【正文】 斷變化而穩(wěn)步發(fā)展。未來(lái)RS232串口通信仍將在低成本、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的產(chǎn)品中繼續(xù)發(fā)揮著重要作用。低供電電壓和高數(shù)據(jù)率等都將成為未來(lái)發(fā)展中新設(shè)計(jì)的普遍要求。我們堅(jiān)信RS232一定會(huì)繼續(xù)隨著各種外圍設(shè)備的不斷發(fā)展而提高，同時(shí)也將繼續(xù)保持通信領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛這一地位的。 本文主要的研究?jī)?nèi)容本文主要通過(guò)RS232標(biāo)準(zhǔn)串口協(xié)議，使用VC++編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)串行通信，最終完成模擬終端的調(diào)試與仿真。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量相關(guān)書籍和資料，研究學(xué)習(xí)了RS232標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和VC++編程語(yǔ)言下的MFC界面編程，學(xué)習(xí)串行通信相關(guān)知識(shí)，通過(guò)編程軟件的仿真完成了基于C++的RS232通信協(xié)議的模擬終端。具體研究?jī)?nèi)容如下：了解RS232協(xié)議，串口和串行通信原理。分析RS232串行通信的基本原理，并通過(guò)串口調(diào)試助手調(diào)通串口以方便接下來(lái)的操作。了解CRC校驗(yàn)，掌握CRC校驗(yàn)基本原理及應(yīng)用。在VC++高級(jí)語(yǔ)言中，利用Windows下的MSComm ActiveX控件，實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)計(jì)算機(jī)間的通信測(cè)試與仿真。第2章串行通信基本原理 RS232通信協(xié)議 RS232標(biāo)準(zhǔn)RS232標(biāo)準(zhǔn)（協(xié)議）（ANSI/EIA232標(biāo)準(zhǔn)）的全稱是EIARS232C標(biāo)準(zhǔn)，其中EIA代表美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)，RS代表推薦標(biāo)準(zhǔn)，232是標(biāo)識(shí)號(hào)，C代表RS232的修改次數(shù)。RS232C標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó)EIA（電子工業(yè)聯(lián)合會(huì)）與BELL等公司一起開發(fā)的1969年公布的通信協(xié)議。RS232協(xié)議一共有25條信號(hào)線，其中包括一個(gè)主通道和一個(gè)輔助通道，大多數(shù)情況下主要使用的是主通道，盡管有如此多的信號(hào)線，但是對(duì)于一般雙工通信，僅需要其中幾條信號(hào)線就可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送，如一條發(fā)送線、一條接收線和一條地線。它適合于數(shù)據(jù)傳輸速率在0～20000b/s范圍內(nèi)的通信，即為每秒50、70、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)串行通信接口的有關(guān)問(wèn)題都作了明確規(guī)定。由于通信設(shè)備廠商都生產(chǎn)與RS232C制式兼容的通信設(shè)備，因此，它作為一種標(biāo)準(zhǔn)，目前已在微機(jī)通信接口中廣泛采用，例如在IBM PC機(jī)上的COMCOM2接口，就是RS232C接口。它規(guī)定連接電纜、機(jī)械、電氣特性、信號(hào)功能及傳送過(guò)程等。同時(shí)，由于RS232標(biāo)準(zhǔn)具有連線簡(jiǎn)單、通訊距離長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，目前也廣泛應(yīng)用于微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、工控機(jī)和大型設(shè)備系統(tǒng)中。 RS232接口RS232標(biāo)準(zhǔn)是按負(fù)邏輯定義的，它的“1”電平在－5～－15 V之間，“0”電平在＋5～＋15 V之間。RS232接口是標(biāo)準(zhǔn)串行接口，其通訊距離小于15 m，它的傳輸速率小于20 kb／s。RS232串行接口屬于個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）及電信應(yīng)用領(lǐng)域中最為成功的串行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。是目前PC機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口?，F(xiàn)在的計(jì)算機(jī)一般至少有兩個(gè)串行口COM1和COM2，新一代的計(jì)算機(jī)主要以9引腳的D型口接出所有的RS232通信信號(hào)及控制線（有的計(jì)算機(jī)的串口為25引腳）。在RS232的通訊標(biāo)準(zhǔn)中是以一個(gè)25針的接口來(lái)定義的，25針的接口在早期的計(jì)算機(jī)如PC或XT機(jī)型上廣泛使用，但在AT機(jī)以后的機(jī)型上，實(shí)際均采用了9針的簡(jiǎn)化版接口應(yīng)用，現(xiàn)在所說(shuō)的RS232通訊均默認(rèn)為9針的接口。現(xiàn)在大多數(shù)個(gè)人計(jì)算機(jī)幾乎都沒有串口，大多采用USB接口，所以要實(shí)現(xiàn)個(gè)人計(jì)算機(jī)與外圍設(shè)備進(jìn)行通信大多采用RS232轉(zhuǎn)USB接口。RS232 9針通訊的接口圖如圖21所示 。 圖21 9針通訊接口 串行通信 串行通信基本原理兩個(gè)設(shè)備之間交換數(shù)據(jù)的過(guò)程我們稱之為通信。從同時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)來(lái)分通信方式可以分為串行通信（Serial）和并行通信（Parrel）。并行通信中所傳送數(shù)據(jù)的各位同時(shí)發(fā)送或接收。串行通信中所傳送數(shù)據(jù)的各位按順序一位一位地發(fā)送或接收。兩種基本通信方式如圖22所示：?jiǎn)嵊?jì)算機(jī)或外設(shè)2計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)或外設(shè)2計(jì)算機(jī)11GNDGNDGNDGND 并行通信 串行通信圖22 兩種基本的通信方式從上面的圖中可以看到，并行通信成本高，并須使用多條通信線，而串行通信只需使用兩條通信線就可以完成兩個(gè)設(shè)備間的數(shù)據(jù)交換，大大降低了通信成本，串行通信又以其串行線間的干擾小得到了廣泛的應(yīng)用。串行通信大多數(shù)用于Windows開發(fā)的應(yīng)用程序與外圍數(shù)據(jù)源設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。串行通信是通過(guò)串行端口實(shí)現(xiàn)的。串行端口的本質(zhì)功能是作為CPU和串行設(shè)備間的編碼轉(zhuǎn)換器。當(dāng)數(shù)據(jù)從CPU經(jīng)過(guò)串行端口發(fā)送出去時(shí)，數(shù)據(jù)格式由字節(jié)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行的位（byte）。在接收數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)格式由串行的位（bit）被轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)據(jù)。 串行通信參數(shù)串行通信在數(shù)據(jù)交換過(guò)程中，要對(duì)幾個(gè)重要的通信參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，其中包括波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、奇偶校驗(yàn)位等。(1)波特率所謂波特率就是每秒中傳送的二進(jìn)制位數(shù)，其單位是bps（bits per second），用來(lái)描述數(shù)據(jù)的傳送速率，是衡量串行通信數(shù)據(jù)傳輸速度快慢的重要指標(biāo)。國(guó)際上對(duì)波特率規(guī)定了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)系列：110bps、300bps、600bps、1200bps、1800bps、2400bps、4800bps、9600bps、56Kbps。例如：9600bps，是指每秒傳送數(shù)據(jù)9600位，其中包含字符的數(shù)位和其它必須的數(shù)位。串行接口電路的接收波特率和發(fā)送的波特率可以設(shè)置，要求接收方的接收波特率必須與發(fā)送方的發(fā)送波特率是一致的。在串行通信中，通信線上所傳輸?shù)淖址麛?shù)據(jù)（代碼）是逐位傳送的，一個(gè)字符由若干位組成，所以每秒鐘所傳輸?shù)牟ㄌ芈屎妥址麛?shù)（字符速率）是完全不同的。有時(shí)也用“位周期”來(lái)表示傳輸速率，位周期是波特率的倒數(shù)。(2)數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位是衡量通信中實(shí)際數(shù)據(jù)位的參數(shù)。當(dāng)計(jì)算機(jī)發(fā)送一個(gè)信息包，實(shí)際的數(shù)據(jù)不會(huì)是8位的，標(biāo)準(zhǔn)的值是7和8位。如何設(shè)置取決于傳送的信息。數(shù)據(jù)位通常為58位，它緊跟在起始位之后，是被傳送字符的有效數(shù)據(jù)位。傳送時(shí)先傳送字符的低位，后傳送字符的高位。數(shù)據(jù)位的位數(shù)可以有硬件或軟件設(shè)備進(jìn)行設(shè)置，以滿足設(shè)備間數(shù)據(jù)交換的需要。(3)停止位停止位一般為用于表示單個(gè)包的最后一位。停止位不僅僅是表示傳輸?shù)慕Y(jié)束，并且提供計(jì)算機(jī)校正時(shí)鐘同步的機(jī)會(huì)，因?yàn)閿?shù)據(jù)是在傳輸線上定時(shí)的，并且每個(gè)設(shè)備都有其自己的時(shí)鐘，很可能在通信中要進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的兩臺(tái)設(shè)備間出現(xiàn)小小的不同步，設(shè)置停止位就是為了避免其中的小小的不同步。停止位的位數(shù)的設(shè)置可以由設(shè)備的軟件設(shè)置，停止位的位數(shù)越多，不同時(shí)鐘同步的容忍程度越大，但是數(shù)據(jù)傳輸率相應(yīng)地也會(huì)越慢。(4)奇偶校驗(yàn)位在串行通信中奇偶校驗(yàn)是一種簡(jiǎn)單的檢錯(cuò)方式，奇偶校驗(yàn)位僅占一位，用于進(jìn)行奇校驗(yàn)和偶校驗(yàn)，同時(shí)也可以無(wú)校驗(yàn)位。對(duì)于奇校驗(yàn)和偶校驗(yàn)，串口會(huì)設(shè)置校驗(yàn)位，是數(shù)據(jù)位后面的一位，用一個(gè)值保證傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有偶個(gè)或者奇?zhèn)€邏輯高位。例如，如果數(shù)據(jù)是001，那么對(duì)于奇校驗(yàn)，校驗(yàn)位是0,。如果是偶校驗(yàn)，校驗(yàn)位是1。這樣使得接收設(shè)備能夠知道一個(gè)位的狀態(tài)，有機(jī)會(huì)判斷是否有噪聲干擾了通信或者傳輸和接收數(shù)據(jù)是否發(fā)生了不同步。 串行通信的分類串行通信又可以分為同步串行通信和異步串行通信兩類。同步通信是一種在發(fā)送端發(fā)送一個(gè)抑制載波的雙邊帶信號(hào)，而在接收端恢復(fù)載波，再進(jìn)行檢波的通信方式。是按照軟件識(shí)別同步字符來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。它是一種連續(xù)串行傳送數(shù)據(jù)的通信方式，一次通信只傳送一幀信息。信息中含有若干個(gè)數(shù)據(jù)字符。 它們均由數(shù)據(jù)字符、CRC即同步字符和校驗(yàn)字符組成。因?yàn)榛謴?fù)的載波與被接收的信號(hào)載波同頻同相，故取名為同步通信，也稱抑制載波雙邊帶通信。異步通信數(shù)據(jù)通常以字符或者字節(jié)為單位組成字符幀傳送，字符幀由發(fā)送端逐幀發(fā)送，通過(guò)傳輸線被接收設(shè)備逐幀接收。異步通信通常有兩個(gè)非常重要的指標(biāo)：即字符幀格式和波特率。發(fā)送端和接收端可以由各自的時(shí)鐘源來(lái)控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，這兩個(gè)時(shí)鐘源彼此獨(dú)立，互不同步，接收端檢測(cè)到傳輸線上發(fā)送過(guò)來(lái)的低電平邏輯0（即字符幀起始位）時(shí)，確定發(fā)送端已開始發(fā)送數(shù)據(jù)，每當(dāng)接收端收到字符幀中的停止位時(shí)，就知道一幀字符已經(jīng)發(fā)送完畢。異步通信有自己的的缺點(diǎn)，其缺點(diǎn)是它在通信時(shí)的傳輸效率較低。當(dāng)然它也具有自己獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)就是它的通信設(shè)備簡(jiǎn)單、便宜。 串口的調(diào)制 串口連接現(xiàn)在大多數(shù)計(jì)算機(jī)外用接口都是USB口，外用接口很少有串口的，并且現(xiàn)在的個(gè)人計(jì)算機(jī)的串口大多都是簡(jiǎn)型的9針串口。所以要想通過(guò)串行通信實(shí)現(xiàn)與外圍設(shè)備數(shù)據(jù)交換，必須用USB轉(zhuǎn)RS232 9針串口轉(zhuǎn)換線。9芯管腳圖如圖 23 所示。圖23 9芯管腳圖表 21 9針管腳各引腳名稱功能圖九針串口針號(hào)縮寫功能說(shuō)明信號(hào)來(lái)源1DCD功能說(shuō)明調(diào)制解調(diào)器2RXD接收數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器3TXD發(fā)送數(shù)據(jù)PC4DTR數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備PC5GND信號(hào)地6DSR數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備好調(diào)制解調(diào)器7RTS請(qǐng)求發(fā)送PC8CTS請(qǐng)求發(fā)送調(diào)制解調(diào)器9DELL振鈴指示調(diào)制解調(diào)器目前，市場(chǎng)上使用的串口有9針管腳的還有25針管腳的。在RS232的通訊標(biāo)準(zhǔn)中是以一個(gè)25針的接口來(lái)定義的，并且在早期的計(jì)算機(jī)中，如PC機(jī)或XT機(jī)型上得到了廣泛地使用，但是在AT機(jī)以后的機(jī)型上，實(shí)際上均采用了9針管腳的簡(jiǎn)化版本應(yīng)用，現(xiàn)在所說(shuō)的RS232通訊均默認(rèn)為9針的接口。圖23顯示了9針通訊的接口管腳，9針管腳的串口各引腳名稱、功能和信號(hào)來(lái)源各不相同。表 21說(shuō)明九針管腳的串口各引腳的名稱，功能說(shuō)明和信號(hào)源等。由表 21 可知要想實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)間的數(shù)據(jù)交換，可以將兩個(gè)USB轉(zhuǎn)RS232線的接口頭的3引腳交叉對(duì)接，兩個(gè)5腳相接即可，具體接法如圖24所示，然后再講兩個(gè)USB接頭與兩臺(tái)電腦相連。圖24 USB轉(zhuǎn)RS232線的連接圖 串口調(diào)試實(shí)現(xiàn)個(gè)人計(jì)算機(jī)與外圍設(shè)備間的串行通信必須將個(gè)人計(jì)算機(jī)上的串口調(diào)通，驗(yàn)證一下個(gè)人計(jì)算機(jī)上的串口是