串口通讯—传输速率与传输距离
RS232串口通信详解
串口就是计算机上一种非常通用的设备通信协议。
---------------------------------串口的引脚定义:9芯信号方向来自缩写描述1调制解调器CD载波检测2调制解调器RXD接收数据3PC TXD发送数据4PC DTR数据终端准备好5GND信号地6调制解调器DSR通讯设备准备好7PC RTS请求发送8调制解调器CTS允许发送9调制解调器RI响铃指示器两个串口连接时,接收数据针脚与发送数据针脚相连,彼此交叉,信号地对应相接即可。
---------------------------------串口的电气特性:1)RS-232串口通信最远距离就是50英尺2)RS232可做到双向传输,全双工通讯,最高传输速率20kbps3)RS-232C上传送的数字量采用负逻辑,且与地对称逻辑1:-3 ∼-15V逻辑0:+3∼+15V所以与单片机连接时常常需要加入电平转换芯片:---------------------------------串口通信参数:a)波特率:RS-232-C标准规定的数据传输速率为每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。
b)数据位:标准的值就是5、7与8位,如何设置取决于您想传送的信息。
比如,标准的ASCII码就是0∼127(7位);扩展的ASCII码就是0∼255(8位)。
c)停止位:用于表示单个包的最后一位,典型的值为1,1、5与2位。
由于数就是在传输线上定时的,并且每一个设备有其自己的时钟,很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。
因此停止位不仅仅就是表示传输的结束,并且提供计算机校正时钟同步的机会。
d)奇偶校验位:在串口通信中一种简单的检错方式。
对于偶与奇校验的情况,串口会设置校验位(数据位后面的一位),用一个值确保传输的数据有偶个或者奇个逻辑高位。
例如,如果数据就是011,那么对于偶校验,校验位为0,保证逻辑高的位数就是偶数个。
RS232串口通信详解
串口是计算机上一种非常通用的 设备通信协议。
串口的电气特性：1) RS-232串口通信最 远距离是50英尺2) RS232可做到双向 传输，全双工通 讯，最高 传输速率20kbps3) RS-232C 上传送的数字量采用 负逻辑，且与地 对称 逻辑1 : -3〜-15V逻辑0 : +3〜+15V所以与单片机连接时常常需要加入 电平转换芯片：9芯 信号方向来自 缩写 描述1 调制解调器 CD 载波检测2 调制解调器 RXD 接收数据3 PC TXD 发送数据4 PC DTR 数据终端准备好5GND 信号地6 调制解调器 DSR 通讯设备准备好7 PC RTS 请求发送8 调制解调器 CTS 允许发送9 调制解调器 RI 响铃指示器两个串口连接时，接收数据 针脚与发送数据针脚相连，彼此交叉，信号地对应相接即可。
串口的引脚定义:串口通信参数：a ）波特率： RS-232-C 标准 规定的数据传输速率 为每秒50、75、 100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。
b ）数据位：标准的值是5、7和8位，如何 设置取决于你想 传送的信息。
比如， 标准的 ASCII 码是0〜127 （ 7位）；扩 展的ASCII 码是0〜255 （ 8位）。
c ）停止位：用于表示 单个包的最后一位，典型的 值为1, 1.5和2位。
由于数是在 传输线 上定时的，并且 每一个设备 有其自己的 时钟，很可能在通信中两台 设备间出现了小小的不同 步。
因此停止位不 仅仅是表示传输的结束，并且提 供计算机校正 时钟同步的机会。
d ）奇偶校 验位：在串口通信中一 种简单的检错方式。
对于偶和奇校 验的情况，串 口会设置校验位（数据位后面的 一位），用一个 值确保传输的数据有偶个或者奇个 逻辑高位。
例如，如果数据是011，那么对于偶校验，校验位为0，保证逻辑高的位数是偶数个。
如果是奇校 验，校验位位1 ,这样就有3个逻辑高位。
串口通讯—RS232、RS422、RS485详解
串口通讯—RS232、RS422、RS485详解串行通信接口标准经过使用和发展，目前已经有几种。
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-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、Odetis协议是公开的，而ProLINK则是基于Profile上的。
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。
RS422串行通信标准
RS-232、RS-422、RS-485都是串行数据通信接口标准，都是由电子工业协会（EIA）制订和发布的，其中RS232是在1962年发布，RS422由RS232发展而来，它是为了弥补RS232通讯距离短、速率低的缺点而提出的，RS422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mbps，传输距离延长到4000英尺（速度低于100kb/s时），并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。
RS422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。
为了扩展应用范围，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”作为前缀的，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、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，因此用户可以在此基础上建立自己的高层通讯协议。
一、RS-232串行接口标准目前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。
收、发端的数据信号是相对于信号地。
典型的RS-232信号在正负电平之间摆动，在发送数据时，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-2 32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20Kbps。
串行通讯原理说明--RS232_UART
对于非屏蔽电缆，计算非屏蔽电缆的电缆长度的公式如下：
??电缆长度＝(2500—接收器输入电容)／(电缆电容×1.5)?
