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串行通信的基礎(chǔ)知識(shí)- RS-232C / RS-422A / 485

串行通信的基礎(chǔ)知識(shí)- RS-232C / RS-422A / 485

Contents

什么是串行通信?                 串行通信的規(guī)格                          信號(hào)配置與連接器

連接方法                              半雙工通信與全雙工通信             非同步通信與同步通信

什么是串行通信?

使用1根或2根收發(fā)數(shù)據(jù)的傳輸線路,一位接一位地連續(xù)收發(fā)數(shù)據(jù)的通信方式。由于能夠以少的信號(hào)線連接,故具有抑制線材、中轉(zhuǎn)裝置的成本等的好處。

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串行通信的規(guī)格

RS-232C、RS-422A、RS-485是EIA(Electronic Industries Association:美國電子工業(yè)協(xié)會(huì))的通信規(guī)格。其中,在通信規(guī)格中,無論何種用途,RS-232C都是普及得最廣的,在計(jì)算機(jī)上也屬于標(biāo)準(zhǔn)配置,常被用于連接調(diào)制解調(diào)器、鼠標(biāo)。在傳感器、調(diào)節(jié)器中,也有許多配置這些接口且可通過通信控制的產(chǎn)品。

RS-232C

在計(jì)算機(jī)上標(biāo)準(zhǔn)配置等,應(yīng)用最廣泛的串行通信規(guī)格。也叫“EIA-232”。除了規(guī)定各信號(hào)線的目的、時(shí)機(jī)外,還規(guī)定了連接器(D-SUB 25芯或者D-SUB 9芯)。目前正通過添加信號(hào)線等修訂規(guī)格,正式名稱為“ANSI/EIA-232-E”。然而,現(xiàn)在依然一般叫做“RS-232C”。

RS-232C通信產(chǎn)品一覽

RS-422A

RS-232C具有傳輸距離短,傳輸速度慢等缺點(diǎn),RS-422A是改良這些缺點(diǎn)形成的規(guī)格。也叫“EIA-422A”。雖然規(guī)定了各信號(hào)線的目的、時(shí)機(jī),但沒有規(guī)定連接器。眾多支持EIA-422A的產(chǎn)品主要采用D-SUB 25芯或者D-SUB 9芯。

RS-422A/485通信產(chǎn)品一覽

RS-485

這是改良RS-422A連接數(shù)量少的缺點(diǎn)而形成的規(guī)格。也叫“EIA-485”。RS-485是相對(duì)RS-422A向上兼容的規(guī)格。雖然規(guī)定了各信號(hào)線的目的、時(shí)機(jī),但沒有規(guī)定連接器。眾多支持EIA-422A的產(chǎn)品主要采用D-SUB 25芯或者D-SUB 9芯。

RS-422A/485通信產(chǎn)品一覽

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信號(hào)配置與連接器

RS-232C 也規(guī)定了使用的連接器、信號(hào)配置,實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。右表說明了D-SUB9芯的信號(hào)配置和信號(hào)線。

》有關(guān)各種線纜和連接器的一覽,請(qǐng)點(diǎn)擊這里

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連接方法

由于RS-232C頒布了連接器、信號(hào)配置的規(guī)格,市面上有眾多符合規(guī)格的線纜出售。但是,裝置有以下幾種,需要根據(jù)連接的裝置區(qū)別使用直連線纜和交叉(反轉(zhuǎn))線纜。

裝置的種類

DCE

Data Communication Equipment(數(shù)據(jù)通信裝置)。是指調(diào)制解調(diào)器、打印機(jī)、繪圖機(jī)那樣的被動(dòng)工作的裝置。

DTE

Data Terminal Equipment(終端裝置)。是指計(jì)算機(jī)那樣的主動(dòng)工作的裝置。

交叉線纜連接⑴

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交叉線纜連接⑵

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直連線纜連接

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》有關(guān)交叉線纜、直連線纜一覽表,請(qǐng)點(diǎn)擊這里

    RS-232C 通信產(chǎn)品一覽                RS-422A/485 通信產(chǎn)品一覽

半雙工通信與全雙工通信

全雙工通信

發(fā)送和接收有各自的傳輸路線,能夠同時(shí)進(jìn)行收發(fā)的方式。

半雙工通信

使用1條傳輸線路,切換發(fā)送和接收進(jìn)行通信的方式。因此,不能同時(shí)通信。

非同步通信與同步通信

由于串行通信使用1根信號(hào)線,一位接一位地發(fā)送數(shù)據(jù),因此接收端要正確接收數(shù)據(jù),必須把握發(fā)送端以多大的速度一位接一位地發(fā)送。RS-232C規(guī)定的通信方式有“同步通信”和“非同步(異步)通信”規(guī)格。在計(jì)測和控制上使用的外圍設(shè)備一般使用前述全雙工通信和非同步通信。

同步通信

與對(duì)方裝置發(fā)送的時(shí)鐘或者己方發(fā)生的時(shí)鐘同步,收發(fā)數(shù)據(jù)的方式。依據(jù)發(fā)送端為每位數(shù)據(jù)附加的同步信號(hào),進(jìn)行通信。雖然數(shù)據(jù)傳輸效率高,但缺點(diