硬件課程設(shè)計(jì)串口通信項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案-文庫(kù)吧資料
2025-05-02 07:24本頁(yè)面
【正文】 TA，LPT等 串行通信是指數(shù)據(jù)一位一位地依次傳輸，每一位數(shù)據(jù)占據(jù)一個(gè)固定的時(shí)間長(zhǎng)度。 并行接口可設(shè)計(jì)為只作為輸入/輸出接口，也可設(shè)計(jì)為既作為輸入又作為輸出的接口。但它比串行通信所用的電纜多，故常用在傳輸距離較短（幾米至幾十米）、數(shù)據(jù)傳輸率較高的場(chǎng)合。（如果應(yīng)用的場(chǎng)合需要使用握手信號(hào)等，需要對(duì)相應(yīng)的信號(hào)線的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)或設(shè)置。（當(dāng)然，在程序中也需要對(duì)相應(yīng)的信號(hào)線進(jìn)行設(shè)置。 ③接口的典型應(yīng)用： 大多數(shù)計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)與智能單元之間只需使用3到5根信號(hào)線即可工作。 主要信號(hào)線定義： 2腳：發(fā)送數(shù)據(jù)TXD； 3腳：接收數(shù)據(jù)RXD； 4腳：請(qǐng)求發(fā)送RTS； 5腳：清除發(fā)送CTS； 6腳：數(shù)據(jù)設(shè)備就緒DSR；20腳：數(shù)據(jù)終端就緒DTR； 8腳：數(shù)據(jù)載波檢測(cè)DCD； 1腳：保護(hù)地； 7腳：信號(hào)地。25芯和9芯的主要信號(hào)線相同。 應(yīng)用程序要使用串口進(jìn)行通信，必須在使用之前向操作系統(tǒng)提出資源申請(qǐng)要求（打開串口），通信完成后必須釋放資源（關(guān)閉串口）。在接收數(shù)據(jù)時(shí)，串行的位被轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)據(jù)。 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。這種通信方式使用的數(shù)據(jù)線少，在遠(yuǎn)距離通信中可以節(jié)約通信成本，當(dāng)然，其傳輸速度比并行傳輸慢。傳輸距離短的另一原因是RS232屬單端信號(hào)傳送，存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問題，因此一般用于20m以內(nèi)的通信。RS232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸速率為每秒50、7100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。RS是英文“推薦標(biāo)準(zhǔn)”的縮寫，232為標(biāo)識(shí)號(hào)，C表示修改次數(shù)。AWG的四芯電纜。其中1號(hào)電纜為屏蔽電纜， 內(nèi)有三對(duì)雙絞線，每對(duì)由22 AWG 組成，其外覆以屏蔽網(wǎng)。所以采用DB9的9芯插頭座，傳輸線采用屏蔽雙絞線。噪聲容限為2V。RS232C最常用的9條引線的信號(hào)內(nèi)容見附表1所示 （2）接口的電氣特性在RS232C中任何一條信號(hào)線的電壓均為負(fù)邏輯關(guān)系。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（DCE）之間 串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用一個(gè)25個(gè)腳的 DB25連接器，對(duì)連接器的每個(gè)引腳的信號(hào)內(nèi)容加以規(guī)定，還對(duì)各種信 號(hào)的電平加以規(guī)定。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是否傳輸和接收數(shù)據(jù)是否不同步 RS232標(biāo)準(zhǔn)介紹RS232C接口（又稱 EIA RS232C）是目前最常用的一種串行通訊接口。如果是奇校驗(yàn)，校驗(yàn)位位1，這樣就有3個(gè)邏輯高位。對(duì)于偶和奇校驗(yàn)的情況，串口會(huì)設(shè)置校驗(yàn)位（數(shù)據(jù)位后面的一位），用一個(gè)值確保傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有偶個(gè)或者奇?zhèn)€邏輯高位。