硬件:RS232基础知识笔记

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个人计算机上的通讯接口之一,由电子工业协会(ElectronicIndustriesAssociation,EIA)所制定的异步传输标准接口。通常RS-232接口以9个引脚(DB-9)或是25个引脚(DB-25)的型态出现,一般个人计算机上会有两组RS-232接口,分别称为COM1和COM2。

  在多数情况下主要使用主通道,对于一般双工通信,仅需几条信号线就可实现,如一条发送线、一条接收线及一条地线。

  RS-232-C标准规定的数据传输速率为50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400波特。RS-232-C标准规定,驱动器允许有2500pF的电容负载,通信距离将受此电容限制,例如,采用150pF/m的通信电缆时,最大通信距离为15m;若每米电缆的电容量减小,通信距离可以增加。传输距离短的另一原因是RS-232属单端信号传送,存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题,因此一般用于20m以内的通信。具体通讯距离还与通信速率有关,例如,在9600pbs时,普通双绞屏蔽线时,距离可达30-35米。

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  rs232的特点:

  (1)接口的信号电平值较高,易损坏接口电路的芯片,又因为与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。

  (2)传输速率较低,在异步传输时,波特率为20Kbps;因此在CPLD开发板中,综合程序波特率只能采用19200,也是这个原因。

  (3)接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式,这种共地传输容易产生共模干扰,所以抗噪声干扰性弱。

  (4)传输距离有限,最大传输距离标准值为50英尺,实际上也只能用在15米左右。

  传输电缆:

  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,驱动器允许有2500pF的电容负载,通信距离将受此电容限制。

  例如,采用150pF/m的通信电缆时,最大通信距离为15m;若每米电缆的电容量减小,通信距离可以增加。传输距离短的另一原因是RS-232属单端信号传送,存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题,因此一般用于20m以内的通信。

  由RS-232C标准规定在码元畸变小于4%的情况下,传输电缆长度应为50英尺,其实这个4%的码元畸变是很保守的,在实际应用中,约有99%的用户是按码元畸变10-20%的范围工作的,所以实际使用中最大距离会远超过50英尺,美国DEC公司曾规定允许码元畸变为10%而得出下面实验结果。其中1号电缆为屏蔽电缆,型号为DECP.NO.9107723内有三对双绞线,每对由22#AWG组成,其外覆以屏蔽网。2号电缆为不带屏蔽的电缆。型号为DECP.NO.9105856-04是22#AWG的四芯电缆。

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  链路层:

  在RS-232标准中,字符是以一系列位元来一个接一个的传输。最常用的编码格式是异步起停asynchronousstart-stop格式,它使用一个起始位后面紧跟7或8个数据比特,这个可能是奇偶位,然后是两个停止位。所以发送一个字符需要10比特,带来的一个好的效果是使全部的传输速率,发送信号的速率以10划分。

  串行通信在软件设置里需要做多项设置,最常见的设置包括波特率、奇偶校验和停止位。波特率是指从一设备发到另一设备的波特率,即每秒钟多少比特bitspersecond(bit/s)。典型的波特率是300、1200、2400、9600、19200等bit/s。一般通信两端设备都要设为相同的波特率,但有些设备也可以设置为自动检测波特率。

  奇偶校验Parity是用来验证数据的正确性。奇偶校验一般不用,如果使用,那么既可以做奇校验也可以做偶校验。奇偶校验是通过修改每一发送字节(也可以限制发送的字节)来工作的。如果不作奇偶校验,那么数据是不会被改变的。在偶校验中,因为奇偶校验位会被相应的置1或0(一般是最高位或最低位),所以数据会被改变以使得所有传送的数位(含字符的各数位和校验位)中“1”的个数为偶数;在奇校验中,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。奇偶校验可以用于接受方检查传输是否发送生错误——如果某一字节中“1”的个数发生了错误,那么这个字节在传输中一定有错误发生。如果奇偶校验是正确的,那么要么没有发生错误要么发生了偶数个的错误。

  停止位是在每个字节传输之后发送的,它用来帮助接受信号方硬件重同步。

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  在串行通信软件设置中D/P/S是常规的符号表示。8/N/1(非常普遍)表明8bit数据,没有奇偶校验,1bit停止位。数据位可以设置为7、8或者9,奇偶校验位可以设置为无(N)、奇(O)或者偶(E),奇偶校验位可以使用数据中的比特位,所以8/E/1就表示一共8位数据位,其中一位用来做奇偶校验位。停止位可以是1、1.5或者2位的(1.5是用在波特率为60wpm的电传打字机上的)。

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