串口通信编程大全

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1、RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 1 - 版权声明：本资料来自互联网，枕善居只负责聚合，原版权规原作者所有!枕善居不负责任何责任！ (我为人人， 人人为我， 枕善居 http:/) 目目 次次 1. RS-232-C 详解 2 2. 串口通信基本接线方法 12 3. 串口通讯的概念及接口电路 13 4. 有关 RS232 和 RS485 接口的问答 14 5. 同步通信方式 16 6. 通信协议19 7. 实战串行通讯25 8. 全双工和半双工方式 33 9. 浅析 PC 机串口通讯流控制 34 10. 奇偶校验 35 11. 开发通信软件的技术与技巧 36 12. 接口

2、技术的基本知识 41 13. 一个单片机串行数据采集/传输模块的设计 44 14. 单工、半双工和全双工的定义 48 15. 从 RS232 端口获得电源49 16. 串行同步通信的应用50 17. 串行通信波特率的一种自动检测方法53 18. RS-232、RS-422 与 RS-485 标准及应用56 19. 串口泵 64 RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 2 - RS-232-C 详解详解 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。所以，以 RS-232C 为主来讨论。RS-323C 标准是美国 EIA(电

3、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 020000b/s 范围内的通信。这个标准对串行通信接口的有关问题，如信号线功能、电器特性都作了明确规定。由于通行设备厂商都生产与 RS-232C 制式兼容的通信设备，因此，它作为一种标准，目前已在微机通信接口中广泛采用。 在讨论 RS-232C 接口标准的内容之前，先说明两点： 首先， RS-232-C标准最初是远程通信连接数据终端设备DTE(Data Terminal Equipment)与数据通信设备 DCE（Data Communication Equipment)而制定的。因此这个标准的

4、制定，并未考虑计算机系统的应用要求。但目前它又广泛地被借来用于计算机（更准确的说，是计算机接口）与终端或外设之间的近端连接标准。显然，这个标准的有些规定及和计算机系统是不一致的，甚至是相矛盾的。有了对这种背景的了解，我们对 RS-232C 标准与计算机不兼容的地方就不难理解了。 其次，RS-232C 标准中所提到的“发送”和“接收”，都是站在 DTE 立场上，而不是站在 DCE 的立场来定义的。由于在计算机系统中，往往是 CPU 和 I/O 设备之间传送信息，两者都是 DTE，因此双方都能发送和接收。 一、一、RS-232-C RS-232C 标准（协议）的全称是 EIA-RS-232C 标准

5、，其中 EIA(Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会，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，有 RS232B、RS232A。它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。常用物理标准还有有 EIA�RS-232-C、EIA�RS-422-A、EIA�RS-423A、EIA�RS-485。 这里只介绍 EIA�RS-232-C（简称 232，RS232）。 例如，目前在 IBM PC 机上的 COM1、COM2 接口

6、，就是 RS-232C 接口。 1.电气特性 EIA-RS-232C 对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。 在 TxD 和 RxD 上：逻辑 1(MARK)=-3V-15V 逻辑 0(SPACE)=+315V 在 RTS、CTS、DSR、DTR 和 DCD 等控制线上： 信号有效（接通，ON 状态，正电压）+3V+15V 信号无效（断开，OFF 状态，负电压)=-3V-15V RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 3 - 图 1 以上规定说明了 RS-323C 标准对逻辑电平的定义。 对于数据 （信息码） ： 逻辑“1” （传号）的电平低于-3V，逻辑“0”（空号

7、）的电平告语+3V；对于控制信号；接通状态（ON）即信号有效的电平高于+3V，断开状态(OFF)即信号无效的电平低于-3V，也就是当传输电平的绝对值大于 3V 时， 电路可以有效地检查出来， 介于-3+3V 之间的电压无意义， 低于-15V或高于+15V 的电压也认为无意义，因此，实际工作时，应保证电平在(315)V 之间。 EIA-RS-232C 与 TTL 转换：EIA-RS-232C 是用正负电压来表示逻辑状态，与 TTL 以高低电平表示逻辑状态的规定不同。因此，为了能够同计算机接口或终端的 TTL 器件连接，必须在 EIA-RS-232C 与 TTL 电路之间进行电平和逻辑关系的变换。

8、 实现这种变换的方法可用分立元件，也可用集成电路芯片。目前较为广泛地使用集成电路转换器件，如 MC1488、SN75150芯片可完成 TTL 电平到 EIA 电平的转换， 而 MC1489、 SN75154 可实现 EIA 电平到 TTL 电平的转换。MAX232 芯片可完成 TTLEIA 双向电平转换，图 1 显示了 1488 和 1489 的内部结构和引脚。MC1488 的引脚(2)、(4,5)、(9,10)和(12,13)接 TTL 输入。引脚 3、6、8、11 输出端接 EIA-RS-232C。MC1498 的 14 的 1、4、10、13 脚接 EIA 输入，而 3、6、8、11 脚

9、接 TTL输出。具体连接方法如图 2 所示。图中的左边是微机串行接口电路中的主芯片 UART，它是TTL 器件，右边是 EIA-RS-232C 连接器，要求 EIA 高电压。因此，RS-232C 所有的输出、输入信号都要分别经过 MC1488 和 MC1498 转换器， 进行电平转换后才能送到连接器上去或从连接器上送进来。 RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 4 - 图 2 2、连接器的机械特性： 连接器： 由于 RS-232C 并未定义连接器的物理特性， 因此， 出现了 DB-25、 DB-15 和 DB-9各种类型的连接器，其引脚的定义也各不相同。下面分别介绍两种连接器

10、。 （1）DB-25： PC 和 XT 机采用 DB-25 型连接器。DB-25 连接器定义了 25 根信号线，分为 4 组： 异步通信的 9 个电压信号（含信号地 SG）2，3，4，5，6，7，8，20，22 20mA 电流环信号 9 个（12，13，14，15，16，17，19,23，24） 空 6 个（9，10，11，18，21，25） 保护地（PE）1 个，作为设备接地端（1 脚） DB-25 型连接器的外形及信号线分配如图 3 所示。注意，20mA 电流环信号仅 IBM PC 和IBM PC/XT 机提供，至 AT 机及以后，已不支持。 图 3 （2）DB-9 连接器 在 AT 机及

11、以后，不支持 20mA 电流环接口，使用 DB-9 连接器，作为提供多功能 I/O 卡或主板上 COM1 和 COM2 两个串行接口的连接器。它只提供异步通信的 9 个信号。DB-25 型连RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 5 - 接器的引脚分配与 DB-25 型引脚信号完全不同。 因此， 若与配接 DB-25 型连接器的 DCE 设备连接，必须使用专门的电缆线。 电缆长度： 在通信速率低于 20kb/s 时， RS-232C 所直接连接的最大物理距离为 15m （50英尺）。 最大直接传输距离说明：RS-232C 标准规定，若不使用 MODEM，在码元畸变小于 4%的情

12、况下，DTE 和 DCE 之间最大传输距离为 15m（50 英尺）。可见这个最大的距离是在码元畸变小于 4%的前提下给出的。为了保证码元畸变小于 4%的要求，接口标准在电气特性中规定，驱动器的负载电容应小于 2500pF。 3、RS-232C 的接口信号 RS-232C 规标准接口有 25 条线，4 条数据线、11 条控制线、3 条定时线、7 条备用和未定义线，常用的只有 9 根，它们是： （1）联络控制信号线： 数据装置准备好（Data set ready-DSR)有效时（ON）状态，表明 MODEM 处于可以使用的状态。 数据终端准备好(Data set ready-DTR)有效时（ON）

13、状态，表明数据终端可以使用。 这两个信号有时连到电源上，一上电就立即有效。这两个设备状态信号有效，只表示设备本身可用， 并不说明通信链路可以开始进行通信了， 能否开始进行通信要由下面的控制信号决定。 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。 允许发送（Clear to send-CTS）用来表示 DCE 准备好接收 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

14、信号有效，通知终端开始沿发送数据线 TxD 发送数据。 这对 RTS/CTS 请求应答联络信号是用于半双工 MODEM 系统中发送方式和接收方式之间的切换。在全双工系统中作发送方式和接收方式之间的切换。在全双工系统中，因配置双向通道，故不需要 RTS/CTS 联络信号，使其变高。 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

15、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。 振铃指示(Ringing-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。 （2）数据发送与接收线： RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 6 - 发送数据(Transmitted data-TxD)通过 TxD 终端将串行数据发送到 MODEM，(DTEDCE)。 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)。 （3）地线

16、有两根线 SG、PG信号地和保护地信号线，无方向。 上述控制信号线何时有效，何时无效的顺序表示了接口信号的传送过程。例如，只有当 DSR 和 DTR 都处于有效（ON）状态时，才能在 DTE 和 DCE 之间进行传送操作。若 DTE 要发送数据，则预先将 DTR 线置成有效(ON)状态，等 CTS 线上收到有效(ON)状态的回答后，才能在 TxD 线上发送串行数据。 这种顺序的规定对半双工的通信线路特别有用， 因为半双工的通信才能确定 DCE 已由接收方向改为发送方向，这时线路才能开始发送。 2 个数据信号：发送 TXD；接收 RXD。 1 个信号地线：SG。 6 个控制信号： DSR�

17、�数传机（即 modem）准备好，Data Set Ready. DTR��数据终端（DTE，即微机接口电路，如Intel8250/8251,16550）准备好，Data Terminal Ready。 RTS��DTE 请求 DCE 发送(Request To Send)。 CTS��DCE 允许 DTE 发送（Clear To Send）,该信号是对 RTS 信号的回答。 DCD��数据载波检出，Data Carrier Detection 当本地 DCE 设备（Modem）收到对方的 DCE 设备送来的载波信号时，使 DCD 有效，通

18、知 DTE 准备接收， 并且由 DCE 将接收到的载波信号解调为数字信号， 经 RXD 线送给 DTE。 RI��振铃信号 Ringing当DCE收到交换机送来的振铃呼叫信号时，使该信号有效，通知 DTE 已被呼叫。 用途 232 引脚 CCITT Modem 名称 说明 异步 同步 1 101 AA 保护地 设备外壳接地 PE PE 2 103 BA 发送数据 数据送 Modem TXD 3 104 BB 接收数据 从 Modem 接收数据 RXD 4 105 CA 请求发送 在半双工时控制发送器的开和关 RTS 5 106 CB 允许发送 Modem 允许发送 CTS 6 10

19、7 CC 数据终端准备好 Modem 准备好 DSR 7 102 AB 信号地 信号公共地 SG SG RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 7 - 8 109 CF 载波信号检测 Modem 正在接收另一端送来的信号 DCD 9 空 10 空 11 空 12 接收信号检测（2） 在第二通道检测到信号 13 允许发送（2） 第二通道允许发送 14 118 发送数据（2） 第二通道发送数据 15 113 DA 发送器定时 为 Modem 提供发送器定时信号 16 119 接收数据（2） 第二通道接收数据 17 115 DD 接收器定时 为接口和终端提供定时 18 空 19 请求

20、发送（2） 连接第二通道的发送器 20 108 CD 数据终端准备好 数据终端准备好 DTR 21 空 22 125 振铃 振铃指示 RI 23 111 CH 数据率选择 选择两个同步数据率 24 114 DB 发送器定时 为接口和终端提供定时 25 空 PART2 一、远距离通信 第 1 和第 2 中情况是属于远距离通信（传输距离大于 15m 的通信）的例子，故一般要加调制解调器 MODEM，因此使用的信号线较多。注意：在以下各图中，DTE 信号为 RS-232-C信号，DTE 与计算机间的电平转换电路未画出。 1、采用 Modem(DCE)和电话网通信时的信号连接： 若在双方 MODEM

21、之间采用普通电话交换线进行通信， 除了需要 28 号信号线外还要增加 RI(22 号)和 DTR(20 号)两个信号线进行联络，如图 1 所示。 RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 8 - 图 1 DSR、DTR：数传机（DCE）准备好、数据终端（DTE）准备好，只表示设备本身可用。 首先，通过电话机拔号呼叫对方，电话交换台向对方发出拔号呼叫信号，当对方 DCE收到该信号后，使 RI（振铃信号）有效，通知 DTE，已被呼叫。当对方“摘机”后，两方建立了通信链路。 若计算机要发送数据至对方，首先通过接口电路（DTE）发出 RTS（请求发送）信号。此时， 若 DCE （Mode

22、m） 允许传送， 则向 DTE 回答 CTS （允许发送） 信号。 一般可直接将 RTS/CTS接高电平，即只要通信链路已建立，就可传送信号。（RTS/CTS 可只用于半双工系统中作发送方式和接收方式的切换。 当 DTE 获得 CTS 信号后，通过 TXD 线向 DCE 发出串行信号，DCE（Modem）将这些数字信号调制成模拟信号（又称载波信号），传向对方。 计算机向 DTE“数据输出寄存器”传送新的数据前， 应检查 Modem 状态和数据输出寄存器为空。当对方的 DCE 收到载波信号后，向对方的 DTE 发出 DCD 信号（数据载波检出），通知其 DTE 准备接收，同时，将载波信号解调为数

