【正文】 ta. In the study of RS232 serial munication principle, this design mainly introduces the principle of serial munication, serial port and RS232 protocol， and analyzes munication parameters in RS232 serial port and working principle,this design adopted to serial fullduplex mode to realize this article ,the interface is the USB port on the PC. In the aspect of software realization,this design select the MFC application program based on C++ after several methods are realize the serial munication by using MSComm ActiveX serial munication article introduces the ActiveX control technologyMSComm ,the design realize serial munication between two puters. Because of the advantages of low cost and simple structure,serial munication is widely used by of serial munication between two PC machine is the foundation of realizing more plex munication. Keywords: motor。 串行通信以其成本低、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點被人們廣泛應(yīng)用。文中詳細(xì)地介紹了 VC下的 Windows 平臺先進(jìn)的 ActiveX 控件技術(shù)，即 MSComm 控件等。 在軟件實現(xiàn)方面，本設(shè)計在比較了多種方法之后，最終選擇了基于 C++的 MFC 應(yīng)用程序。 詳細(xì)的分析了幾種主要的通信參數(shù)。 傳輸過程中通過 CRC 對數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗。在工業(yè)控制系統(tǒng)和實驗室中， 由于串行通信具有實現(xiàn)簡單、使用靈活方便等優(yōu)點，串行通信是計算機(jī)與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時經(jīng)常使用的方 式之一。 基于 C++的 RS232 通信 協(xié)議模擬終端 Analog Terminal The RS232 Communication Protocol Based On C++ 2020 年 06 月密級：公開 I 摘 要 隨著科技的迅猛發(fā)展 ，通信技術(shù)已經(jīng)成為社會經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、 生活、工作、學(xué)習(xí)不可缺少的一部分 。通信的方式多種多樣，以何種方式實現(xiàn)通信主要取決于通信 設(shè)備。 圍繞串行通信技術(shù)，本文 主要 介紹了串行通信 接口 ——RS232 標(biāo)準(zhǔn)串口，闡述 了RS232 串行通信基本原理和 CRC 校驗 ，通過 VC 界面編程實現(xiàn)串行通信。 在研究 RS232 串行通信原理中，主要介紹了 RS232 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議、串口以及串口通信原理。 按照其工作原理及 RS232 串口的 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議最終采用串行全雙工的方式實現(xiàn)其通信，本文中的接口使用的是 計算機(jī)上的 USB 口 。利用 MSComm ActiveX 串行通信控件來實現(xiàn)串行通信。最終實現(xiàn)了兩臺PC 間的串行通信。用 RS232 協(xié)議實現(xiàn)兩臺PC 機(jī)間的串行通信為以后實現(xiàn)更加復(fù)雜的設(shè)備間通信奠定了基礎(chǔ)。 RS232protocol。 C++。 1 第 1章 緒論 課題的研究意義 在發(fā)展如此迅速的信息化時代，隨著計算機(jī)的普及和信息技術(shù)的發(fā)展，形成了對信息的獲取 傳送 處理 利用的完整技術(shù)體系 ,并在此基礎(chǔ)上形成了通信技術(shù) ，它應(yīng)用在生產(chǎn)、醫(yī)療、教育、生活等多種領(lǐng)域，成為現(xiàn)今社會 生存和 發(fā)展不可或缺的技術(shù)。它主要被廣泛應(yīng)用 在 工業(yè)控制生產(chǎn)和實驗室等重要領(lǐng)域。 Windows 圖形界面 編程下的 MFC，全稱是 Microsoft Foundation Classes，它是 Win32 中的應(yīng)用程序， 目前 Win32 中基于 VC++ 的串口通信程序一般可以用兩種方法實現(xiàn)：一是利用 MSComm ActiveX 串行通信控件；二是使用Windows API 通信函數(shù)。