RS-232接口不足之處及編程實(shí)例

RS-232接口符合美國(guó)電子工業(yè)聯(lián)盟(EIA)制定的串行數(shù)據(jù)通信的接口標(biāo)準(zhǔn)，原始編號(hào)全稱(chēng)是EIA-RS-232(簡(jiǎn)稱(chēng)232，RS232)。它被廣泛用于計(jì)算機(jī)串行接口外設(shè)連接。

RS-232是現(xiàn)在主流的串行通信接口之一。由于RS232接口標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)較早，難免有不足之處，主要有以下四點(diǎn):

(1)接口的信號(hào)電平值較高，易損壞接口電路的芯片。RS232接口任何一條信號(hào)線(xiàn)的電壓均為負(fù)邏輯關(guān)系。即:邏輯"1"為-3- -15V;邏輯"0":+3- +15V ，噪聲容限為2V。即要求接收器能識(shí)別高于+3V的信號(hào)作為邏輯"0"，低于-3V的信號(hào)作為邏輯"1"，TTL電平為5V為邏輯正，0為邏輯負(fù) 。與TTL電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL電路連接。

(2)傳輸速率較低，在異步傳輸時(shí)，波特率為20Kbps

(3)接口使用一根信號(hào)線(xiàn)和一根信號(hào)返回線(xiàn)而構(gòu)成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。

(4)傳輸距離有限，最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為50英尺，實(shí)際上也只能用在15米左右。

串口232有兩種，第一種：DB9；第二種：DB25；下面分別介紹。

DB9接口接線(xiàn)說(shuō)明：

1 DCD 載波檢測(cè)

2 RXD 接收數(shù)據(jù)

3 TXD 發(fā)送數(shù)據(jù)

4 DTR 數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好

5 SGND信號(hào)地線(xiàn)

6 DSR數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好

7 RTS 請(qǐng)求發(fā)送

8 CTS 清除發(fā)送

9 RI 振鈴提示

DB25接口接線(xiàn)說(shuō)明：

1 屏蔽地線(xiàn)

2 TXD 發(fā)送數(shù)據(jù)

3 RXD 接收數(shù)據(jù)

4 RTS 請(qǐng)求發(fā)送

5 CTS 允許發(fā)送

6 DSR 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好

7 SG 信號(hào)地

8 DCD 載波檢測(cè)

9 發(fā)送返回(+)

10 未定義

11 數(shù)據(jù)發(fā)送(-)

12~17 未定義

18 數(shù)據(jù)接收(+)

19 未定義

20 數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好 DTR

21 未定義

22 振鈴 RI

23~24 未定義

25 接收返回

實(shí)際應(yīng)用中使用最多的是DB9接口，如果遇到DB25接口后可以通過(guò)更改接線(xiàn)方法來(lái)轉(zhuǎn)換。DB25轉(zhuǎn)DB9的接線(xiàn)方法。

在RS-232標(biāo)準(zhǔn)中，字符是以一串行的比特串來(lái)一個(gè)接一個(gè)的串行(serial)方式傳輸，優(yōu)點(diǎn)是傳輸線(xiàn)少，配線(xiàn)簡(jiǎn)單，傳送距離可以較遠(yuǎn)。最常用的編碼格式是異步起停(asynchronous start-stop)格式，它使用一個(gè)起始比特后面緊跟7或8 個(gè)數(shù)據(jù)比特(bit)，然后是可選的奇偶校驗(yàn)比特，最后是一或兩個(gè)停止比特。所以發(fā)送一個(gè)字符至少需要10比特，帶來(lái)的一個(gè)好的效果是使全部的傳輸速率，發(fā)送信號(hào)的速率以10劃分。一個(gè)最平常的代替異步起停方式的是使用高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議(HDLC)。

在RS-232標(biāo)準(zhǔn)中定義了邏輯1和邏輯0電壓級(jí)數(shù)，以及標(biāo)準(zhǔn)的傳輸速率和連接器類(lèi)型。信號(hào)大小在正的和負(fù)的3-15v之間。RS-232規(guī)定接近0的電平是無(wú)效的，邏輯1規(guī)定為負(fù)電平，有效負(fù)電平的信號(hào)狀態(tài)稱(chēng)為傳號(hào)marking，它的功能意義為OFF，邏輯0規(guī)定為正電平，有效正電平的信號(hào)狀態(tài)稱(chēng)為空號(hào)spacing，它的功能意義為ON。根據(jù)設(shè)備供電電源的不同，±5、±10、±12和±15這樣的電平都是可能的。