23、据信号，从 RXD 线上送给 DTE，DTE 通过串行接收移位寄存器对接收到的位流进行移位， 当收到 1 个字符的全部位流后， 把该字符的数据位送到数据输入寄存器，CPU 可以从数据输入寄存器读取字符。 2、采用专用电话线通信：在通信双方的 MODEM 之间采用电话线进行通信，则只要使用28 号信号线进行联络与控制。不需要电话机、振铃信号 RI 和 DTR 信号，其信号线的连接如图 2 那样。 RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 9 - 图 2 二、近距离通信： 当通信距离较近时，可不需要 Modem，通信双方可以直接连接，这种情况下，只需使用少数几根信号线。最简单的情况，

24、在通信中根本不需要 RS-232C 的控制联络信号，只需三根线（发送线、接收线、信号地线）便可实现全双工异步串行通信，即是这里要讨论的第一种情况。 无 Modem 时，最大通信距离按如下方式计算： RS-232C 标准规定：当误码率小于 4%时，要求导线的电容值应小于 2500PF。对于普通导线，其电容值约为 170PF/M。则允许距离 L=2500PF/（170PF/M）=15M 这一距离的计算，是偏于保守的，实际应用中，当使用 9600bps，普通双绞屏蔽线时，距离可达 3035 米。 1、零 Modem 的最简连线（3 线制） 图 3 是零 MODEM 方式的最简单连接（即三线连接），图

25、中的 2 号线与 3 号线交叉连接是因为在直连方式时，把通信双方都当作数据终端设备看待，双方都可发也可收。在这种方式下， 通信双方的任何一方， 只要请求发送 RTS 有效和数据终端准备好 DTR 有效就能开始发送和接收。 图 3 （1）RTS 与 CTS 互联：只要请求发送，立即得到允许 （2） DTR 与 DSR 互联： 只要本端准备好， 认为本端立即可以接收 （DSR、 数传机准备好） 。 2、零 Modem 标准连接： 如果想在直接连接时，而又考虑到 RS-232C 的联络控制信号，则采用零 MODEM 方式的标准连接方法，其通信双方信号线安排如下 1-2-3-4-5 顺序所演示的那样。

26、 无 Modem 的标准联线（7 线制）如图所示： RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 10 - 从中可以看出，RS-232C 接口标准定义的所有信号线都用到了，并且是按照 DTE 和 DCE之间信息交换协议的要求进行连接的， 只不过是把 DTE 自己发出的信号线送过来， 当作对方DCE 发来的信号，因此，又把这种连接称为双叉环回接口。 双方的握手信号关系如下（注：甲方乙方并未在图中标出）： （1）当甲方的 DTE 准备好，发出DTR 信号， 该信号直接联至乙方的 RI （振铃信号）和 DSR（数传机准备好）。即只要甲方准备好，乙方立即产生呼叫（RI）有效，并同时准备好（D

27、SR）。尽管此时乙方并不存在 DCE（数传机）。 （2）甲方的 RTS 和 CTS 相连，并与乙方的 DCD 互连。即：一旦甲方请求发送（RTS），便立即得到允许（CTS），同时，使乙方的 DCD 有效，即检测到载波信号。 （3）甲方的 TXD 与乙方的 RXD 相连，一发一收。 1 2 RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 11 - 3 4 5 RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 12 - 串口通信基本接线方法串口通信基本接线方法 目前较为常用的串口有 9 针串口（DB9）和 25 针串口（DB25），通信距离较近时(12m)，可以用电缆线直接连接标准

28、RS232 端口(RS422,RS485 较远)，若距离较远，需附加调制解调器（MODEM）。最为简单且常用的是三线制接法， 即地、 接收数据和发送数据三脚相连， 本文只涉及到最为基本的接法， 且直接用 RS232相连，以回答前段网友的咨询。 1.DB9 和和 DB25 的常用信号脚说明的常用信号脚说明 9 针串口（DB9） 25 针串口（DB25） 针号 功能说明 缩写 针号 功能说明 缩写 1 数据载波检测 DCD 8 数据载波检测 DCD 2 接收数据 RXD 3 接收数据 RXD 3 发送数据 TXD 2 发送数据 TXD 4 数据终端准备 DTR 20 数据终端准备 DTR 5 信号

29、地 GND 7 信号地 GND 6 数据设备准备好 DSR 6 数据准备好 DSR 7 请求发送 RTS 4 请求发送 RTS 8 清除发送 CTS 5 清除发送 CTS 9 振铃指示 DELL 22 振铃指示 DELL 2.RS232C 串口通信接线方法（三线制）串口通信接线方法（三线制） 首先，串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现：同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连，两个串口相连或一个串口和多个串口相连 同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连 对 9 针串口和 25 针串口，均是 2 与 3 直接相连； 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）

30、9 针9 针 25 针25 针 9 针25 针 2 3 3 2 2 2 3 2 2 3 3 3 5 5 7 7 5 7 上面表格是对微机标准串行口而言的，还有许多非标准设备，如接收 GPS 数据或电子罗盘数据，只要记住一个原则：接收数据针脚（或线）与发送数据针脚（或线）相连，彼些交叉，信号地对应相接。 3.串口调试中要注意的几点：串口调试中要注意的几点： RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 13 - 不同编码机制不能混接，如 RS232C 不能直接与 RS422 接口相连，市面上专门的各种转换器卖，必须通过转换器才能连接； 线路焊接要牢固，不然程序没问题，却因为接线问题误事

31、； 串口调试时，准备一个好用的调试工具，如串口调试助手、串口精灵等，有事半功倍之效果； 强烈建议不要带电插拨串口，插拨时至少有一端是断电的，否则串口易损坏。 串口通讯的概念及接口电路串口通讯的概念及接口电路 随着计算机系统的应用和微机网络的发展，通信功能越来越显的重要。这里所说的通信是只计算机与外界的信息交换。因此，通信既包括计算机与外部设备之间，也包括计算机和计算机之间的信息交换。由于串行通信是在一根传输线上一位一位的传送信息，所用的传输线少，并且可以借助现成的电话网进行信息传送，因此，特别适合于远距离传输。对于那些与计算机相距不远的人机交换设备和串行存储的外部设备如终端、打印机、逻辑分析仪

32、、磁盘等，采用串行方式交换数据也很普遍。在实时控制和管理方面，采用多台微机处理机组成分级分布控制系统中，各 CPU 之间的通信一般都是串行方式。所以串行接口是微机应用系统常用的接口。 许多外设和计算机按串行方式进行通信，这里所说的串行方式，是指外设与接口电路之间的信息传送方式，实际上，CPU 与接口之间仍按并行方式工作。 1 串行通信的概念 图 1-1 所谓“串行通信”是指外设和计算机间使用一根数据信号线(另外需要地线,可能还需要控制线),数据在一根数据信号线上一位一位地进行传输，每一位数据都占据一个固定的时间长度。如图 1-1 所示。这种通信方式使用的数据线少，在远距离通信中可以节约通信成本

33、，当然，其传输速度比并行传输慢。 由于 CPU 与接口之间按并行方式传输，接口与外设之间按串行方式传输，因此，在串行接口中，必须要有“接收移位寄存器”（串并）和“发送移位寄存器”（并串）。典型的串行接口的结构如 1-2 所示。 RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 14 - 图 1-2 在数据输入过程中，数据 1 位 1 位地从外设进入接口的“接收移位寄存器”，当“接收移位寄存器”中已接收完 1 个字符的各位后，数据就从“接收移位寄存器”进入“数据输入寄存器”。CPU 从“数据输入寄存器”中读取接收到的字符。（并行读取，即 D7D0 同时被读至累加器中）。“接收移位寄存器”的

34、移位速度由“接收时钟”确定。 在数据输出过程中，CPU 把要输出的字符（并行地）送入“数据输出寄存器”，“数据输出寄存器”的内容传输到“发送移位寄存器”，然后由“发送移位寄存器”移位，把数据 1 位 1 位地送到外设。“发送移位寄存器”的移位速度由“发送时钟”确定。 接口中的“控制寄存器”用来容纳 CPU 送给此接口的各种控制信息，这些控制信息决定接口的工作方式。 “状态寄存器”的各位称为“状态位”，每一个状态位都可以用来指示数据传输过程中的状态或某种错误。 例如， 用状态寄存器的 D5 位为 “1” 表示 “数据输出寄存器” 空， 用 D0 位表示 “数据输入寄存器满” ，用 D2 位表示“

35、奇偶检验错”等。 能够完成上述“串并”转换功能的电路，通常称为“通用异步收发器”（UART：Universal Asynchronous Receiver and Transmitter）,典型的芯片有：Intel 8250/8251,16550。 有关有关 RS232 和和 RS485 接口的问答接口的问答 什么是 RS-232-C 接口？采用 RS-232-C 接口有何特点？传输电缆长度如何考虑？ 答： 计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。 由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低，特别是在远程传输时，避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。 在串行

36、通讯时， 要求通讯双方都采用一个标准接口， 使不同 的设备可以方便地连接起来进行通讯。 RS-232-C接口（又称 EIA RS-232-C）是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在 1970 年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、 调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标 准。 它的全名是 “数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间 串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25 个脚的 DB25 连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信 号的电平加以规定。 （1）接口的信号内容 实际上 RS-232-C 的 25 条引线中有许多是很

37、少使用的，在计算机与终端通讯中一般只使用 3-9 条引线。RS-232-C 最常用的 9 条引线的信号内容见附表 1 所示 （2） 接口的电气特性 在 RS-232-C 中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。 即： 逻 辑 “1” ， -5 -15V；逻辑“0” +5 +15V 。噪声容限为 2V。即 要求接收器能识别低至+3V 的信号作为逻辑“0”，高到-3V的信号 作为逻辑“1” 附表 1 引脚序号 信号名称 符号 流向 功能 2 发送数据 TXD DTEDCE DTE 发送串行数据 3 接收数据 RXD DTEDCE DTE 接收串行数据 4 请求发送 RTS DTEDCE DTE 请求

38、 DCE 将线路切换到发送方式 5 允许发送 CTS DTEDCE DCE 告诉 DTE 线路已接通可以发送数据 6 数据设备准备好 DSR DTEDCE DCE 准备好 7 信号地 信号公共地 RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 15 - 8 载波检测 DCD DTEDCE 表示 DCE 接收到远程载波 20 数据终端准备好 DTR DTEDCE DTE 准备好 22 振铃指示 RI DTEDCE 表示 DCE 与线路接通,出现振铃 (3) 接口的物理结构 RS-232-C 接口连接器一般使用型号为 DB-25 的 25 芯插头座,通常插头在 DCE 端,插座在DTE端.

