原创 RS-232C串行接口标准

 2007-12-26 19:46  3596 4 3 分类: 通信

串行通信的基本概念

1．串行通信与并行通信
　　在微型计算机中，通信（数据交换）有两种方式：串行通信和并行通信。
串行通信——是指计算机与I/O设备之间仅通过一条传输线交换数据，数据的各位是按顺序依次一位接一位进行传送。
并行通信——是指计算机与I/O设备之间通过多条传输线交换数据，数据的各位同时进行传送。
　　应该理解所谓的并行和串行，仅是指I/O接口与I/O设备之间数据交换（通信）是并行或串行。无论怎样CPU与I/O接口之间数据交换总是并行。
　　二者比较：串行通信的速度慢，但使用的传输设备成本低，可利用现有的通信手段和通信设备，适合于计算机的远程通信；并行通信的速度快，但使用的传输设备成本高，适合于近距离的数据传送。

2．异步串行方式的特点和字符格式
（1）异步串行方式的特点
　　所谓异步通信，是指数据传送以字符为单位，字符与字符间的传送是完全异步的，位与位之间的传送基本上是同步的。异步串行通信的特点可以概括为：
①以字符为单位传送信息。
②相邻两字符间的间隔是任意长。
③接收时钟和发送时钟只要相近就可以。
异步方式特点简单的说就是：字符间异步，字符内部各位同步。
（2）异步串行方式的数据格式（字符格式）
　　异步串行通信的数据格式如图1所示，每个字符（每帧信息）由4个部分组成：

①1位起始位，规定为低电0；
②5～8位数据位，即要传送的有效信息；
③1位奇偶校验位；
④1～2位停止位，规定为高电平1。

图1 异步串行数据格式

3．同步串行方式的特点和数据格式
（1）同步串行方式的特点
　　所谓同步通信，是指数据传送是以数据块（一组字符）为单位，字符与字符之间、字符内部的位与位之间都同步。同步串行通信的特点可以概括为：
①以数据块为单位传送信息。
②在一个数据块（信息帧）内，字符与字符间无间隔。
③接收时钟与发送进钟严格同步。
（2）同步、串行方式的数据格式
　　同步串行通信的数据格式如图2所示，每个数据块（信息帧）由3个部分组成：

①2个同步字符作为一个数据块(信息帧)的起始标志；
②n个连续传送的数据
③2个字节循环冗余校验码(CRC)

图2 同步串行数据格式

4．波特率、波特率因子与位周期
波特率——是指单位时间传输二进制数据的位数，其单位为位/秒（B/S）或波特。它是一个用以衡量数据传送速率的量。一般串行异步通行的传送速度为50～19200波特，串行同步通信的传送速度可达500千波特。
波特率因子——是指时钟脉冲频率与波特率的比。
位周期Td——是指每个数据位传送所需要的时间，它与波特率的关系是：Td=1/波特率。它用以反映连续二次采样数据之间的间隔时间。
5．调制解调器
　　调制解调器实际上由两个部分组成：调制器和解调器。发送方用调制器将要传送的二进制数字信号调制转换成适合在电话线上传输的单频模拟信号；接收方用解调器把在电话一上检测到的模拟信号转换还原来数字信号。

6．UART（异步收发器）的组成

　　UART由三个部分组成：接收器、发送器、控制器。
接收器——将接收到的串行码转换成并行码，并对其进行错误检测。
发送器——将并行码转换为一定数据格式的串行码。
控制器——用以接收CPU的控制信号、执行CPU所要求的操作，并输出状态信息和控制信息。
7．异步串行通信中设立的出错标志。
①奇偶错误；
②帧错误（数据格式错）；
③溢出错误（丢失错误、数据重叠）。

8．RS-232-C接口标准
　　所谓RS-232-C接口标准就是由EIA和CCITT推荐的在串行通信中采用的接口标准，即DTE与DCE之间串行二进制数据通信的接口标准。
9．RS-232-C的电平特性
　　RS-232-C采用“负逻辑”规定逻辑电平：
　　数据"0"或逻辑"0"为：+3V～+15V；
　　数据"1"或逻辑"1"为：-3V～-15V；
　　控制线的接通状态为：+3V～+15V；
　　控制线的断开状态为：-3V～-15V。
10．DTE与DCE
DTE——Data Terminal Equipment数据终端设备，它是数据源和接收信息的目的。在通信系统中，计算机系统和外围设备都可作为DTE。
DCE——Data Communication Equipment数据通信设备，它是DTE同通信线路之间的信号匹配器，实现DTE与通信线线之间通信连接的建立、维持和终止，并完成信号变换和编码。DCE通常是指调制解调器（MODEM）。
11．MC1488与MC1489
MC1488（或SN75150）——集成发送器，实现TTL电平到RS-232-C电平的转换。
MC1489（或SN75154）——集成接收器，实现RS-232-C电平到TTL电平的转换。