pin5)：地线其他
7、RI (pin9)：铃声提示什么是RS-422RS-422 (EIA RS-422-AStandard)是 Apple 的 Macintosh 计算机的串 口连接 标准。RS-422使用差分信号，RS-232使用非平衡参考地信号。差分传输使用两 根线发送和接收信号，对比RS-232，它能更好地抗噪声和有更远的传输距离。 在工业环境中更好地抗噪性和更远的传输距离是一个很大的优点。什么是RS-485RS-485 (EIA-485标准)是RS-422的改进，因为它增加了设备的个数，从 10个增加到了 32个，同时定义了再最大设备个数情况下的电气特性，以保证足 够的信号电压。有了多个设备的能力，你可以
8、使用一个单个RS-422 口建立设备 网络。出色抗噪和多设备能力，在工业应用中建立连向PC机的分布式设备网络、 其他数据收集控制器、HMI或者其他操作时，串行连接会选择RS-485。RS-485 是RS-422的超集，因此所有的RS-422设备都可以被RS-485控制。RS-485可以 用超过4000英尺的线进行串行通信。DB-9针连接头12 3 4 56 7 8 9这是从计算机连出线的截面RS-485和RS-422的引脚的功能数据：TXD+ (pin8), TXD- (pin9), RXD+ (pin4), RXD-(pin5) 握手：RTS+ (pin3), RTS- (pin7) ,CT
9、S+ (pin2), CTS-(pin6) 地线：GND (pin1)什么是握手RS-232通信方式允许简单三线连接：Tx, Rx和地线。但是对于数据传输， 双方必须对数据定时采用相同的波特率。尽管这种方法对于大多数应用已经足 够，但是对于接收方过载的情况，这种使用受到限制。这时需要串口的握手功能。 在这一部分，我们讨论三种最常用的RS-232握手形式：软件握手，硬件握手和 Xmodem。a、软件握手：我们讨论的第一种握手是软件握手。通常用在实际数据时控 制字符的情况，类似于GPIB使用命令字符串的方式。必须的线仍然是三根：Tx， Rx，和地线。因为控制字符在传输线上和普通字符没有区别，函数S
10、etXModem 允许用户使能或者禁止用户使用两个控制字符XON和XOFF。这些字符在通信 中由接收方发送，使发送方暂停。例如：假设发送方以高波特率发送数据。在传输中，接收方发现由于CPU 忙于其他工作，输入buffer已经满了。为了暂时停止传输，接收方发送XOFF， 典型的值是十进制的19，或十六进制的13，直到输入buffer空了。一旦接收方 准备好接收，它发送XON,典型的值是十进制17，即十六进制11，继续通信。 输入buffer半满时，LabWindows发送XOFF。此外，如果XOFF传输被打断， LabWindows会在buffer达到75%和90%时发送XOFF。显然，发送方必
11、须遵循 此守则以保证传输继续。b、硬件握手：第二种是使用硬件握手。和Tx和Rx线一样，RTS/CTS和 DTR/DSR 一起工作，一个作为输出，一个作为输入。第一组是RTS (Request to Send)和CTS (Clear to Send)。当接收方准备好接收数据，它置高RTS线表示 它准备好了，如果发送方也就绪，它置高CTS，表示它即将发送数据。另一组线 是 DTR (Data Terminal Ready)和 DSR (Data SetReady)。这些主要用于 Modem 通信。使得串口和Modem通信它们的状态。例如：当Modem已经准备好接收 来自PC的数据，它置高DTR线，
12、表示和电话线的连接已经建立。读取DSR线 置高，PC机开始发送数据。一个简单的规则是DTR/DSR用于表示系统通信就 绪，而RTS和CTS用于单个数据包的传输。在LabWindows，函数SetCTSMode使能或者禁止使用硬件握手。如果CTS 模式使能，LabWindows使用如下规则：当PC发送数据：RS-232库必须检测CTS线高后才能发送数据。当PC接收数据：如果端口打开，且输入队列有空接收数据，库函数置高RTS和DTR。 如果输入队列90%满，库函数置低RTS，但使DTR维持高电平。如果端口队列近乎空了，库函数置高RTS，但使DRT维持高电平。如果端口关闭，库函数置低RTS和DTR。c、XModem握手：最后讨论的握手叫XModem文件传输协议。这个协议在 Modem通信中非常通用。尽管它通常使用在Modem通信中，XModem协议能够 直接在遵循这个协议的设备通信中使用。在LabWindows中，实际的XModem 应用对用户隐藏了。只要PC和其他设备使用XModem协议，在文件传输中就使 用 LabWindows 的 XModem 函数。