39、 一些设备与PC机连接的RS-232-C接口,因为不使用对方的传送控制信号,只需三条接口线,即 “发送数据”、“接收数据”和“信号地”。所以采用 DB-9 的 9 芯插头座，传输线采用屏蔽双绞线。 （4）传输电缆长度 由 RS-232C 标准规定在码元畸变小于 4%的情况下，传输电缆长度应为 50 英尺，其实这个 4%的码元畸变是很保守的，在实际应用中，约有 99%的用户是按码元畸变 10-20%的范围工作的，所以实际使用中最大距离会远超过 50 英尺， 美国 DEC 公司曾规定允许码元畸变为 10%而得出附表 2 的实验结果。其中 1 号电缆为屏蔽电缆，型号为 DECP.NO.9107723

40、 内有三对双绞线，每对由 22# AWG 组成，其外覆以屏蔽网。2 号电缆为不带屏蔽的电缆。型号为 DECP.NO.9105856-04 是 22#AWG 的四芯电缆。 附表 2 DEC 公司的实验结果 波特率 1 号电缆传输距离（英尺） 2 号电缆传输距离（英尺） 110 5000 3000 300 5000 3000 1200 3000 3000 2400 1000 500 4800 1000 250 9600 250 250 2. 什么是 RS-485 接口？它比 RS-232-C 接口相比有何特点？ 答： 由于 RS-232-C 接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下四点： （1

41、） 接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与 TTL 电平不兼容故需使用电平转换电路方能与 TTL 电路连接。 （2） 传输速率较低，在异步传输时，波特率为 20Kbps。 （3） 接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式， 这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。 （4） 传输距离有限，最大传输距离标准值为 50 英尺，实际上也只能 用在 50 米左右。 针对 RS-232-C 的不足，于是就不断出现了一些新的接口标准，RS-485 就是其中之一，它具有以下特点： 1. RS-485 的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（26） V 表示；逻辑“0”

42、以两线间的电压差为-（26）V 表示。接口信号电平比 RS-232-C 降低了，就不易损坏接口电路的芯片， 且该电平与 TTL 电平兼容，可方便与 TTL 电路连接。 2. RS-485 的数据最高传输速率为 10Mbps RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 16 - 3. RS-485 接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好。 4. RS-485 接口的最大传输距离标准值为 4000 英尺，实际上可达 3000 米，另外 RS-232-C 接口在总线上只允许连接 1 个收发器， 即单站能力。而 RS-485 接口在总线上是允许连接多达

43、128 个收发器。即具有多站能力,这样用户可以利用单一的 RS-485 接口方便地建立起设备网络。 因 RS-485 接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。 因为RS485接口组成的半双工网络， 一般只需二根连线， 所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。 RS485接口连接器采用 DB-9 的 9 芯插头座， 与智能终端 RS485 接口采用 DB-9 （孔） ， 与键盘连接的键盘接口 RS485采用 DB-9（针）。 3. 采用 RS485 接口时，传输电缆的长度如何考虑？ 答： 在使用 RS485 接口时，对于特定的传输线经，从发生器到负载

44、其数据信号传输所允许的最大电缆长度是数据信号速率的函数， 这个 长度数据主要是受信号失真及噪声等影响所限制。 下图所示的最大电缆长度与信号速率的关系曲线是使用 24AWG 铜芯双绞电话电缆（线 径为 0.51mm），线间旁路电容为 52.5PF/M，终端负载电阻为 100 欧 时所得出。（曲线引自 GB11014-89 附录 A）。由图中可知，当数据信 号速率降低到 90Kbit/S 以下时，假定最大允许的信号损失为 6dBV 时， 则电缆长度被限制在 1200M。实际上，图中的曲线是很保守的，在实 用时是完全可以取得比它大的电缆长度。 当使用不同线径的电缆。则取得的最大电缆长度是不相同的。例

45、 如：当数据信号速率为 600Kbit/S 时，采用 24AWG 电缆，由图可知最 大电缆长度是 200m，若采用 19AWG 电缆（线径为 0。91mm）则电缆长 度将可以大于 200m； 若采用 28AWG 电缆（线径为 0。32mm）则电缆 长度只能小于 200m。 同步通信方式同步通信方式 1、同步通信方式的特点：、同步通信方式的特点： 采用同步通信时，将许多字符组成一个信息组，这样，字符可以一个接一个地传输，但是，在每组信息（通常称为帧）的开始要加上同步字符，在没有信息要传输时，要填上空字符，因为同步传输不允许有间隙。在同步传输过程中，一个字符可以对应 58 位。当然，对同一个传输过

46、程，所有字符对应同样的数位，比如说 n 位。这样，传输时，按每 n 位划分为一个时间片， 发送端在一个时间片中发送一个字符， 接收端则在一个时间片中接收一个字符。 同步传输时，一个信息帧中包含许多字符，每个信息帧用同步字符作为开始，一般将同步字符和空字符用同一个代码。 在整个系统中， 由一个统一的时钟控制发送端的发送和空字符用同一个代码。 接收端当然是应该能识别同步字符的， 当检测到有一串数位和同步字符相匹配时，就认为开始一个信息帧，于是，把此后的数位作为实际传输信息来处理。 2、面向字符的同步协议（、面向字符的同步协议（IBM 的的 BSC 协议）协议） RS232 技术文摘 枕善居收集整理

47、 http:/ - 17 - 该协议规定了 10 个特殊字符（称为控制字符）作为信息传输的标志。其格式为 SYN SOH 标题 STX 数据块 ETB/ETX 块校验 SYN：同步字符（Synchronous character），每帧可加 1 个（单同步）或 2 个（双同步）同步字符。 SOH：标题开始（Start of Header）。 标题：Header，包含源地址（发送方地址）、目的地址（接收方地址）、路由指示。 STX：正文开始（Start of Text）。 数据块：正文（Text），由多个字符组成。 ETB:块传输结束（end of transmission block）， 标识

48、本数据块结束。 ETX：全文结束（end of text），（全文分为若干块传输）。 块校验：对从 SOH 开始，直到 ETB/ETX 字段的检验码。 3、面向、面向 bit 的同步协议（的同步协议（ISO 的的 HDLC） 一帧信息可以是任意位，用位组合标识帧的开始和结束。 帧格式为： F 场 A 场 C 场 I 场 FC 场 F 场 F 场：标志场;作为一帧的开始和结束，标志字符为 8 位，01111110。 A 场：地址场，规定接收方地址，可为 8 的整倍位。接收方检查每个地址字节的第 1 位，如果为“0”，则后边跟着另一 个地址字节。若为“1”，则该字节为最后一个地址字节。 C 场：控

49、制场。指示信息场的类型，8 位或 16 位。若第 1 字节的第 1 位为 0，则还有第 2 个字节也是控制场。 I 场：信息场。要传送的数据。 FC 场：帧校验场。16 位循环冗余校验码 CRC。除 F 场和自动插入的“0”位外，均参加 CRC 计算。 RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 18 - 4、同步通信的“、同步通信的“0 位插入和删除技术”位插入和删除技术” 在同步通信中，一帧信息以一个（或几个）特殊字符开始，例如，F 场=01111110B。 但在信息帧的其他位置，完全可能出现这些特殊字符，为了避免接收方把这些特殊字符误认为帧的开始， 发送方采用了“0 位插入技

50、术”， 相应地， 接收方采用“0 位删除技术”。 发送方的 0 位插入：除了起始字符外，当连续出现 5 个 1 时，发送方自动插入一个 0。使得在整个信息帧中，只有起始字符含有连续的 6 个 1。 接收方的“0 位删除技术”：接收方收到连续 6 个 1，作为帧的起始，把连续出现 5 个1 后的 0 自动删除。 5、同步通信的“字节填充技术”、同步通信的“字节填充技术” 设需要传送的原始信息帧为： SOT DATA EOT 节填充技术采用字符替换方式，使信息帧的 DATA 中不出现起始字符 SOT 和结束字符EOT。 设按下表方式进行替换： DATA 中的原字符 替换为 SOT ESC X EO

51、T ESC Y ESC ESC Z 其中，ESC=1AH，X、Y、Z 可指定为任意字符（除 SOT、EOT、ESC 外）。 发送方按约定方式对需要发送的原始帧进行替换， 并把替换后的新的帧发送给接收方。例如图所示： 接收方按约定方式进行相反替换，可以获得原始帧信息。 6、异步通信和同步通信的比较、异步通信和同步通信的比较 （1）异步通信简单，双方时钟可允许一定误差。同步通信较复杂，双方时钟的允许误差较小。 （2）异步通信只适用于点 点，同步通信可用于点 多。 （3）通信效率：异步通信低，同步通信高。 RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 19 - 通信协议通信协议 所谓通信协

52、议是指通信双方的一种约定。约定包括对数据格式、同步方式、传送速度、传送步骤、检纠错方式以及控制字符定义等问题做出统一规定，通信双方必须共同遵守。因此，也叫做通信控制规程，或称传输控制规程，它属于 ISOS OSI 七层参考模型中的数据链路层。 目前，采用的通信协议有两类：异步协议和同步协议。同步协议又有面向字符和面向比特以及面向字节计数三种。 其中， 面向字节计数的同步协议主要用于 DEC 公司的网络体系结构中。 一、一、物理接口标准物理接口标准 1.串行通信接口的基本任务串行通信接口的基本任务 （1）实现数据格式化：因为来自 CPU 的是普通的并行数据，所以，接口电路应具有实现不同串行通信方

53、式下的数据格式化的任务。 在异步通信方式下， 接口自动生成起止式的帧数据格式。在面向字符的同步方式下，接口要在待传送的数据块前加上同步字符。 （2）进行串并转换：串行传送，数据是一位一位串行传送的，而计算机处理数据是并行数据。 所以当数据由计算机送至数据发送器时， 首先把串行数据转换为并行数才能送入计算机处理。因此串并转换是串行接口电路的重要任务。 （3）控制数据传输速率：串行通信接口电路应具有对数据传输速率波特率进行选择和控制的能力。 （4）进行错误检测：在发送时接口电路对传送的字符数据自动生成奇偶校验位或其他校验码。在接收时，接口电路检查字符的奇偶校验或其他校验码，确定是否发生传送错误。

54、（5）进行 TTL 与 EIA 电平转换：CPU 和终端均采用 TTL 电平及正逻辑，它们与 EIA 采用的电平及负逻辑不兼容，需在接口电路中进行转换。 （6）提供 EIA-RS-232C 接口标准所要求的信号线：远距离通信采用 MODEM 时，需要 9根信号线；近距离零 MODEM 方式，只需要 3 根信号线。这些信号线由接口电路提供，以便与MODEM 或终端进行联络与控制。 2、串行通信接口电路的组成、串行通信接口电路的组成 为了完成上述串行接口的任务，串行通信接口电路一般由可编程的串行接口芯片、波特率发生器、EIA 与 TTL 电平转换器以及地址译码电路组成。其中，串行接口芯片，随着大规

55、模继承电路技术的发展，通用的同步(USRT)和异步（UART）接口芯片种类越来越多，如下表所示。 它们的基本功能是类似的， 都能实现上面提出的串行通信接口基本任务的大部分工作，且都是可编程的。才用这些芯片作为串行通信接口电路的核心芯片，会使电路结构比较简单。 同步(USRT) 传输速率 b/s 芯片 面向字符 HDLC 异步(UART)（起止式） 同步 异步 INS8250 56K MC6850 1M MC6852 1.5M RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 20 - MC6854 1.5M Int8251A 64K 19.2K Int8273 64K Z-80 SIO

56、800K 3.有关串行通信的物理标准有关串行通信的物理标准 为使计算机、电话以及其他通信设备互相沟通，现在，已经对串行通信建立了几个一致的概念和标准，这些概念和标准属于三个方面：传输率，电特性，信号名称和接口标准。 1、传输率：、传输率：所谓传输率就是指每秒传输多少位，传输率也常叫波特率。国际上规定了一个标准波特率系列，标准波特率也是最常用的波特率，标准波特率系列为 110、300、600、1200、4800、9600 和 19200。大多数 CRT 终端都能够按 110 到 9600 范围中的任何一种波特率工作。打印机由于机械速度比较慢而使传输波特率受到限制，所以，一般的串行打印机工作在 1

57、10 波特率，点针式打印机由于其内部有较大的行缓冲区，所以可以按高达 2400 波特的速度接收打印信息。大多数接口的接收波特率和发送波特率可以分别设置，而且，可以通过编程来指定。 2、RS-232-C 标准：标准：RS-232-C 标准对两个方面作了规定，即信号电平标准和控制信号线的定义。RS-232C 采用负逻辑规定逻辑电平，信号电平与通常的 TTL 电平也不兼容，RS-232-C 将-5V-15V 规定为“1”， +5V+15V 规定为“0”。 图 1 是 TTL 标准和 RS-232-C标准之间的电平转换。 图 1 二、软件协议二、软件协议 1.OSI 协议和协议和 TCP/IP 协议协

58、议 RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 21 - 图 2 （1）OSI 协议 OSI 七层参考模型不是通讯标准， 它只给出一个不会由于技术发展而必须修改的稳定模型，使有关标准和协议能在模型定义的范围内开发和相互配合。 一般的通讯协议只符合 OSI 七层模型的某几层，如： EIA-RS-232-C：实现了物理层。 IBM 的 SDLC（同步数据链路控制规程）：数据链路层。ANSI 的 ADCCP（先进数据通讯规程）：数据链路层 IBM 的 BSC（二进制同步通讯协议）：数据链路层。应用层的电子邮件协议 SMTP只负责寄信、POP3 只负责收信。 （2）TCP/IP 协议 实现

59、了五层协议。 （1）物理层：对应 OSI 的物理层。 （2）网络接口层：类似于 OSI 的数据链路层。 （3）Internet 层：OSI 模型在 Internet 网使用前提出，未考虑网间连接。 （4）传输层：对应 OSI 的传输层。 （5）应用层：对应 OSI 的表示层和应用层。 2.串行通信协议串行通信协议 串行通信协议分同步协议和异步协议。 （1）异步通信协议的实例起止式异步协议 RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 22 - 图 3 特点与格式：特点与格式： 起止式异步协议的特点是一个字符一个字符传输，并且传送一个字符总是以起始位开始，以停止位结束，字符之间没有固定