有四種檢錯(cuò)方式：偶、奇、高和低。適用于停止位的位數(shù)越多，不同時(shí)鐘同步的容忍程度越大，但是數(shù)據(jù)傳輸率同時(shí)也越慢。由于數(shù)據(jù)是在傳輸線上定時(shí)的，并且每一個(gè)設(shè)備有其自己的時(shí)鐘，很可能在通信中兩臺(tái)設(shè)備間出現(xiàn)了小小的不同步。 c，停止位：用于表示單個(gè)包的最后一位。每個(gè)包是指一個(gè)字節(jié)，包括開始/停止位，數(shù)據(jù)位和奇偶校驗(yàn)位。擴(kuò)展的ASCII碼是0～255（8位）。如何設(shè)置取決于你想傳送的信息。 b，數(shù)據(jù)位：這是衡量通信中實(shí)際數(shù)據(jù)位的參數(shù)。波特率可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這些值，但是波特率和距離成反比。這意味著串口通信在數(shù)據(jù)線上的采樣率為4800Hz。例如300波特表示每秒鐘發(fā)送300個(gè)bit。對(duì)于兩個(gè)進(jìn)行通行的端口，這些參數(shù)必須匹配： a，波特率：這是一個(gè)衡量通信速度的參數(shù)。其他線用于握手，但是不是必須的。通信使用3根線完成：（1）地線，（2）發(fā)送，（3）接收。比如IEEE488定義并行通行狀態(tài)時(shí)，規(guī)定設(shè)備線總常不得超過20米，并且任意兩個(gè)設(shè)備間的長(zhǎng)度不得超過2米；而對(duì)于串口而言，長(zhǎng)度可達(dá)1200米。盡管比按字節(jié)（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根線發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)用另一根線接收數(shù)據(jù)。同時(shí)，串口通信協(xié)議也可以用于獲取遠(yuǎn)程采集設(shè)備的數(shù)據(jù)。大多數(shù)計(jì)算機(jī)包含兩個(gè)基于RS232的串口。位周期Td——是指每個(gè)數(shù)據(jù)位傳送所需要的時(shí)間，它與波特率的關(guān)系是：Td=1/波特率。一般串行異步通行的傳送速度為50～19200波特，串行同步通信的傳送速度可達(dá)500千波特。、波特率因子、位周期波特率——是指單位時(shí)間傳輸二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，其單位為位/秒（B/S）或波特。② 在一個(gè)數(shù)據(jù)塊（信息幀）內(nèi)，字符與字符間無(wú)間隔。2．同步串行通信所謂同步通信，是指數(shù)據(jù)傳送是以數(shù)據(jù)塊（一組字符）為單位，字符與字符之間、字符內(nèi)部的位與位之間都同步。③接收時(shí)鐘和發(fā)送時(shí)鐘只要相近就可以。異步串行通信的特點(diǎn)可以概括為：①以字符為單位傳送信息。二者比較：串行通信的速度慢，但使用的傳輸設(shè)備成本低，可利用現(xiàn)有的通信手段和通信設(shè)備，適合于計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程通信；并行通信的速度快，但使用的傳輸設(shè)備成本高，適合于近距離的數(shù)據(jù)傳送。應(yīng)該理解所謂的并行和串行，僅是指I/O接口與I/O設(shè)備之間數(shù)據(jù)交換（通信）是并行或串行。串行通信—是指計(jì)算機(jī)與I/O設(shè)備之間僅通過一條傳輸線交換數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的各位是按順序依次一位接一位進(jìn)行傳送。硬件原理眾所周知，CPU 與存儲(chǔ)芯片和I/O 芯片的通信是并行的（并行傳輸?shù)淖畲笪粩?shù)依賴于CPU 的字長(zhǎng)、數(shù)據(jù)總線的寬度），一種叫做UART（通用異步收發(fā)器，Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）的芯片提供了并行數(shù)據(jù)傳輸和RS232C 串行數(shù)據(jù)傳輸方式的轉(zhuǎn)換。盡管如此，RS232C 仍然具有非常廣泛的應(yīng)用，在相對(duì)長(zhǎng)的一段時(shí)間里，難以被USB 等接口取代。作為一種物理通信的途徑和設(shè)備，它和目前風(fēng)靡的另一種串行接口――USB 所提供的功能是一致的。雖然這樣速度會(huì)慢一些，但傳送距離較并行口更長(zhǎng)
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