RS-232設(shè)計(jì)之初是用來(lái)連接調(diào)制解調(diào)器做傳輸之用，也因此它的腳位意義通常也和調(diào)制解調(diào)器傳輸有關(guān)。RS-232的設(shè)備可以分為數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE，Data Terminal Equipment, For example, PC)和數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DCE，Data Communication Equipment)兩類(lèi)，這種分類(lèi)定義了不同的線(xiàn)路用來(lái)發(fā)送和接受信號(hào)。一般來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)和終端設(shè)備有DTE連接器，調(diào)制解調(diào)器和打印機(jī)有DCE連接器。但是這么說(shuō)并不是總是嚴(yán)格正確的，用配線(xiàn)分接器測(cè)試連接，或者用試誤法來(lái)判斷電纜是否工作，常常需要參考相關(guān)的文件說(shuō)明。

串行通信在軟件設(shè)置里需要做多項(xiàng)設(shè)置，最常見(jiàn)的設(shè)置包括波特率(Baud Rate)、奇偶校驗(yàn)(Parity Check)和停止位(Stop Bit)。

波特率(又稱(chēng)鮑率):是指從一設(shè)備發(fā)到另一設(shè)備的波特率，即每秒鐘多少比特bits per second (bit/s)。典型的波特率是300, 1200, 2400, 9600, 15200, 19200等bit/s。一般通信兩端設(shè)備都要設(shè)為相同的波特率，但有些設(shè)備也可以設(shè)置為自動(dòng)檢測(cè)波特率。

奇偶校驗(yàn)(Parity:是用來(lái)驗(yàn)證數(shù)據(jù)的正確性。奇偶校驗(yàn)一般不使用，如果使用，那么既可以做奇校驗(yàn)(Odd Parity)也可以做偶校驗(yàn)(Even Parity)。奇偶校驗(yàn)是通過(guò)修改每一發(fā)送字節(jié)(也可以限制發(fā)送的字節(jié))來(lái)工作的。如果不作奇偶校驗(yàn)，那么數(shù)據(jù)是不會(huì)被改變的。在偶校驗(yàn)中，因?yàn)槠媾夹ｒ?yàn)位會(huì)被相應(yīng)的置1或0(一般是最高位或最低位)，所以數(shù)據(jù)會(huì)被改變以使得所有傳送的數(shù)位(含字符的各數(shù)位和校驗(yàn)位)中"1"的個(gè)數(shù)為偶數(shù);在奇校驗(yàn)中，所有傳送的數(shù)位(含字符的各數(shù)位和校驗(yàn)位)中"1"的個(gè)數(shù)為奇數(shù)。奇偶校驗(yàn)可以用于接受方檢查傳輸是否發(fā)送生錯(cuò)誤--如果某一字節(jié)中"1"的個(gè)數(shù)發(fā)生了錯(cuò)誤，那么這個(gè)字節(jié)在傳輸中一定有錯(cuò)誤發(fā)生。如果奇偶校驗(yàn)是正確的，那么要么沒(méi)有發(fā)生錯(cuò)誤要么發(fā)生了偶數(shù)個(gè)的錯(cuò)誤。如果用戶(hù)選擇數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為8位，則因?yàn)闆](méi)有多余的比特可被用來(lái)作為同比特，因此就叫做"無(wú)位元(Non Parity)"。

停止位:是在每個(gè)字節(jié)傳輸之后發(fā)送的，它用來(lái)幫助接受信號(hào)方硬件重同步。

RS232讀寫(xiě)時(shí)序圖：

下面列舉一下編程實(shí)例。因?yàn)镽S232編程使用51單片機(jī)的歷程太多了，所以我給大家分享一個(gè)由DSP編寫(xiě)的RS232通信例程。DSP由于庫(kù)文件和頭文件比較大，所以我只是把通信部分程序分享出來(lái)。如果需要完整項(xiàng)目，可以發(fā)送信息到公眾號(hào)里。我們看到后會(huì)盡快回復(fù)并發(fā)送到你的郵箱里。

程序簡(jiǎn)要說(shuō)明：開(kāi)發(fā)環(huán)境CCS4.2，芯片TMS320F2812，模式：中斷方式讀寫(xiě)

使用模塊：SCIA模塊

DSP串口通信與單片機(jī)串口通信是有很大區(qū)別的，但是基本的通信流程相同。首先是配置GPIO(因模式較多所以需要配置，普通單片機(jī)不需要配置)，配置完成后是通信參數(shù)設(shè)置，參數(shù)設(shè)置完成后就可以利用中斷來(lái)發(fā)送和接收了。(發(fā)送也可以不使用中斷，我只是寫(xiě)了一個(gè)歷程，實(shí)際使用中要根據(jù)功能來(lái)寫(xiě)，我寫(xiě)的發(fā)送是一直在發(fā)數(shù)據(jù))，下面是程序。

責(zé)任編輯：PSY

原文標(biāo)題：工業(yè)RS-232接口總線(xiàn)原理與應(yīng)用方案

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