60、的时间间隔要求。其格式如图 3 所示。每一个字符的前面都有一位起始位（低电平，逻辑值 0），字符本身有 57 位数据位组成，接着字符后面是一位校验位（也可以没有校验位），最后是一位，或意味半，或二位停止位，停止位后面是不定长度的空闲位。停止位和空闲位都规定为高电平（逻辑值），这样就保证起始位开始处一定有一个下跳沿。 从图中可以看出，这种格式是靠起始位和停止位来实现字符的界定或同步的，故称为起始式协议。传送时，数据的低位在前，高位在后，图 4 表示了传送一个字符 E 的 ASCAII码的波形 1010001。当把它的最低有效位写到右边时，就是 E 的 ASCII 码 1000101=45H。 图

61、 4 起止位的作用：起止位的作用：起始位实际上是作为联络信号附加进来的，当它变为低电平时，告诉收方传送开始。它的到来，表示下面接着是数据位来了，要准备接收。而停止位标志一个字符的结束，它的出现，表示一个字符传送完毕。这样就为通信双方提供了何时开始收发，何时结束的标志。传送开始前，发收双方把所采用的起止式格式（包括字符的数据位长度，停止位位数，有无校验位以及是奇校验还是偶校验等）和数据传输速率作统一规定。传送开始后，接收设备不断地检测传输线，看是否有起始位到来。当收到一系列的“1”（停止位或空闲位）之后，检测到一个下跳沿，说明起始位出现，起始位经确认后，就开始接收所规定的数据位和奇偶校验位以及停

62、止位。 经过处理将停止位去掉， 把数据位拼装成一个并行字节，并且经校验后，无奇偶错才算正确的接收一个字符。一个字符接收完毕，接收设备有继续测试传输线，监视“0”电平的到来和下一个字符的开始，直到全部数据传送完毕。 由上述工作过程可看到，异步通信是按字符传输的，每传输一个字符，就用起始位来通知收方， 以此来重新核对收发双方同步。 若接收设备和发送设备两者的时钟频率略有偏差，这也不会因偏差的累积而导致错位， 加之字符之间的空闲位也为这种偏差提供一种缓冲， 所以异步串行通信的可靠性高。 但由于要在每个字符的前后加上起始位和停止位这样一些附加位，使得传输效率变低了，只有约 80%。因此，起止协议一般用

63、在数据速率较慢的场合（小于 19.2kbit/s）。在高速传送时，一般要采用同步协议。 RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 23 - （2）面向字符的同步协议 特点与格式：特点与格式：这种协议的典型代表是 IBM 公司的二进制同步通信协议(BSC）。它的特点是一次传送由若干个字符组成的数据块，而不是只传送一个字符，并规定了 10 个字符作为这个数据块的开头与结束标志以及整个传输过程的控制信息， 它们也叫做通信控制字。 由于被传送的数据块是由字符组成，故被称作面向字符的协议。 特定字符（控制字符）的定义：特定字符（控制字符）的定义：由上面的格式可以看出，数据块的前后都加了几个

64、特定字符。SYN 是同步字符(synchronous Character），每一帧开始处都有 SYN，加一个 SYN的称单同步， 加两个 SYN 的称双同步设置同步字符是起联络作用,传送数据时,接收端不断检测,一旦出现同步字符,就知道是一帧开始了。接着的 SOH 是序始字符（Start Of Header），它表示标题的开始。 标题中包括院地址、 目的地址和路由指示等信息。 STX 是文始字符(Start Of Text），它标志着传送的正文（数据块）开始。数据块就是被传送的正文内容，由多个字符组成。数据块后面是组终字符 ETB（End Of Transmission Block）或文终字符

65、ETX(End Of Text)， 其中 ETB 用在正文很长、 需要分成若干个分数据块、 分别在不同帧中发送的场合，这时在每个分数据块后面用文终字符 ETX。 一帧的最后是校验码， 它对从 SOH 开始到 ETX （或ETB）字段进行校验，校验方式可以是纵横奇偶校验或 CRC。另外，在面向字符协议中还采用了一些其他通信控制字，它们的名称如下表所示： 名 称 ASCII EBCDIC 序始(SOH) 0000001 00000001 文始（STX) 0000010 00000010 组终(ETB) 0010111 00100110 文终（ETX) 0000011 00000011 同步(SYN

66、) 0010110 00110010 送毕(EOT) 0000100 00110111 询问(ENQ) 0000101 00101101 确认(ACK) 0000110 00101110 否认（NAK) 0010101 00111101 转义(DLE) 0010000 00010000 数据透明的实现：数据透明的实现：面向字符的同步协议，不象异步起止协议那样，需要在每个字符前后附加起始和停止位，因此，传输效率提高了。同时，由于采用了一些传输控制字，故增强了通信控制能力和校验功能。但也存在一些问题，例如，如何区别数据字符代码和特定字符代码的问题， 因为在数据块中完全有可能出现与特定字符代码相同的

67、数据字符， 这就会发生误解。 比如正文有个与文终字符 ETX 的代码相同的数据字符， 接收端就不会把它当作为普通数据处理，而误认为是正文结束，因而产生差错。因此，协议应具有将特定字符作为普通数据处理的能力，这种能力叫做“数据透明”。为此，协议中设置了转移字符 DLE(Data Link Escape)。当把一个特定字符看成数据时，在它前面要加一个 DLE，这样接收器收到一个 DLE就可预知下一个字符是数据字符，而不会把它当作控制字符来处理了。DLE 本身也是特定字符，当它出现在数据块中时，也要在它前面加上另一个 DLE。这种方法叫字符填充。字符填RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:

68、/ - 24 - 充实现起来相当麻烦，且依赖于字符的编码。正是由于以上的缺点，故又产生了新的面向比特的同步协议。 （3）面向比特的同步协议 特点与格式：特点与格式：面向比特的协议中最具有代表性的是 IBM 的同步数据链路控制规程 SDLC（Synchronous Data Link Control),国际标准化组织 ISO(International Standard Organization）的高级数据链路控制规程 HDLC（High Level Data link Control),美国国家标准协会(Americal National Standard Institute)的先进数据通信规

69、程 ADCCP(Advanced Data Communication Control Procedure)。这些协议的特点是所传输的一帧数据可以是任意位，而且它是靠约定的位组合模式，而不是靠特定字符来标志帧的开始和结束，故称“面向比特”的协议。这中协议的一般帧格式如图 5 所示： 图 5 帧信息的分段：帧信息的分段：由图 5 可见，SDLC/HDLC 的一帧信息包括以下几个场(Filed），所有场都是从有效位开始传送。 （1）SDLC/HDLC 标志字符：SDLC/HDLC 协议规定，所有信息传输必须以一个标志字符开始，且以同一个字符结束。这个标志字符是 01111110，称标志场(F)。从

70、开始标志到结束标志之间构成一个完整的信息单位，称为一帧(Frame)。所有的信息是以帧的形传输的，而标志字符提供了每一帧的边界。接收端可以通过搜索“01111110”来探知帧的开头和结束，以此建立帧同步。 （2）地址场和控制场：在标志场之后，可以有一个地址场 A(Address）和一个控制场C(Control)。地址场用来规定与之通信的次站的地址。控制场可规定若干个命令。SDLC 规定 A 场和 C 场的宽度为 8 位或 16 位。 接收方必须检查每个地址字节的第一位， 如果为“0”，则后面跟着另一个地址字节；若为“1”，则该字节就是最后一个地址字节。同理，如果控制场第一个字节的第一位为为“0

71、”，则还有第二个控制场字节，否则就只有一个字节。 （3） 信息场： 跟在控制场之后的是信息场 I(Information)。 I 场包含有要传送的数据，并不是每一帧都必须有信息场。 即数据场可以为 0， 当它为 0 时， 则这一帧主要是控制命令。 （4）帧校验信息：紧跟在信息场之后的是两字节的争校验，帧校验场称为 FC(Frame Check)场或称为帧校验序列 FCS(Frame check Squence)。SDLC/HDLC 均采用 16 位循环冗余校验码 CRC（Cyclic Redundancy Code)。除了标志场和自动插入的“0”以外，所有的信息都参加 CRC 计算。 实际应用

72、时的两个技术问题：实际应用时的两个技术问题： （1）“0”位插入/删除：如上所述，SDLC/HDLC 协议规定以 01111110 为标志字节，但在信息场中也完全有可能有同一种模式的字符， 为了把它与标志区分开来， 所以采取了“0”位插入和删除技术。具体作法是发送端在发送所有信息（除标志字节外）时，只要遇到连续5 个“1”，就自动插入一个“0”，当接收端在接收数据时（除标志字节）如果连续收到 5个“1”，就自动将其后的一个“0”删除是，以恢复信息的原有形式。这种“0”位的插入和删除过程是由硬件自动完成的。 RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 25 - （2） SDLC/HD

73、LC异常结束： 若在发送过程中出现错误， 则SDLC/HDLC协议常用异常结束(Abort)字符，或称为失效序列使本帧作废。在 HDLC 规程中，7 个连续的“1”被作为失效字符，而在 SDLC 中失效字符是 8 个连续的“1”。当然在试销序列中不使用“0”位插入/删除技术。SDLC/HDLC 协议规定，在一帧之内不允许出现数据间隔。在两帧之间，发送器可以连续输出标志字符序列，也可以输出连续的高电平，它被称为空闲（Idle）信号。 实战串行通讯实战串行通讯 本文不是全面的讲述如何编写串行通讯程序，而是讨论一些实际遇到的问题。 1 选择通讯方式 - 同步还是非同步 正如在Serial commu

74、nications in Microsoft Win32等文章中提到的，同步（NonOverLapped）方式是比较简单的一种方式，编写起来代码的长度要明显少于异步（OverLapped）方式，我开始用同步方式编写了整个子程序，在 Windows98 下工作正常，但后来在 Windows2000 下测试，发现接收正常，但一发送数据，程序就会停在那里，原因应该在于同步方式下如果有一个通讯 Api 在操作中，另一个会阻塞直到上一个操作完成，所以当读数据的线程停留在 WaitCommEvent 的时候，WriteFile 就停在那里。我又测试了我手上所有有关串行通讯的例子程序，发现所有使用同步方式的

75、程序在 Windows 2000 下全部工作不正常，对这个问题我一直找不到解决的办法，后来在 Iczelion 站点上发现一篇文章提到 NT 下对串行通讯的处理和 9x 有些不同，根本不要指望在 NT 或 Windows 2000 下用同步方式同时收发数据，我只好又用异步方式把整个通讯子程序重新写了一遍。 所以对于这个问题的建议是：如果程序只打算工作在 Win9x 下，为了简单起见，可以用同步方式写程序，如果程序打算在 NT 下也可以工作的话，就必须用异步方式写。 2 Win32 通讯 API Bug 之一 - CommConfigDialog CommConfigDialog 是弹出系统内置

76、串口设置对话框的 API，我们在设备管理器中设置串口参数的对话框就是这个，使用这个 API 时不用先打开端口，它并不针对一个已打开的端口，而是仅仅是把 DCB 的内容填写到对话框中，当按了 OK 后把输入的结果存回到 DCB 数据结构中，至于什么时候把结果设置到串口上，那就是你自己要做的事情了。 CommCinfigDialog 的定义如下： BOOL CommConfigDialog( LPTSTR lpszName, / pointer to device name string HWND hWnd, / handle to window LPCOMMCONFIG lpCC / point

77、er to comm. configuration structure ); 但在使用中发现， 对话框有时能出来， 有时出不来， 最后总结的经验是问题出在 COMMCONFIG 结构的 dwSize 字段上，COMMCONFIG 的定义如下： typedef struct _COMM_CONFIG DWORD dwSize; WORD wVersion; RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 26 - WORD wReserved; DCB dcb; DWORD dwProviderSubType; DWORD dwProviderOffset; DWORD dwProvid

78、erSize; WCHAR wcProviderData1; COMMCONFIG, *LPCOMMCONFIG; 在参数中，wVersion 要填 100h，dwProviderSubType 要填 1，但 dwSize 就不能填 sizeof COMMCONFIG 了，我发现好象一定要把 dwSize 设置为比 sizeof COMMCONFIG 对话框才能出来，所以我用的代码中定义了一个足够大的缓冲区作为结构的地址： _CommConfigDialog proc local stCC256:BYTE pushad invoke RtlZeroMemory,addr stCC,sizeof

79、 stCC mov (COMMCONFIG ptr stCC).dwSize,256 mov (COMMCONFIG ptr stCC).wVersion,100h mov (COMMCONFIG ptr stCC).dwProviderSubType,1 invoke CommConfigDialog,addr esi.szPortName,esi.hWnd,addr stCC popad ret _CommConfigDialog endp 3 Win32 通讯 API Bug 之二- BuildCommDCB BuildCommDCB 的功能是把一个字符串如 com1:9600,n,8,