利用已有的 ActiveX 控件 技術(shù) ，只需要編寫少量的代碼，就可以輕松高效地完成 通信 任務(wù)。 伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與 現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中智能化、自動化程 度的 不斷 提高，越來越多的綜合過程 和控制 系統(tǒng)需要開發(fā)自身的監(jiān) 測 控 制 平臺 與數(shù)據(jù)處理采集 ，利用 Windows 編程技術(shù)開發(fā)這樣的應(yīng)用程序時， 其中 要面臨的 最關(guān)鍵的 問題是與外圍監(jiān)控設(shè)備 連接與 通信。由于串行通信方式具有使用線路少、成本低、特別是在遠(yuǎn)程傳輸時，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。同時整個監(jiān)控系統(tǒng)會根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況通過串口向監(jiān)控設(shè)備發(fā)送指令，調(diào)節(jié)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)等使得生產(chǎn)過程平穩(wěn)進(jìn)行。 研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 RS232串行通信的研究現(xiàn)狀 目前，串行通信在各類領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用，同時它還具有較高的性價比和傳輸可靠性等優(yōu)點 ]1[ 。串行通信中 的串口應(yīng)用始于 1960 年，然而 RS232 的初始版本于 1969 年才得到認(rèn)證，認(rèn)證的版本號為 RS232C，在這之前有 RS232A、RS232B 這兩個版本。近年來，串行技術(shù)與連接設(shè)備都得到了很大的發(fā)展，串口設(shè)備在設(shè)備電纜、工業(yè)控制和軟件應(yīng)用程序中得到了大量的應(yīng)用，毫無疑問，串行連接技術(shù)仍然是工商業(yè)、醫(yī)療、教育和實驗室等領(lǐng)域中所應(yīng)用的廣泛標(biāo)志。 未來 RS232 串口通信仍將在低成本、設(shè)計簡單的產(chǎn)品中繼續(xù)發(fā)揮著重要作用。我們堅信 RS232 一定會繼續(xù)隨著各種外圍設(shè)備的不斷發(fā)展而提高，同時也將繼續(xù)保持通信領(lǐng)域中 應(yīng)用最為廣泛這一地位的 。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量相關(guān)書籍和資 3 料，研究學(xué)習(xí)了 RS232 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和 VC++編程語言下的 MFC 界面編程，學(xué)習(xí)串行通信相關(guān)知識，通過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。 分析 RS232 串行通信的基本原理，并通過串口調(diào)試助手調(diào)通串口以方便接下來的操作。 在 VC++高級語言中，利用 Windows 下的 MSComm ActiveX 控件，實現(xiàn)兩臺計算機(jī)間的通信測試與仿真。 RS232C 標(biāo)準(zhǔn)是美國 EIA（電子工業(yè)聯(lián)合會）與 BELL 等公司一起開發(fā)的 1969 年公布的通信協(xié)議 ]2[ 。它 適合于數(shù)據(jù)傳輸速率在 0～ 20200b/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。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 COM COM2 接口，就是 RS232C 接口。同時，由于 RS232標(biāo)準(zhǔn)具有連線簡單、通訊距離長等優(yōu)點，目前也廣泛應(yīng)用于微型計算機(jī)系統(tǒng) 、工控機(jī) 和大型設(shè)備系統(tǒng)中。 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。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 ]3[ 。在 RS232 的通訊標(biāo)準(zhǔn)中是以一個 25 針的接口來定義的， 5 25 針的接口 在早期的計算機(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，實際均采用了 9 針的簡化版接口 應(yīng)用，現(xiàn)在所說的 RS232 通訊均默認(rèn)為9 針的接口。 RS232 9 針 通訊的接口圖如圖 21 所示 。從同時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)來分通信方式可以分為串行通信（ Serial）和并行通信（ Parrel）。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。 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。