串行通信(UART)教程

串行通讯的概念•串行通讯：一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式称为串行通讯。•串行通讯的特点是：数据位传送，传按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成，•成本低但送速度慢。串行通讯的距离可以从几米到几千米。•根据信息的传送方向，串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。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：UniversalAsynchronousReceiverandTransmitter）,典型的芯片有：Intel8250/8251,16550。串口通讯--接口电路波特率波特率(bps)1号电缆传输距离（英尺）2号电缆传输距离（英尺）110500030003005000300012003000300024001000500480010002509600250250数据位与停止位•数据位：1位、2位•停止位：1位、1.5位、2位流控制.流控制在串行通讯中的作用解决丢失数据的问题.硬件流控制硬件流控制常用的有RTS/CTS（请求发送/清除发送）流控制和DTR/DSR（数据终端就绪/数据设置就绪）流控制.软件流控制一般通过XON/XOFF来实现软件流控制。奇偶校验•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：•10110，0101•00110，0001•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：•10100，0101•00100，00011.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)=+3～＋15V•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～-15VTTLRS232转换芯片连接器的机械特性串口通信基本接线方法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DCD8数据载波检测DCD2接收数据RXD3接收数据RXD3发送数据TXD2发送数据TXD4数据终端准备DTR20数据终端准备DTR5信号地GND7信号地GND6数据设备准备好DSR6数据准备好DSR7请求发送RTS4请求发送RTS8清除发送CTS5清除发送CTS9振铃指示DELL22振铃指示DELL2、RS-232C的接口信号DSRDTR•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（Datasetready-DSR)——有效时（ON）状态，表明通信装置处于可以使用的状态。•数据终端准备好(Datasetready-DTR)——有效时（ON）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。RS-232C的接口信号RTSCTS•请求发送(Requesttosend-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（Cleartosend-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。RS-232C的接口信号DCDRI•接收线信号检出(ReceivedLinedetection-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(DataCarrierdectection-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。RS-232C的接口信号---TxDRxD•（2）数据发送与接收线：•发送数据(Transmitteddata-TxD)——通过TxD终端将串行数据发送到MODEM，(DTE→DCE)。•接收数据(Receiveddata-RxD)——通过RxD线终端接收从MODEM发来的串行数据，(DCE→DTE)。•（3）地线•有两根线SG、PG——信号地和保护地信号线，无方向。实际应用AB24NULLMORDEM的标准接法14325NULLMORDEM的标准接法计算机串口通信常用连接最简连接简单连接完全连接其它通信方式•与外界的信息交换称为通讯。•基本的通讯方式有并行通讯和串行通讯两种。•一条信息的各位数据被同时传送的通讯方式称为并行通讯。•并行通讯的特点是：各数据位同时传送，传送速度快、效率高，但有多少数据位就•需多少根数据线，因此传送成本高，且只适用于近距离（相距数米）的通讯。并行接口•目前，计算机中的并行接口主要作为打印机端口，接口使用的不再是36针接头而是25针D形接头。所谓“并行”，是指8位数据同时通过并行线进行传送，这样数据传送速度大大提高，但并行传送的线路长度受到限制，因为长度增加，干扰就会增加，容易出错。•现在有五种常见的并口：4位、8位、半8位、EPP和ECP，大多数PC机配有4位或8位的并口，许多利用Intel386芯片组的便携机配有EPP口，支持全部IEEE1284并口规格的计算机配有ECP并口。•标准并行口4位、8位、半8位:4位口一次只能输入4位数据，但可以输出8位数据；8位口可以一次输入和输出8位数据；半8位也可以。•EPP口（增强并行口）:由Intel等公司开发，允许8位双向数据传送，可以连接各种非打印机设备，如扫描仪、LAN适配器、磁盘驱动器和CDROM驱动器等。•ECP口（扩展并行口）:由Microsoft、HP公司开发，能支持命令周期、数据周期和多个逻辑设备寻址，在多任务环境下可以使用DMA（直接存储器访问）。单工、半双工和全双工的定义•如果在通信过程的任意时刻，信息只能由一方A传到另一方B，则称为单工。•如果在任意时刻，信息既可由A传到B，又能由B传A，但只能由一个方向上的传输存在，称为半双工传输。•如果在任意时刻，线路上存在A到B和B到A的双向信号传输，则称为全双工。数据传输方向------------------------A-------BA--------BA-------B--------－－－－－－－－－单工半双工全双工电话线就是二线全双工信道。由于采用了回波抵消技术，双向的传输信号不致混淆不清。双工信道有时也将收、发信道分开，采用分离的线路或频带传输相反方向的信号，如回线传输。单片机爱好者•