80、1 这样的转换到具体的数据填写到 DCB 中，但使用中也存在问题，我发现我用它转换象 com1:9600,e,7,1 之类的带校验位的字符串，它总是无法把这个 e 给我转换过去，设置好串口一看，成了 9600,n,7,1，而上面提到的 CommConfigDialog 返回的结果用来设置串口却是正确的，经过比较，发现问题出在 DCB.fbits.fParity 这个 bit 上，只有把这个 bit 置 1，校验位才是有效的，而 BuildCommDCB 恰恰是漏了这个 bit，所有如果你要使用 BuildCommDCB，别忘了补充把 DCB.fbits.fParity 设置回去，我用的代码是：

81、 _BuildCommDCB proc _lpszPara,_lpstDCB pushad mov esi,_lpstDCB assume esi:ptr DCB invoke RtlZeroMemory,esi,sizeof DCB invoke BuildCommDCB,_lpszPara,esi ;* ; 根据校验位补充设置 DCB 中的 DCB.fbits.fParity 字段 ;* mov dword ptr esi.fbits,0010b RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 27 - cld : lodsb or al,al jz F cmp al,= jz _

82、BCD_Check cmp al, jnz B _BCD_Check: lodsb or al,al jz F or al,20h cmp al,n jnz B ;* ; 扫描到 =n 或 ,n 则取消校验位 ;* mov esi,_lpstDCB and dword ptr esi.fbits,not 0010b : popad ret _BuildCommDCB endp 4 Win32 通讯编程的一般流程 由于同步方式相对比较简单， 在这里讲述的是异步方式的流程， 在其他的很多文章里提到了 Windows 通讯 API 有二十多个，它们是： BuildCommDCB BuildCommD

83、CBAndTimeouts ClearCommBreak ClearCommError CommConfigDialog EscapeCommFunction GetCommConfig GetCommMask GetCommModemStatus GetCommProperties GetCommState GetCommTimeouts GetDefaultCommConfig PurgeComm RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 28 - SetCommBreak SetCommConfig SetCommMask SetCommState SetCommTimeo

84、uts SetDefaultCommConfig SetupComm TransmitCommChar WaitCommEvent 我刚看到这些 API 的时候， 都不知道如何使用它们， 但并不是所有这些 API 都是必须用的，比如说你要检测当前串口的设置可以只用 SetCommState 而不用 GetCommProperties 和 GetCommConfig，虽然它们返回的信息可能更多。同样，如果有些值你想用缺省的，比如缓冲区的大小和超时的时间等等，那么 SetupComm 和 BuildCommDCBAndTimeouts、SetCommTimeouts 也可以不用，TransmitC

85、ommChar 是马上在发送序列中优先插入发送一个字符用的，平时也很少用到，下面讲的是必须用到的 API 和使用步骤： 1. 建立 Event - 用 CreateEvent invoke CreateEvent,NULL,TRUE,FALSE,NULL 用异步方式操作串口必须要定义 OVERLAPPED 结构，其中的 hEvent 必须自己建立，你要定义两个 OVERLAPPED 结构，一个用于读一个用于写，当然也必须建立两个 Event，把它们放入 OVERLAPPED.hEvent 2. 打开串口 - 用 CreateFile invoke CreateFile,addr szPortN

86、ame,GENERIC_READ or GENERIC_WRITE,0,NULL,OPEN_EXISTING,FILE_FLAG_OVERLAPPED,NULL 注意用异步方式必须指定 FILE_FLAG_OVERLAPPED， 而文件方式必须 OPEN_EXISTING， 读写必须是 GENERIC_READ or GENERIC_WRITE 3. 设置串口参数 - 用 SetCommState invoke SetCommState,hCom,addr dcbx hCom 是前面打开成功后返回的句柄，dcbx 是数据结构 DCB，里面包括了通讯的具体参数，至于这个参数的建立，你可以自己填写

87、， 也可以用前面提到的 BuildCommDCB 或 CommConfigDialog 填写 4. 建立读数据的线程 到这里，就可以开始读数据了，一般我们是在主线程中写数据，因为写是我们可以控制的，而读的时候我们不知道数据什么时候会到，所以要建立一个线程专门用来读数据，在这个线程中，我们循环地用 ReadFile 读串口，同时用 WaitCommEvent 检测线路状态。 RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 29 - 5. 如果要检测通讯状态，如 CTS 信号，RingIn 等等 - 用 SetCommMask、WaitCommEvent、ClearCommError、Ge

88、tCommModemStatus invoke SetCommMask,hCom,EV_BREAK or EV_CTS or EV_DSR or EV_ERR or EV_RING or EV_RLSD or EV_RXCHAR or EV_RXFLAG or EV_TXEMPTY SetCommMask 指定 WaitCommEvent 要等待的事件名称，具体的参数请查手册 invoke WaitCommEvent,hCom,addr dwEvent,NULL WaitCommEvent 等待一直到 SetCommMask 指定事件之一发生 invoke ClearCommError,hCo

89、m,addr dwError,addr stComStat 在 WaitCommEvent 以后，要用 ClearCommError 清除事件的 Flag，以便进行下一轮 WaitCommEvent，同时这个 API 可以获得更详细的事件信息 invoke GetCommModemStatus,hCom,addr dwModemStatus 同样，GetCommModemStatus 是用来获得串口线路状态的，如 CTS、RING 等等，当 WaitCommEvent 返回时，只是指出了如 CTS 等等状态有变化，但具体是变成 On 还是 Off 了还要靠这个 API 去取得更详细的信息 6.

90、 读数据 - 用 ReadFile invoke ReadFile,hCom,addr szBuffer,sizeof szBuffer,addr dwBytesRead,addr stReadState 最后一个参数是开头定义的 OVERLAPPED 结构的地址，指定了它就表示是用异步方式的读方式，这个 API 会马上返回，接下去要用 invoke GetOverlappedResult,hCom,addr stReadState,addr dwBytesRead,FALSE 将其余的数据读完 7. 结束时关闭端口 - 停止 WaitCommEvent 的等待以及关闭端口 CloseHand

91、le 平时程序会停留在 WaitCommEvent 的等待中，当要终止线程的时候，必须是程序从 WaitCommEvent 中退出来，这时候要用 按照 Win32 手册上的说明， 参数为 NULL 的 SetCommMask 会使另一个线程中的 WaitCommEvent 马上返回，然后就是用 CloseHandle 关闭端口 invoke CloseHandle,hCom 5 Win32 通讯 API Bug 之二- SetCommMask 和 WaitCommEvent 严格的说这不应该是 Bug，而是偶然的情况，我发现有些时候我的读线程无法结束，跟踪发现是停在了 WaitCommEven

92、t 上，这说明有时候 invoke SetCommMask,hCom,NULL 并不能使 WaitCommEvent 退出，我最后使用的办法是： 在 SetCommMask 以后再执行 invoke SetEvent,stReadState.hEvent，把读的 OVERLAPPED 结构中的 Event 置位，让 RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 30 - WaitCommEvent 认为有 Event 发生，它就会马上返回，也许这并不是普遍的情况，但如果你的程序也是停在了 WaitCommEvent 的地方，不妨一试。 6 如何编写读线程中的循环 按照Serial c

93、ommunications in Microsoft Win32一文中的例程，读循环可以用： #define READ_TIMEOUT 500 / milliseconds DWORD dwRes; DWORD dwRead; BOOL fWaitingOnRead = FALSE; OVERLAPPED osReader = 0; / Create the overlapped event. Must be closed before exiting / to avoid a handle leak. osReader.hEvent = CreateEvent(NULL, TRUE, FAL

94、SE, NULL); if (osReader.hEvent = NULL) / Error creating overlapped event; abort. if (!fWaitingOnRead) / Issue read operation. if (!ReadFile(hComm, lpBuf, READ_BUF_SIZE, &dwRead, &osReader) if (GetLastError() != ERROR_IO_PENDING) / read not delayed? / Error in communications; report it. else fWaiting

95、OnRead = TRUE; else / read completed immediately HandleASuccessfulRead(lpBuf, dwRead); if (fWaitingOnRead) dwRes = WaitForSingleObject(osReader.hEvent, READ_TIMEOUT); switch(dwRes) / Read completed. case WAIT_OBJECT_0: if (!GetOverlappedResult(hComm, &osReader, &dwRead, FALSE) / Error in communicati

96、ons; report it. else / Read completed successfully. HandleASuccessfulRead(lpBuf, dwRead); RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 31 - / Reset flag so that another opertion can be issued. fWaitingOnRead = FALSE; break; case WAIT_TIMEOUT: / Operation isnt complete yet. fWaitingOnRead flag isnt / changed since Il

97、l loop back around, and I dont want / to issue another read until the first one finishes. / / This is a good time to do some background work. break; default: / Error in the WaitForSingleObject; abort. / This indicates a problem with the OVERLAPPED structures / event handle. break; 这一段程序在 98 下正常，但非常不

98、幸的是在 Win2000 下，ReadFile 总是返回读正确，并不返回 ERROR_IO_PENDING，使下面的 WaitForSingleObject 的循环形同虚设，要命的是，ReadFile 返回读正确却每次只读一个字节，结果程序工作得很奇怪，即使缓冲区中有很多的字符，程序也每次只能读一个字符，要等到发送字符或做其他的操作使线路状态改变了，才能读下一个字符，我不知道这个奇怪的现象是如何发生的，反正我解决的办法是在 ReadFile 前加 WaitCommEvent，真正等到 EV_RXCHAR 以后才去 ReadFile，到最后，我用的循环是这样的，虽然没有一篇文章中的例子是这样的，

99、但它却同时在 windows9x 和 windows2000 下工作得很好： .while dwFlag & IF_CONNECT ;* ; 检测其它的通信事件 ; 如果检测到且定义了 lpProcessEvent 则调用 lpProcessEvent ;* invoke WaitCommEvent,hCom,addr dwEvent,NULL ;addr stReadState push eax invoke ClearCommError,hCom,addr dwError,addr stComStat pop eax .if eax = 0 invoke GetLastError .if

100、eax = ERROR_IO_PENDING or dwFlag,IF_WAITING .endif .else RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 32 - ;这里是线路状态的处理 .endif ;* ; 如果没有在等待异步读的过程中，则读端口 ;* .if ! (dwFlag & IF_WAITING) mov dwBytesRead,0 invoke ReadFile,hCom,addr szBuffer,sizeof szBuffer, addr dwBytesRead,addr stReadState .if eax = FALSE or dwFlag,IF_WA

101、ITING invoke GetLastError .if eax != ERROR_IO_PENDING ;这里是错误处理 .endif .else and dwFlag,not IF_WAITING mov eax,dwBytesRead .if eax != 0 ;这里是接收到的数据处理 .endif .endif .endif ;* ; 如果在异步读端口中，则等待一段时间 ;* .if dwFlag & IF_WAITING invoke WaitForSingleObject,stReadState.hEvent,200 .if eax = WAIT_OBJECT_0 and dwF

102、lag,not IF_WAITING invoke GetOverlappedResult,hCom,addr stReadState, addr dwBytesRead,FALSE .if eax != 0 mov eax,dwBytesRead .if eax != 0 ;这里是接收到的数据处理 .endif .else ;这里是错误处理 invoke ClearCommError,hCom,addr dwError,addr stComStat .endif .else ;这里是错误处理 .endif RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 33 - .endif .en

103、dw 7 流控制的问题 在流控制方式为“无”和“软件控制”的情况下， 基本上没有什么问题， 但在“硬件控制”下，win32 手册中说明 RTS_CONTROL_HANDSHAKE 控制方式的含义是： Enables RTS handshaking. The driver raises the RTS line when the type-ahead (input) buffer is less than one-half full and lowers the RTS line when the buffer is more than three-quarters full. If hands

104、haking is enabled, it is an error for the application to adjust the line by using the EscapeCommFunction function. 也就是说，当缓冲区快满的时候 RTS 会自动 OFF 通知对方暂停发送，当缓冲区重新空出来的时候， RTS 会自动 ON，但我发现当 RTS 变 OFF 以后即使你已经清空了缓冲区， RTS 也不会自动的 ON，造成对方停在那里不发送了，所以，如果要用硬件流控制的话，还要在接收 后 最 好 加上 检 测 缓冲 区 大 小的 判 断 ，具 体是 使 用 ClearCom

105、mError 后 返回 的 COMSTAT.cbInQue ， 当 缓 冲 区 已 经 空 出 来 的 时 候 ， 要 使 用 invoke EscapeCommFunction,hCom,SETRTS 重新将 RTS 设置为 ON。 全双工和半双工方式全双工和半双工方式 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，按照数据流的方向Intel Mobile Pentium III-M(Tualatin)可分成三种基本的传送方式：全双工、半双工、和单工。但单工目前已很少采用，下面仅介绍前两种方式。 1、全双工方式（full duplex） 当数据的发送和接收分流，分别由两根不同

