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1、串口是串行接口(serial port)的简称串口是I/O (输入输出)接口的一种， 它是采用传信通信协议(serial communication)在一条信号线上将数据一个比特 一个比特地逐位进行传输的通信模式，又称串行通信接口，也称为COM接口。在通信领域内有两种数据传输方式：并行通信和串行通信。并行通信是指一 个字节的数据在8条并行传输线路上同时由源传输到目的地；串行通信数据是在 一位宽的单条线路上输送，一个字节的数据源要分为 8 次由低位到高位按顺序一 位一位地传送，因此串行通信是指设备与设备之间或者设备与外设之间的串行数 据传输，串行通信的优点为：节省传输线，适合远程通信；缺点为数据
2、传输速率 低。常用的两种基本串行通行方式为同步通信和异步通信。同步通信(synchronous data communication,SYNC)是指在约定的通信速 率下，发送端和接收端的时钟频率和相位始终保持一致(同步)，保证了通信双 方在发送和接收。异步通信(asynchronous data communication, ASYNC)又称为起止式异步 通信，是计算机中最常用的数据信息传输方式。以字符为单位进行传输，字符之 间没有固定的时间间隔要求，而各字符中各位则以固定的时间传送。收发双方取 得同步的方法是采用在字符格式中设置起始位和停止位。在一个有效位正式发送 前，发送器先发送一个起始位
3、，然后发送有效字符，在字符结束时在发送一个停 止位，起始位至停止位构成一帧，停止位后边是不定长的空闲位，停止位和空闲 位都规定为高电平(逻辑值 1)，保证起始位开始处一定有一个下跳沿，这种格 式是靠起始位和停止位来实现字符的界定和同步的，故称为起始式协议。异步通信中的两个比较重要的指标：字符帧格式和波特率。数据通常以字节 或者字节为单位组成字符帧传送。字符帧由发送端逐帧发送，通过传输线被接收 设备逐帧接收。发送端和接收端可以由各自的时钟来控制数据的发送和接收，这 两个时钟源彼此独立，互不同步。异步通信的数据格式：起始位(start bit)+数据位(data bit)+奇偶校验位 (parit
4、y)+停止位(stop bit)。这种用起始位开始，停止位结束所构成的一串信 息称为帧(frame)。起始位必须是持续一个比特时间逻辑“0”电平，标志着一个字符的开始， 接收方可以使用起始位是自己的接收时钟与数据同步。数据位紧跟在起始位之后，它是衡量通信中实际数据位的参数。当计算机发 送一个信息帧时，标准值是 5、7 和 8 位，具体是几位取决所传送的信息。标准 的ASCII码是0-127(7位)，扩展的ASCII码是0-255(8位)。数据文本(标准的 ASCII 码)，那么每个数据帧使用 7 位数据。传送数据时先传送字符的低位，后 传送字符的高位。奇偶校验位仅占一位，用于进行奇校验或偶校验
5、，也可以不设置奇偶校验位。 在串行通信中，有四种校验方法：奇、偶、高、低。停止位位1位、1.5位或者2位，可以由软件设定。一定是逻辑“1”电平， 标志着一个字符的结束，并且能够为计算机提供校正时钟同步的机会。适用于停 止位的位数的位数越多，不同步的忍耐度越大，但是数据传输率越慢。空闲位表示线路处于空闲状态，停止位结束到下一个字符的起始位之间的空 闲位要由高电平来填充(只要不发送下一个字符，线路上始终为空闲位)，此时 线路为逻辑“1”电平。注意异步通信的帧是指一个字符，同步通信的帧是指可以包含几十个到上千个字符。串口通信的特点：1 起止式异步通信协议传输数据对收、发双方的时钟同步要求不高。时钟信
6、 号漂移的要求要比同步信号低得多，硬件成本要低得多。2 实际应用中，串行异步通信的数据格式，包括数据位的位数、校验位的设 置以及停止位的位数都可以根据实际需要，通过可编程串行接口电路，用软件命 令的方式进行设置。在不同传输系统中，这些通信格式的设定可以不同；但在同 一个传输系统的发送方和接收方的设定必须一致，否则将会由收、发双方约定的 不一致而造成数据传输的错误与混乱。3 串行通信中未发送一个 字符需要附加的信息位，入如起始位、校验位和 停止位等。这些信息位不是有效信息本身，被称为额外开销或者通信开销，这些 额外开销会使通信效率降低。所以异步通信适用于传输数据量少或者传输要求不 高的场合。对于
7、要求快速、信息量大的传输，一般还是采用通信效率较高的同步 通信方式。数据的传送方式在串行通信中，数据通常是在两个站(如终端和微机)之间进行传送，按照 数据流向可以分为三种基本方式：全双工、半双工和单工。单工：只支持数据在一个方向传送，如传呼机，广播。半双工：使用同一个信号线，数据可以在两个方向传送，但不能同时收发数 据，如对讲机。全双工：当数据的发送和接收分流，分别由两根不同的传输线传送时，通信 双方都能在同一时刻进行发送和接收数据。数据的传输速率数据的通信速率也称为数据传输速率，是指数据的信道中传输的速率，它可 分为码元速率和信息速率。码元速率(RB)是指每秒钟传送的码元数，单位为波特 /秒
8、(Baud/s)，又称为波特率。信息速率(Rb)是指每秒钟传送的信息量，单位为比 特/秒(bit/s,bps),又称为比特率。发送时钟和接收时钟发送时钟。发送数据时首先将要发送的数据送入移位寄存器，然后在发送时 钟的控制下，将该并行数据移位输出。通常是在发送时钟的下降沿将移位寄存器 中的数据串行输出，每个数据位的时间间隔由发送时钟的周期划分。接收时钟。在接收串行数据时，接收时钟的上升沿对接收数据采样，进行数 据位检测，并将其移入接收器的移位寄存器中，最后组成并行数据输出。波特率因子。在波特率制定后，输入移位寄存器/输出移位寄存器在接收时 钟和发送时钟控制下，按指定的波特率速度进行移位，一般几个
9、时钟脉冲移位一 次，此时要求接收时钟和发送时钟的时钟周期是波特率的 16、32 或64 倍。串口调试在硬件前先选择好串口连接线，分清楚是需要串口直连线还是串口交叉线， 进行设备的正确连接。串口直连线是指连接的是公头和母头的线缆；串口交叉线 是指连接公头和公头或者母头和母头的线缆。串口调试软件的选择 常串口测试软件有串口通信测试器、串口助手、串口调试助手串口调试助手 和 Windows 系统自带的超级终端程序。本测试选用串口调试助手 V2.2。VisualBasic 串口通信控件MSComm(Microsoft Communications Control)是 Microsoft 公司提供的简化 Windows 下 串行通信编程的 Active 控件，它通过串行端口传输和接收数据，为应用程序提 供串行通信功能。MSComm控件在VCVBDelphi等语言中均可使用，程序员不 必要花费大量时间详细了解较为复杂的 API 函数，它为应用程序提供了一种通 过串行接口收发的简便方法。