? 电缆长度的单位是ft，输入电容的单位是pF，电缆电容的单位是pF／ft。
带状电缆的典型电容是15 pF／ft，假定接收器的输人电容是100 pF，电缆最长可以达到106 ft((2500—100)／(15×1.5) )。一个单根非屏蔽双绞线的典型电容是12 pF／ft。仍然假定输入电容为100 pF， 则最大电缆长度为133ft。
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。
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。
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。
return((char)length);
}
return 0;
}
//写入函数程序为:
bWriteStatus=WriteFile(hCom,buffer,length,&length,&m_lpOverlapped)
串口通信原理及操作流程
RXD 接收
②半双工
发
接
送
TXD / RXD
收
接
发
收
送
③全双工
发送
接收
TXD RXD
RXD TXD
接收
发送
1.4 信号的调制与解调
v 调制器（Modulator）：把数字信号转换成模拟信 号，然后送到通信线路上去。
v 解调器（Demodulator）：把从通信线源自上收到的 模拟信号转换成数字信号。
接线
DTE信号 TxD RxD RTS CTS DTR DSR DCD GND
典型应用: PC + 交叉电缆 + PC
❖RS-232 连接类型 II
DTE 信号
接线
DCE 信号
TxD RxD RTS CTS DTR DSR DCD GND
RxD TxD CTS RTS DSR DTR DCD GND
典型应用: PC + 直连电缆 + Modem
TXD
计 RXD 算 机 甲
TXD
RXD 计 算 机 乙
TXD RXD 计4 算5 机6 甲 20
近程通信连接
TXD
RXD 4计 5算 6机 20 乙
RS-232C接口存在的问题
1
2
3
传输距离短 ，传输速率
低
有电平偏移
抗干扰能力 差
SN75174
RS-422A接口
电平 ❖ RS-485的信号传输采用
两线间的电压来表示逻辑1和逻
辑0。由于发送方需要两根传输
线，接收方也需要两根传输线
。传输线采用差动信道，所以
它的干扰抑制性极好，又因为
串口通信——精选推荐
串⼝通信概念通信（Serial Communications）的概念⾮常简单，串⼝按位（bit）发送和接收。
与串⾏通信相对的是并⾏通信。
数据传输⼀般都是以字节传输的，⼀个字节8个位。
拿⼀个并⾏通信举例来说，也就是会有8根线，每⼀根线代表⼀个位。
⼀次传输就可以传⼀个字节，⽽串⼝通信，就是传数据只有⼀根线传输，⼀次只能传⼀个位，要传⼀个字节就需要传8次。
就像⼩虎队那⾸歌⼀样，把你的⼼，我的⼼，串⼀串，再烤⼀烤。
串⼝通信就是把数据串在⼀根线上传输，所以就叫串⼝吧。
通信⽅式⼀般情况下，设备之间的通信⽅式可以分成并⾏通信和串⾏通信两种。
它们的区别是：串⾏通信分类1、按照数据传送⽅向分为：单⼯：数据传输只⽀持数据在⼀个⽅向上传输；半双⼯：允许数据在两个⽅向上传输。
但是，在某⼀时刻，只允许数据在⼀个⽅向上传输，它实际上是⼀种切换⽅向的单⼯通信；它不需要独⽴的接收端和发送端，两者可以合并⼀起使⽤⼀个端⼝。
全双⼯：允许数据同时在两个⽅向上传输。
因此，全双⼯通信是两个单⼯通信⽅式的结合，需要独⽴的接收端和发送端。
2、按照通信⽅式分为：同步通信：带时钟同步信号传输。
⽐如：SPI，IIC通信接⼝。
异步通信：不带时钟同步信号。
⽐如：UART(通⽤异步收发器)，单总线。
异步通信的两个关键：第⼀，数据单元——帧，它是双⽅约定好的数据格式；第⼆，波特率，它决定了‘帧’⾥每⼀位的时间长度。
异步通信的特点：不要求收发双⽅时钟的严格⼀致，实现容易，设备开销较⼩，但每个字符要附加2～3位⽤于起⽌位，各帧之间还有间隔，因此传输效率不⾼。