106、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操作，这样的传送方式就是全双工制，如图 1 所示。在全双工方式下，通信系统的每一端都设置了发送器和接收器，因此，能控制数据同时在两个方向上传送。全双工方式无需进行方向的切换，因此，没有切换操作所产生的时间延迟，这对那些不能有时间延误的交互式应用（例如远程监测和控制系统）十分有利。这种方式要求通讯双方均有发送器和接收器，同时，需要 2 根数据线传送数据信号。（可能还需要控制线和状态线，以及地线）。 图 1 RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 34 - 比如，计算机主机用串行接口连接显示终端，而显示终端带有键盘。这样，一方面键

107、盘上输入的字符送到主机内存；另一方面，主机内存的信息可以送到屏幕显示。通常，往键盘上打入 1 个字符以后，先不显示，计算机主机收到字符后，立即回送到终端，然后终端再把这个字符显示出来。 这样， 前一个字符的回送过程和后一个字符的输入过程是同时进行的，即工作于全双工方式。 2、半双式方式（half duplex） 若使用同一根传输线既作接收又作发送，虽然数据可以在两个方向上传送，但通信双方不能同时收发数据，这样的传送方式就是半双工制，如图 2 所示。采用半双工方式时，通信系统每一端的发送器和接收器，通过收/发开关转接到通信线上，进行方向的切换，因此，会产生时间延迟。收/发开关实际上是由软件控制的

108、电子开关。 图 2 当计算机主机用串行接口连接显示终端时，在半双工方式中，输入过程和输出过程使用同一通路。有些计算机和显示终端之间采用半双工方式工作，这时，从键盘打入的字符在发送到主机的同时就被送到终端上显示出来， 而不是用回送的办法， 所以避免了接收过程和发送过程同时进行的情况。 目前多数终端和串行接口都为半双工方式提供了换向能力，也为全双工方式提供了两条独立的引脚。在实际使用时，一般并不需要通信双方同时既发送又接收，像打印机这类的单向传送设备，半双工甚至单工就能胜任，也无需倒向。 浅析浅析 PC 机串口通讯流控制机串口通讯流控制 我们在串行通讯处理中，常常看到 RTS/CTS 和 XON/

109、XOFF 这两个选项，这就是两个流控制的选项，目前流控制主要应用于调制解调器的数据通讯中，但对普通 RS232 编程，了解一点这方面的知识是有好处的。那么，流控制在串行通讯中有何作用，在编制串行通讯程序怎样应用呢？这里我们就来谈谈这个问题。 1.流控制在串行通讯中的作用 这里讲到的“流”，当然指的是数据流。数据在两个串口之间传输时，常常会出现丢失数据的现象，或者两台计算机的处理速度不同，如台式机与单片机之间的通讯，接收端数据缓冲区已满，则此时继续发送来的数据就会丢失。现在我们在网络上通过 MODEM 进行数据传输，这个问题就尤为突出。流控制能解决这个问题，当接收端数据处理不过来时，就发出“不再

110、接收”的信号，发送端就停止发送，直到收到“可以继续发送”的信号再发送数据。因此流控制可以控制数据传输的进程，防止数据的丢失。 PC 机中常用的两种流控制是硬件流控制（包括 RTS/CTS、DTR/CTS 等）和软件流控制 XON/XOFF（继续/停止），下面分别说明。 RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 35 - 2.硬件流控制 硬件流控制常用的有 RTS/CTS 流控制和 DTR/DSR（数据终端就绪/数据设置就绪）流控制。 硬件流控制必须将相应的电缆线连上，用 RTS/CTS（请求发送/清除发送）流控制时，应将通讯两端的RTS、CTS 线对应相连，数据终端设备（如计算机

111、）使用 RTS 来起始调制解调器或其它数据通讯设备的数据流，而数据通讯设备（如调制解调器）则用 CTS 来起动和暂停来自计算机的数据流。这种硬件握手方式的过程为：我们在编程时根据接收端缓冲区大小设置一个高位标志（可为缓冲区大小的 75）和一个低位标志（可为缓冲区大小的 25），当缓冲区内数据量达到高位时，我们在接收端将 CTS 线置低电平（送逻辑0），当发送端的程序检测到 CTS 为低后，就停止发送数据，直到接收端缓冲区的数据量低于低位而将 CTS置高电平。RTS 则用来标明接收设备有没有准备好接收数据。 常用的流控制还有还有 DTR/DSR（数据终端就绪/数据设置就绪）。我们在此不再详述。由

112、于流控制的多样性，我个人认为，当软件里用了流控制时，应做详细的说明，如何接线，如何应用。 3.软件流控制 由于电缆线的限制，我们在普通的控制通讯中一般不用硬件流控制，而用软件流控制。一般通过XON/XOFF 来实现软件流控制。常用方法是：当接收端的输入缓冲区内数据量超过设定的高位时，就向数据发送端发出 XOFF 字符（十进制的 19 或 Control-S，设备编程说明书应该有详细阐述），发送端收到 XOFF字符后就立即停止发送数据； 当接收端的输入缓冲区内数据量低于设定的低位时， 就向数据发送端发出 XON字符（十进制的 17 或 Control-Q），发送端收到 XON 字符后就立即开始发

113、送数据。一般可以从设备配套源程序中找到发送的是什么字符。 应该注意，若传输的是二进制数据，标志字符也有可能在数据流中出现而引起误操作，这是软件流控制的缺陷，而硬件流控制不会有这个问题。 顺便说明一下，有不少朋友问到，为什么不在我编写的软件串口调试助手中将流控制加进去，我最初将这个调试工具定位在各种自动控制的串口程序调试上，经过计算和实验验证，在设置的特定采样周期内可以完成通讯任务，就干脆不用流控制。而且在工控中您即使不懂流控制，也能编写出简单的串口通讯程序来，就如我写的串口调试助手。 奇偶校验奇偶校验 串行数据在传输过程中，由于干扰可能引起信息的出错，例如，传输字符E，其各位为： 0100，0

114、101=45H D7 D0 由于干扰，可能使位变为 1，这种情况，我们称为出现了“误码”。我们把如何发现传输中的错误，叫“检错”。发现错误后，如何消除错误，叫“纠错”。 最简单的检错方法是“奇偶校验”，即在传送字符的各位之外，再传送 1 位奇/偶校验位。可采用奇校验或偶校验。 奇校验：所有传送的数位（含字符的各数位和校验位）中，“1”的个数为奇数，如： 1 0110，0101 0 0110，0001 偶校验：所有传送的数位（含字符的各数位和校验位）中，“1”的个数为偶数，如： 1 0100，0101 0 0100，0001 RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 36 - 奇偶

115、校验能够检测出信息传输过程中的部分误码（1 位误码能检出，2 位及 2 位以上误码不能检出），同时，它不能纠错。在发现错误后，只能要求重发。但由于其实现简单，仍得到了广泛使用。 有些检错方法，具有自动纠错能力。如循环冗余码（CRC）检错等。 开发通信软件的技术与技巧开发通信软件的技术与技巧 【提要】随着计算机应用领域的不断扩展，计算机之间的远程通信用得也越来越广泛，计算机间的远程通信所使用的通信软件， 在市面上可以买到， 但是通用的通信软件虽然能发送和接收文件， 在许方情况下这些通信软件并不能满足实际工作的需要。 本文就这一技术进行了探讨，介绍了有关的知识和技术，并由实例分步骤说明如何进行通信

116、软件的开发。 一、前言 本文将以 VB5.0 所带的通信控件 MSCOMM 进行通信软件的开发， 它有约 30 个属性和事件（可以从联机帮助中找到其使用资料）。本文简述它的主要属性及事件，并归类整理。 利用串行端口与调制解调器进行连接时，对于用 MSCOMM 控件编制通信软件来说，只需了解以下五根线的代号及作用。 以下五根线的高电平/低电平状态分别对应 MScomm 控件的相应属性的 True/False 值。 (1)DTR 线：PC 发往 MODEM，表示 PC 机是否已准备好。 (2)RTS 线：PC 发往 MODEM，表示 PC 机是否允许 modem 发回数据. (3)DSR 线:MO

117、DEM 发往 PC,表示 MODEM 是否已做好操作准备 (4)CTS 线:MODEM 发往 PC,表示 MODEM 是否允许发送数据 (5)CD 线:MODEM 发往 PC,表示 MOEDM 已经与呼叫的远方 MODEM 处于连结状态 二、MSCOMM 控件的属性 用 1,2,.表示串口 COM1,COM2. 设置或返回联接 MODEM 的串口的编号 Settings 例用19200,N,8,1表示传输速率为 19200bps,没有奇偶校验位， 8 位数据位， 1 位停止位。 设置或返回通信参数。 Handshaking 0 没有握手协议，不考虑流量控制。 RS232 技术文摘 枕善居收集整

118、理 http:/ - 37 - 1XON/XOFF,即在数据流中嵌入控制苻来进行流控。 2RTS/CTS,既由信号线 RTS/CTS 自动进行流量控制（常用）。 3 两者皆可。 设置或返回硬件握手协议，指的是 PC 机 MODEM 之间为了控制流速而约定的内部协议。 PortOpen True/False 可以打开/关闭端口。 打开或关闭端口。 OutBufferSize 传输缓冲区的字节数,如选 1024。 设置或返回传输缓冲区大小。 OutPut Variant 型变量。 向传输缓冲区写数据流。 传输文本数据时,应将 String 型数据放入 Variant 变量，传输二进制数据(即按字节

119、)时,应将 Byte 型数组数据放入 Variant 变量 InBufferSize 接收缓冲区的字节数,如选 1024。 设置或返回接收缓冲区大小。 InputMode 0 用 Input 属性接收文本型数据。 1 用 Input 属性接收二进制数据。 设置或返回接收数据的数据类型。 InBufferCount Integer 型 返回接收缓冲区中已传到但还未取走的字符个数。 Input 当 InputMode 属性值为 0（文本模式）时,变量中含 String 型数据。 当 InputMode 属性值为 1（二进制模式）时,变量中含 Byte 型数组数据。 将接收缓冲区中收到的数据读入变量

120、。 DTREnabled RTSEnabled DSRHolding CTSHolding CDHolding 均取值 TRUE/FALSE 用于读取或控制 pc 机与 modem 之间的交互状态。需运用好。例如，应在读取到 DSRHolding属性值为 TRUE 时再向 MODEM 发出命令。应当在载波检测到以后(CDHolding 属性为 TRUE)时再向 MODEM 发送数据。 三、MSCOMM 控件的触发事件 MSCOMM 控件只使用一个事件 OnComm，用属性 CommEvent 的十七个值来区分不同的触发时机。主要有以下几个： （1）CommEvent=1 时：传输缓冲区中的字符

121、个数已少于 Sthreshold(可设置的属性值)个。 RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 38 - （2）CommEvent=2 时：接收缓冲区中收到 hreshold(可设置的属性值)个个字符，利用此事件可编写接收数据的过程。 （3）CommEvent=3 时：CTS 线发生变化。 （4）CommEvent=4 时：DSR 线发生变化。 （5）CommEvent=5 时：CD 线发生变化。 （6）CommEvent=6 时：检测到振铃信号。 另外十种情况是通信错误时产生，即错误代码。 四、通信软件程序实现 、首先是通信参数设置，主要就是可以设置端口号，波特率，数据位，停

122、止位，奇偶校验位及设置硬件握手协议，这些设置较为简单。 、向 MODEM 发出 DTR(已准备好)信号，如下例程： If MSComm1.PORTOPEN Then MSComm1.DTREnable=True Else MSComm1.DTREnable=False EndIf 、打开时向 MODEM 发出一些命令来设置参数，其中 S0=n(n=1)自动应答.n 为响铃次数；E0/E1 关闭/打开命令字符回应；Q0/Q1modem 返回/不返回结果码；M0/M1 关闭/打开 MODEM扬声器，例程如下： If MSComm1.PORTOPEN Then Do While not MSComm

123、1.CTSHolding : loop Outstring=ATS0=1E1Q0M0+Chr(13) MSComm1.Output=Outstring End if 、进行拨号设计，需向 MODEM 发出 ATDT 命令，如下语句： MSComm1.Output=ATDT+Trim(“电话号码”)+Chr(13) 、拨号以后发送数据文件，程序要循环等待并随时判定是否接通。如果 MODEM 向 PC 的回应字符串中含有Connect或 CDHolding 属性值变为 True(检测出载波)，则表示已与远方MODEM 连机了，此时可以传输数据。 程序设计发送及接收程序时，需要以下定义： S_FIL

124、ENAME = NAME + Chr(5) + Chr(13) + Chr(10) S_FILELEN = LENTH + Chr(5) + Chr(13) + Chr(10) S_FILESEND = BEGIN + Chr(5) + Chr(13) + Chr(10) ub OpenFileToSend() 打开一个欲发送的文件 HSend = FreeFile Open SENDFN For Binary As hSend SENDFN 中含有由用户选定的要传送的文件名。 LF&=LOF(hSend) 文件长度为 LF& 开始发送文件名，文件长度,文件开始等信息字符串。 Dim Data

125、 as Vrait Data = S_FILENAME MSComm1.Output=Data 发出FILENAME文件名字串的提示信息 Data = SENDFN +Chr(13)+Chr(10) RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 39 - MSComm1.Output=Data 发出文件名 Data = S_FILELEN MSComm1.Output=DATA 发出FILELEN提示字串 Data = Trim(Str(LF&)+Chr(13)+Chr(10) MSComm1.Output=Data 发出文件大小 Data = S_FILESTAR MSComm1.

