原创 串口通信的基础知识汇总

内容列表

 1. 串口的引脚定义
2. 串口的电器特性
3. 串口的通信参数
4. 串口通信的传输格式
5. 串口通信的接收过程

1. 串口的引脚定义
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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
5          GND                     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。

1.1 RS-232端（DB9母头/孔型）引脚定义

引脚序号       2           3            5           1、4、6           7、8
信号定义     TXD     RXD      地          内部相连      内部相连
注：该口可直接插入计算机的COM口

1.2 RS-232端（DB9公头/针型）引脚定义

引脚序号       2           3            5            1、4、6         7、8
信号定义     RXD     TXD       地          内部相连      内部相连
注：该口可接与计算机通讯的设备

2. 串口的电气特性
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1）RS-232串口通信最远距离是50英尺=15m
2）RS232可做到双向传输，全双工通讯，最高传输速率20kbps
3）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

3. 串口的通信参数
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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。

4. 串口通信的传输格式
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串行通信中，线路空闲时，线路的TTL电平总是高，经反向RS232的电平总是低。
一个数据的开始RS232线路为高电平，结束时Rs232为低电平。数据总是从低位向高位一位一位的传输。示波器读数时，左边是数据的高位。
例如，对于16进制数据55aaH，当采用8位数据位、1位停止位传输时，它在信号线上的波形如图1(TTL电平)和图2(RS-232电平)所示。
55H=01010101B，取反后10101010B，加入一个起始位1，一个停止位0，55H的数据格式为
0101010101,55H
aaH=10101010B，取反后01010101B，加入一个起始位1，一个停止位0，55H的数据格式为
0010101011,aaH

5. 串口通信的接收过程
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（异步通信：接收器和发送器有各自的时钟；同步通信：发送器和接收器由同一个时钟源控制。RS232是异步通信）
（1）开始通信时，信号线为空闲（逻辑1）,当检测到由1到0的跳变时，开始对“接收时钟”计数。　
（2）当计到8个时钟时，对输入信号进行检测，若仍为低电平，则确认这是“起始位”，而不是干扰信号。
（3）接收端检测到起始位后，隔16个接收时钟，对输入信号检测一次，把对应的值作为D0位数据。若为逻辑1, 作为数据位1；若为逻辑0，作为数据位0。
（4）再隔16个接收时钟，对输入信号检测一次，把对应的值作为D1位数据。….，直到全部数据位都输入。
（5）检测校验位P（如果有的话）。
（6）接收到规定的数据位个数和校验位后,通信接口电路希望收到停止位S(逻辑1)，若此时未收到逻辑1，说明出现了错误，在状态寄存器中置“帧错误”标志。若没有错误，对全部数据位进行奇偶校验，无校验错时，把数据位从移位寄存器中送数据输入寄存器。若校验错，在状态寄存器中置奇偶错标志。
（7）本幀信息全部接收完，把线路上出现的高电平作为空闲位。
（8）当信号再次变为低时，开始进入下一幀的检测。