在同步通讯中，收发设备上⽅会使⽤⼀根信号线传输信号，在时钟信号的驱动下双⽅进⾏协调，同步数据。
例如，通讯中通常双⽅会统⼀规定在时钟信号的上升沿或者下降沿对数据线进⾏采样。
在异步通讯中不使⽤时钟信号进⾏数据同步，它们直接在数据信号中穿插⼀些⽤于同步的信号位，或者将主题数据进⾏打包，以数据帧的格式传输数据。
通讯中还需要双⽅规约好数据的传输速率（也就是波特率）等，以便更好地同步。
串口通讯-RS232C详解
串口通讯—RS-232-C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0～20000b/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、RS-232-CRS-232C标准（协议）的全称是EIA-RS-232C标准，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。
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串口通讯—传输速率与传输距离
1.波特率
在串行通信中，用“波特率”来描述数据的传输速率。
所谓波特率，即每秒钟传送的二进制位数，其单位为bps（bits per second）。
它是衡量串行数据速度快慢的重要指标。
有时也用“位周期”来表示传输速率，位周期是波特率的倒数。
国际上规定了一个标准波特率系列：110、300、600、1200、1800、2400、4800、9600、14.4Kbps、19.2Kbps、28.8Kbps、33.6Kbps、56Kbps。
例如：9600bps，指每秒传送9600位，包含字符的数位和其它必须的数位，如奇偶校验位等。
大多数串行接口电路的接收波特率和发送波特率可以分别设置，但接收方的接收波特率必须与发送方的发送波特率相同。
通信线上所传输的字符数据（代码）是逐为位传送的，1个字符由若干位组成，因此每秒钟所传输的字符数（字符速率）和波特率是两种概念。
在串行通信中，所说的传输速率是指波特率，而不是指字符速率，它们两者的关系是：假如在异步串行通信中，传送一个字符，包括12位（其中有一个起始位，8个数据位，2
个停止位），其传输速率是1200b/s，每秒所能传送的字符数是1200/(1+8+1+2)=100个。
2.发送／接收时钟
在串行传输过程中，二进制数据序列是以数字信号波形的形式出现的，如何对这些数字波形定时发送出去或接收进来，以及如何对发／收双方之间的数据传输进行同步控制的问题就引出了发送／接收时钟的应用。
在发送数据时，发送器在发送时钟（下降沿）作用下将发送移位寄存器的数据按串行移位输出；在接收数据时，接收器在接收时钟（上升盐）作用下对来自通信线上串行数据，按位串行移入移位寄存器。
可见，发送／接收时钟是对数字波形的每一位进行移位操作，因此，从这个意义上来讲，发送／接收时钟又可叫做移位始终脉冲。
另外，从数据传输过程中，收方进行同步检测的角度来看，接收时钟成为收方保证正确接收数据的重要工具。
为此，接收器采用比波特率更高频率的时钟来提高定位采样的分辨能力和抗干扰能力。
3. 波特率因子
在波特率指定后，输入移位寄存器/输出移位寄存器在接收时钟/发送时钟控制下，按指定的波特率速度进行移位。
一般几个时钟脉冲移位一次。
要求：接收时钟/发送时钟是波特率的16、32或64倍。
波特率因子就是发送／接收1个数据（1个数据位）所需要的时钟脉冲个数，其单位是个／位。
如波特率因子为16，则16个时钟脉冲移位1次。
例：波特率=9600bps，波特率因子=32，则接收时钟和发送时钟频率=9600×32=297200Hz。
4.传输距离
串行通信中，数据位信号流在信号线上传输时，要引起畸变，畸变的大小与以下因素有关：
波特率——信号线的特征（频带范围）
传输距离——信号的性质及大小（电平高低、电流大小）
当畸变较大时，接收方出现误码。
在规定的误码率下，当波特率、信号线、信号的性质及大小一定时，串行通信的传输距离就一定。
为了加大传输距离，必须加调制解调器。