126、Output=Data 发出FILESTART提示信息,表示下面文件开始。 Dim Sendarr() as byte 定义字节型数组 Sum=0 记录累计发送的字节数 BSIZE=MSComm1.OutBufferSize 每次发送的块大小 ReDim Sendarr(1 To BSIZE) 重新定义读取缓冲 Do While SumLF& 循环发送 If LF&-Loc(hSend)BSIZE Then BSIZE=LF&-Loc(hSend) ReDim Sendarr(1 To BSIZE) End If Get hSend , SENDARR 从文件取字节放入字节数组 Sendvar

127、=Sendarr 转放到 Variant 型变量 当 CTS 线及 CD 线为高电平时才可发送，否则需等待。 T=Timer+60 L: If MSComm1.CTSHolding And MSComm1.CDHolding Then MSComm1.Output=Sendvar 发送 Sum = Sum + BSIZE累加计数 Else If Timer - A-B A-B A-B RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 49 - 50 ms OR New Byte Received) CASE Timer IN 1 ms-4 ms: 600 Baud 5 ms-10 ms:

128、 300 Baud RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 56 - 11 ms-15 ms: 150 Baud 16 ms-22 ms: 110 Baud 23 ms-32 ms: 75 Baud 33 ms-49 ms: 50 Baud ELSE: Timed out; reset END CASE; ELSIF Byte = 0xF1 THEN 19200 Baud ELSE CASE Byte IN 0x0D: 9600 Baud 0xE6: 4800 Baud 0x78: 2400 Baud 0xE0,0xF0: 1800 Baud 0x80: 1200 Baud E

129、LSE: Line noise; reset END CASE END IF 参考文献参考文献： 1赵依军等. 单片微机接口技术M.北京： 人民邮电出版社，1989. 2刘利. 软硬件技术参考大全M.北京： 学苑出版社，1993. 3张世一. 数字信号处理M. 北京：北京工业学院出版社，1987. RS-232、RS-422 与与 RS-485 标准及应用标准及应用 一、RS-232、RS-422 与 RS-485 的由来 RS-232、 RS-422 与 RS-485 都是串行数据接口标准， 最初都是由电子工业协会 （EIA） 制订并发布的， RS-232在 1962 年发布，命名为 EIA

130、-232-E，作为工业标准，以保证不同厂家产品之间的兼容。RS-422 由 RS-232发展而来，它是为弥补 RS-232 之不足而提出的。为改进 RS-232 通信距离短、速率低的缺点，RS-422 定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到 10Mb/s，传输距离延长到 4000 英尺（速率低于 100kb/s 时），并允许在一条平衡总线上连接最多 10 个接收器。RS-422 是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为 TIA/EIA-422-A 标准。为扩展应用范围，EIA 又于 1983 年在 RS-422 基础上制定了 RS-485 标准，增加了多点、双向通信能力，即允许

131、多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为 TIA/EIA-485-A 标准。由于 EIA 提出的建议标准都是以“RS”作为前缀，所以在通讯工业领域，仍然习惯将上述标准以 RS 作前缀称谓。 RS-232、RS-422 与 RS-485 标准只对接口的电气特性做出规定，而不涉及接插件、电缆或协议，在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。因此在视频界的应用，许多厂家都建立了一套高层通信协议，或公开或厂家独家使用。如录像机厂家中的 Sony 与松下对录像机的 RS-422 控制协议是有差异的，视频服务器上的控制协议则更多了，如 Louth

132、、Odetis 协议是公开的，而 ProLINK 则是基于 Profile 上的。 二、RS-232 串行接口标准 RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 57 - 目前 RS-232 是 PC 机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。RS-232 被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。RS-232 采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯。 图 1 收、发端的数据信号是相对于信号地，如从 DTE 设备发出的数据在使用 DB25 连接器时是 2 脚相对 7 脚（信号地）的电平，DB25 各引脚定义参见图 1。典型的 RS-232 信号在正负电平之间摆动，在发送数据时，

133、发送端驱动器输出正电平在+5+15V，负电平在-5-15V 电平。当无数据传输时，线上为 TTL，从开始传送数据到结束， 线上电平从 TTL 电平到 RS-232 电平再返回 TTL 电平。 接收器典型的工作电平在+3+12V 与-3-12V。由于发送电平与接收电平的差仅为 2V 至 3V 左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，其传送距离最大为约 15 米，最高速率为 20kb/s。RS-232 是为点对点（即只用一对收、发设备）通讯而设计的，其驱动器负载为 37k。所以 RS-232 适合本地设备之间的通信。其有关电气参数参见表 规定 RS232 RS422 R485 工作方

134、式 单端 差分 差分 节点数 1 收、1 发 1 发 10 收 1 发 32 收 最大传输电缆长度 50 英尺 400 英尺 400 英尺 最大传输速率 20Kb/S 10Mb/s 10Mb/s 最大驱动输出电压 +/-25V -0.25V+6V -7V+12V 驱动器输出信号电平 (负载最小值) 负载 +/-5V+/-15V +/-2.0V +/-1.5V 驱动器输出信号电平 (空载最大值) 空载 +/-25V +/-6V +/-6V 驱动器负载阻抗() 3K7K 100 54 摆率(最大值) 30V/s N/A N/A 接收器输入电压范围 +/-15V -10V+10V -7V+12V 接

135、收器输入门限 +/-3V +/-200mV +/-200mV RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 58 - 接收器输入电阻() 3K7K 4K(最小) 12K 驱动器共模电压 -3V+3V -1V+3V 接收器共模电压 -7V+7V -7V+12V 表 1 三、RS-422 与 RS-485 串行接口标准 1平衡传输 RS-422、RS-485 与 RS-232 不一样，数据信号采用差分传输方式，也称作平衡传输，它使用一对双绞线，将其中一线定义为 A，另一线定义为 B，如图 2。 图 2 通常情况下，发送驱动器 A、B 之间的正电平在+2+6V，是一个逻辑状态，负电平在-2

136、6V，是另一个逻辑状态。另有一个信号地 C，在 RS-485 中还有一“使能”端，而在 RS-422 中这是可用可不用的。“使能”端是用于控制发送驱动器与传输线的切断与连接。当“使能”端起作用时，发送驱动器处于高阻状态，称作“第三态”，即它是有别于逻辑“1”与“0”的第三态。 接收器也作与发送端相对的规定，收、发端通过平衡双绞线将 AA 与 BB 对应相连，当在收端 AB 之间有大于+200mV 的电平时，输出正逻辑电平，小于-200mV 时，输出负逻辑电平。接收器接收平衡线上的电平范围通常在 200mV 至 6V 之间。参见图 3。 图 3 2RS-422 电气规定 RS232 技术文摘 枕

137、善居收集整理 http:/ - 59 - RS-422标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”， 它定义了接口电路的特性。 图5是典型的RS-422四线接口。实际上还有一根信号地线，共 5 根线。图 4 是其 DB9 连接器引脚定义。由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比 RS232 更强的驱动能力，故允许在相同传输线上连接多个接收节点，最多可接 10 个节点。即一个主设备（Master），其余为从设备（Salve），从设备之间不能通信，所以 RS-422 支持点对多的双向通信。接收器输入阻抗为 4k，故发端最大负载能力是 104k+100（终接电阻）。RS-422 四线接口由于采用单独的

138、发送和接收通道，因此不必控制数据方向，各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式（XON/XOFF 握手）或硬件方式（一对单独的双绞线）实现。 图 4 图 5 RS-422 的最大传输距离为 4000 英尺（约 1219 米），最大传输速率为 10Mb/s。其平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在 100kb/s 速率以下，才可能达到最大传输距离。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般 100 米长的双绞线上所能获得的最大传输速率仅为 1Mb/s。 RS-422 需要一终接电阻，要求其阻值约等于传输电缆的特性阻抗。在矩距离传输时可不需终接电阻，即一般在 300 米以下不需终接电阻。终接电

139、阻接在传输电缆的最远端。 RS-422 有关电气参数见表 1 3RS-485 电气规定 由于 RS-485 是从 RS-422 基础上发展而来的，所以 RS-485 许多电气规定与 RS-422 相仿。如都采用平衡传输方式、都需要在传输线上接终接电阻等。RS-485 可以采用二线与四线方式，二线制可实现真正的多点双向通信，参见图 6。 而采用四线连接时，与 RS-422 一样只能实现点对多的通信，即只能有一个主（Master）设备，其余为从设备，但它比 RS-422 有改进，无论四线还是二线连接方式总线上可多接到 32 个设备。参见图 7。 图 6 图 7 RS232 技术文摘 枕善居收集整理

140、 http:/ - 60 - RS-485 与 RS-422 的不同还在于其共模输出电压是不同的，RS-485 是-7V 至+12V 之间，而 RS-422 在-7V 至+7V 之间， RS-485 接收器最小输入阻抗为 12k 剑鳵 S-422 是 4k 健； 旧峡梢运礡 S-485 满足所有 RS-422的规范，所以 RS-485 的驱动器可以用在 RS-422 网络中应用。 RS-485 有关电气规定参见表 1。 RS-485 与 RS-422 一样，其最大传输距离约为 1219 米，最大传输速率为 10Mb/s。平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在 100kb/s 速率以下，才可能使用

141、规定最长的电缆长度。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般 100 米长双绞线最大传输速率仅为 1Mb/s。 RS-485 需要 2 个终接电阻，其阻值要求等于传输电缆的特性阻抗。在矩距离传输时可不需终接电阻，即一般在 300 米以下不需终接电阻。终接电阻接在传输总线的两端。 四、四、RS-422 与与 RS-485 的网络安装注意要点的网络安装注意要点 RS-422 可支持 10 个节点，RS-485 支持 32 个节点，因此多节点构成网络。网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构，不支持环形或星形网络。在构建网络时，应注意如下几点： 1采用一条双绞线电缆作总线，将各个节点串接起来，从总线

142、到每个节点的引出线长度应尽量短，以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。图 8 所示为实际应用中常见的一些错误连接方式（a，c，e）和正确的连接方式（b，d，f）。a，c，e 这三种网络连接尽管不正确，在短距离、低速率仍可能正常工作，但随着通信距离的延长或通信速率的提高，其不良影响会越来越严重，主要原因是信号在各支路末端反射后与原信号叠加，会造成信号质量下降。 2应注意总线特性阻抗的连续性，在阻抗不连续点就会发生信号的反射。下列几种情况易产生这种不连续性：总线的不同区段采用了不同电缆，或某一段总线上有过多收发器紧靠在一起安装，再者是过长的分支线引出到总线。 总之，应该提供一条单一、连续的

143、信号通道作为总线。 图 8 五、五、RS-422 与与 RS-485 传输线上匹配的一些说明传输线上匹配的一些说明 RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 61 - 对 RS-422 与 RS-485 总线网络一般要使用终接电阻进行匹配。但在短距离与低速率下可以不用考虑终端匹配。那么在什么情况下不用考虑匹配呢？理论上，在每个接收数据信号的中点进行采样时，只要反射信号在开始采样时衰减到足够低就可以不考虑匹配。但这在实际上难以掌握，美国 MAXIM 公司有篇文章提到一条经验性的原则可以用来判断在什么样的数据速率和电缆长度时需要进行匹配：当信号的转换时间（上升或下降时间）超过电信号沿

144、总线单向传输所需时间的 3 倍以上时就可以不加匹配。例如具有限斜率特性的RS-485 接口 MAX483 输出信号的上升或下降时间最小为 250ns，典型双绞线上的信号传输速率约为 0.2m/ns（24AWG PVC 电缆），那么只要数据速率在 250kb/s 以内、电缆长度不超过 16 米，采用 MAX483 作为 RS-485接口时就可以不加终端匹配。 一般终端匹配采用终接电阻方法，前文已有提及，RS-422 在总线电缆的远端并接电阻，RS-485 则应在总线电缆的开始和末端都需并接终接电阻。 终接电阻一般在 RS-422 网络中取 100， 在 RS-485 网络中取 120。相当于电缆