在接收數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)格式由串行的位（ bit）被轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)據(jù)。 (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)。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。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，一個字符由若干位組成，所以每秒鐘所傳輸?shù)牟ㄌ芈屎妥址?數(shù)（字符速率）是完全不同的。 (2)數(shù)據(jù)位 數(shù)據(jù)位 是衡量通信中實際數(shù)據(jù)位的參數(shù)。如何設(shè)置取決于傳送的信息。傳送時先傳送字符的低位，后傳送字符的高位。 (3)停止位 7 停止位一般為 和 2 位，用于表示單個包的最后一位。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)地也會越慢。對于奇校驗和偶校驗，串口會設(shè)置校驗位，是數(shù)據(jù)位后面的一位，用一個值保證傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有偶個或者奇?zhèn)€邏輯高位。如果是偶校驗，校驗位是 1。 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。是按照軟件識別同步字符來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。信息中含有若干個數(shù)據(jù)字符。因為恢復(fù)的載波與被接收的信號載波同頻同相，故取名為同步通信，也稱抑制載波雙邊帶通信。異步通信 通常 有兩個非常重要的指標(biāo)：即 字符幀格式和 波特率。異步通信有自己的 的缺點， 其缺點是 它在通信時的傳輸效率較低。 8 串口的調(diào)制 串口連接 現(xiàn)在大多數(shù)計算機(jī)外用接口都是 USB 口， 外用接口很少有串口的， 并且現(xiàn)在的個人計算機(jī)的串口大多都是 簡型的 9 針串口。 9 芯管腳圖如圖 23 所示。在 RS232 的通訊標(biāo)準(zhǔn)中是以一個 25 針的接口來定義的，并且在早期的計算機(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，實際上均采用了 9針管腳的簡化版本應(yīng)用，現(xiàn)在所說的 RS232 通訊均默認(rèn)為 9 針的接口。表 21 說明九針管腳的串口各引腳的名稱，功能說明和信號源等。 圖 24 USB 轉(zhuǎn) RS232 線的連接圖 串口調(diào)試 實現(xiàn)個人計算機(jī)與外圍設(shè)備間的串行通信必須將個人計算機(jī)上的串口調(diào)通，驗證一下個人計算機(jī)上的串口是否好用。首先將一根 USB 轉(zhuǎn) RS232 轉(zhuǎn)換線的 3 引腳短接，然后將帶有 “驅(qū)動程序 ”的光盤放入個人計算機(jī)中，安裝并運(yùn)行與自己計算機(jī)相匹配的 驅(qū)動程序，接著將轉(zhuǎn)換線的 USB 端插入個人計算機(jī)的 USB 口，即完成了初步的安裝。 串口調(diào)試助手是一個專門用來調(diào)試串口程序的功能軟件，要想測試串口是否可用，應(yīng)先打開軟件，選擇串口號，打開串口，在發(fā) 送區(qū)輸入內(nèi)容，點擊發(fā)送按鈕，若在接收區(qū)中有所發(fā)送的內(nèi)容，則證明此 串口可用。 介紹了通信參數(shù)與串行通信的分類。 11 第 3章 CRC校驗 CRC校驗原理 CRC校驗碼的基本原理 在早期的通信中，由于通信技術(shù)不夠可靠（不可靠性的來源是通信技術(shù)決定的，比如電磁波通信時受雷電等因素的影響），這樣不可靠的通信就會帶來 “確認(rèn)信息 ”的麻煩，造成一些事情的延誤等。 如早期一樣目前在通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸過程中，由于信道中各種復(fù)雜因素的影響，使傳輸?shù)男盘柺艿礁蓴_，造成傳輸過程中誤碼的出現(xiàn)。差錯控制編碼是目前數(shù)據(jù)傳輸過程中普遍采用的一種提高數(shù)據(jù)通信可靠性的方法，而 CRC 是一種在實際通信中應(yīng)用很廣泛的差錯控制編碼，具有很強(qiáng)的檢錯能力。 CRC循環(huán)冗余校驗碼的基本原理是任意一個由二進(jìn)制位串組成的代碼都可以和一個系數(shù)僅為 ?0?和 ?1?取值的多項式一一對應(yīng)。 CRC 校驗碼是 在 K 位信息碼后 再拼接 R 位的校驗碼，整個編碼長度為 N 位，因此，這種編碼也叫（ N， K）碼。其中發(fā)送方發(fā)出傳輸字段，傳 輸字段由兩部分組成的，分別為信息字段和校驗字段。 12 CRC校驗碼權(quán)的形式 CRC 校驗碼有很多 種權(quán)的 行式， 使用哪一種形式是根據(jù)通信雙方共同制定的 “規(guī)則 ”而定的，其中各種常用 權(quán) 的形式 如下所示： 18 458 ???? XXXC R C （ 31） 151216 ????? XXXC C IT TC R C （ 32） 116 51516 ???? XXXC R C （ 33） 112 231112 ????? XXXXC R C （ 34） ????????? 10111216222