145、特性阻抗的电阻， 因为大多数双绞线电缆特性阻抗大约在 100120。 这种匹配方法简单有效，但有一个缺点，匹配电阻要消耗较大功率，对于功耗限制比较严格的系统不太适合。 另外一种比较省电的匹配方式是 RC 匹配，如图 9。利用一只电容 C 隔断直流成分可以节省大部分功率。但电容 C 的取值是个难点，需要在功耗和匹配质量间进行折衷。 还有一种采用二极管的匹配方法，如图 10。这种方案虽未实现真正的“匹配”，但它利用二极管的钳位作用能迅速削弱反射信号，达到改善信号质量的目的。节能效果显著。 图 9 图 10 六、六、RS-422 与与 RS-485 的接地问题的接地问题 电子系统接地是很重要的，但常

146、常被忽视。接地处理不当往往会导致电子系统不能稳定工作甚至危及系统安全。RS-422 与 RS-485 传输网络的接地同样也是很重要的，因为接地系统不合理会影响整个网络的稳定性，尤其是在工作环境比较恶劣和传输距离较远的情况下，对于接地的要求更为严格。否则接口损坏率较高。很多情况下，连接 RS-422、RS-485 通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来。而忽略了信号地的连接，这种连接方法在许多场合是能正常工作的，但却埋下了很大的隐患，这有下面二个原因： 1共模干扰问题：正如前文已述，RS-422 与 RS-485 接口均采用差分方式传输信号方式，并不需要相对于某个参

147、照点来检测信号，系统只需检测两线之间的电位差就可以了。但人们往往忽视了收发器有一定的共模电压范围，如 RS-422 共模电压范围为-7+7V，而 RS-485 收发器共模电压范围为-7+12V，只有满足上述条件，整个网络才能正常工作。当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠，甚至损RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 62 - 坏接口。以图 11 为例，当发送驱动器 A 向接收器 B 发送数据时，发送驱动器 A 的输出共模电压为 VOS，由于两个系统具有各自独立的接地系统，存在着地电位差 VGPD。那么，接收器输入端的共模电压 VCM 就会达到 VCM=VOS+

148、VGPD。 RS-422 与 RS-485 标准均规定 VOS3V， 但 VGPD 可能会有很大幅度 （十几伏甚至数十伏） ，并可能伴有强干扰信号，致使接收器共模输入 VCM 超出正常范围，并在传输线路上产生干扰电流，轻则影响正常通信，重则损坏通信接口电路。 图 11 2（EMI）问题：发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路，如没有一个低阻的返回通道（信号地），就会以辐射的形式返回源端，整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。 由于上述原因，RS-422、RS-485 尽管采用差分平衡传输方式，但对整个 RS-422 或 RS-485 网络，必须有一条低阻的信号地。一条低阻的信号地

149、将两个接口的工作地连接起来，使共模干扰电压 VGPD 被短路。这条信号地可以是额外的一条线（非屏蔽双绞线），或者是屏蔽双绞线的屏蔽层。这是最通常的接地方法。 值得注意的是，这种做法仅对高阻型共模干扰有效，由于干扰源内阻大，短接后不会形成很大的接地环路电流，对于通信不会有很大影响。当共模干扰源内阻较低时，会在接地线上形成较大的环路电流，影响正常通信。笔者认为，可以采取以下三种措施： （1） 如果干扰源内阻不是非常小，可以在接地线上加限流电阻以限制干扰电流。接地电阻的增加可能会使共模电压升高，但只要控制在适当的范围内就不会影响正常通信。 （2） 采用浮地技术，隔断接地环路。这是较常用也是十分有效的

150、一种方法，当共模干扰内阻很小时上述方法已不能奏效，此时可以考虑将引入干扰的节点（例如处于恶劣的工作环境的现场设备）浮置起来（也就是系统的电路地与机壳或大地隔离），这样就隔断了接地环路，不会形成很大的环路电流。 （3） 采用隔离接口。有些情况下，出于安全或其它方面的考虑，电路地必须与机壳或大地相连，不能悬浮，这时可以采用隔离接口来隔断接地回路，但是仍然应该有一条地线将隔离侧的公共端与其它接口的工作地相连。参见图 12。 图 12 七、七、RS-422 与与 RS-485 的网络失效保护的网络失效保护 RS-422 与 RS-485 标准都规定了接收器门限为200mV。这样规定能够提供比较高的噪声

151、抑制能力，如前文所述，当接收器 A 电平比 B 电平高+200mV 以上时，输出为正逻辑，反之，则输出为负逻辑。但由于第三态的存在，即在主机在发端发完一个信息数据后，将总线置于第三态，即总线空闲时没有任何信号驱动总线，使 AB 之间的电压在-200+200mV 直至趋于 0V，这带来了一个问题：接收器输出状态不确定。如果接收机的输出为 0V，网络中从机将把其解释为一个新的启动位，并试图读取后续字节，由于永远不会有停止位，RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 63 - 产生一个帧错误结果，不再有设备请求总线，网络陷于瘫痪状态。除上述所述的总线空闲会造成两线电压差低于 200mV

152、 的情况外，开路或短路时也会出现这种情况。故应采取一定的措施避免接收器处于不确定状态。 通常是在总线上加偏置，当总线空闲或开路时，利用偏置电阻将总线偏置在一个确定的状态（差分电压-200mV）。如图 13。将 A 上拉到地，B 下拉到 5V，电阻的典型值是 1k，具体数值随电缆的电容变化而变化。 上述方法是比较经典的方法，但它仍然不能解决总线短路时的问题，有些厂家将接收门限移到-200mV/-50mV， 可解决这个问题。 例如 Maxim 公司的 MAX3080 系列 RS-485 接口， 不仅省去了外部偏置电阻，而且解决了总线短路情况下的失效保护问题。 八、八、RS-422 与与 RS-48

153、5 的瞬态保护的瞬态保护 前文提到的信号接地措施，只对低频率的共模干扰有保护作用，对于频率很高的瞬态干扰就无能为力了。由于传输线对高频信号而言就是相当于电感，因此对于高频瞬态干扰，接地线实际等同于开路。这样的瞬态干扰虽然持续时间短暂，但可能会有成百上千伏的电压。 实际应用环境下还是存在高频瞬态干扰的可能。一般在切换大功率感性负载如电机、变压器、继电器等或闪电过程中都会产生幅度很高的瞬态干扰，如果不加以适当防护就会损坏 RS-422 或 RS-485 通信接口。对于这种瞬态干扰可以采用隔离或旁路的方法加以防护。 1 隔离保护方法。 这种方案实际上将瞬态高压转移到隔离接口中的电隔离层上， 由于隔离

154、层的高绝缘电阻，不会产生损害性的浪涌电流，起到保护接口的作用。通常采用高频变压器、光耦等元件实现接口的电气隔离， 已有器件厂商将所有这些元件集成在一片 IC 中， 使用起来非常简便， 如 Maxim 公司的 MAX1480/MAX1490，隔离电压可达 2500V。这种方案的优点是可以承受高电压、持续时间较长的瞬态干扰，实现起来也比较容易，缺点是成本较高。 2旁路保护方法。这种方案利用瞬态抑制元件（如 TVS、MOV、气体放电管等）将危害性的瞬态能量旁路到大地，优点是成本较低，缺点是保护能力有限，只能保护一定能量以内的瞬态干扰，持续时间不能很长，RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:

155、/ - 64 - 而且需要有一条良好的连接大地的通道，实现起来比较困难。实际应用中是将上述两种方案结合起来灵活加以运用，如图 14。在这种方法中，隔离接口对大幅度瞬态干扰进行隔离，旁路元件则保护隔离接口不被过高的瞬态电压击穿。 串口泵串口泵 摘要将 RS232 接口转换成双端平衡传送和差分接收方法，并对信号进行光电隔离，无需外接电源，实现延长 RS232 通讯距离和抗干扰保护接口之目的。 关键词平衡传送 差分接收 串口窃电 瞬态电压抑制 一、引言 串口泵也称为 RS232 隔离长线驱动器，是德阳四星电子技术开发中心研制的 RS232/RS422/RS485 系列产品之一，外形采用 DB25 转

156、接盒，外插 RS232 串口，即插即用，使用极为方便。独特的串口窃电技术使得该 系列产品不需要外接电源， 也不需靠初始化设置串口来供电，使用本系列产品后均不会对软件作任何修改，确保适合一切软件！该产品全部采用工业级元器件，并设有抗雷击等瞬态电压抑制电路。特别适用于工业现场，野外等恶劣环境，外形如图 1 所示： 图 1 外形尺寸：605017 重量：40 克 工作温度：-40+85 工作湿度：095% 二、工作原理 采用 RS232 接口单端信号传送方式，通讯距离只能达到 15 米，很大程度上限制了计算机的应用范围。影响计算机正常通讯的因素主要有电磁辐射干扰（噪声干扰） 和电源干扰 （串扰） 。

157、 电磁辐射干扰主要来自于工业现场的各种用电器，它在通讯电缆线上产生感应电势等噪声干扰使系统不能正常工作。 电源干扰的主要原因是设备的电源电路不够理想，如两台设备所用的电源不同相；设备接地不好； 或者两台设备处在不同的电力分布网，地电位不同等原因在两台设备之间产RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 65 - 生地电位差而形成串扰。 由图 2 可见：Er=Et+En+Eg,Et 为十几伏，Eg 一般为几十伏至几百伏，En 若是来自用电器一般不超过几十伏，若是来自雷电则可达几千伏。 RS232 接口所能承受的最大电压是 25 伏，由此可见，几十伏以上的干扰信号不仅会影响正常通讯而且

158、足可将接口烧毁。 图 2 SC-232 系列光隔离长线收发器是将 RS232 接口数据传送方式转换成双端平衡信号传输，并用高速光隔离器件将两台设备隔离开，在差分接收器接收到双端平衡信号后再还原成 RS232 信号送至 RS232 接口。见图 3 所示： 图 3 Et 为发送端电压，Er 为接收端电压，En 为干扰电压，Eg 为地电位差。 Er=Et+En-En=Et 由于采用双端平衡传输和差分接收，使得加在两根导线上的干扰信号可以相互抵消而不影响正常信号的传输，因而有效克服了噪声干扰。同时由于光隔离器的作用，使得两台通讯设备之间的地电位差 Eg 不会对信号有任何影响。从而彻底解决了通讯中的串扰

159、和噪声干扰。 经实测，使用串口泵后在波特率为 9600bps 时通讯距离可达 2 公里，若降低通讯速率，则可相应延长通讯距离。 三、工作电源的窃取 本装置不需外接电源，其工作电源从 RS232 接口上窃取。如图 4 所示：图中 TXD、RTS、DTR 是 RS232 的输出信号，每根信号线可提供约 9mA 的输出电源，通讯时其电压在+10V 和-10V 之间跳变，通讯停止后其电压极性不定，但开机上电时全部为-10V。 该三个信号经 D1D6 全波整流和 C1、 C2 滤波后得到+9V 和-9V直流电压，若是开机上电状态则只有-9电压。IC1 和 IC2 分别是负电压到正电压转换器和正电压到负电

160、压转换器， 将输入电压转换极性并升压， 这样无论 TXD、RS232 技术文摘 枕善居收集整理 http:/ - 66 - RTS、 DTR 是什么极性都能在 DW1 和 DW2 端得到V 和的稳定电压。亦即不需靠软件设置来得到工作电压，确保适合所有软件！其实只需以上任意一根信号线即可满足要求。 图 4 四、瞬态电压干扰接口保护 由于本装置采用平衡差分传输方式，因而具有良好的抗电磁干扰能力，光电隔离电路能有效的抑制地电位差的干扰。采用屏幕电缆对抑制射频干扰很有效，但屏蔽电缆线的电容较大，会相应降低通讯速率。除上述常见干扰因素外，瞬态电压干扰是威胁通讯接口安全的元凶之一。 瞬态电压抑制器 TVS

161、 是一种高效能的电路保护器件， 外形及符号同普通稳压管，所不同的是，它是一种特制的齐纳二级管，能经受高达数千伏的脉冲电压和数十乃至数百安培的浪涌电流，能承受的功率高达数千瓦。同时 TVS 具有极小的极间电容，并不会影响信号的正常传输。 图 5 图给出了本采用TVS的保护电路。 在发送端和接受端各采用个TVS单元，分别对线路之间、线路对地之间的瞬态电压干扰进行抑制，消除了由于强电进入而产生通讯口被烧毁的现象，从而有效的保证了整个通讯系统的安全运行。 五、结束语 串口泵可广泛用于各种工业控制系统、计算机通讯系统等一切采用 RS232通讯的设备，对延长通讯距离、抗干扰和保护接口等方面不失为一种经济可靠的装置。 根据以上原理， 还可设计出 RS232 到 RS422/RS485 等各种通讯规程转换器，并且不需要外接电源。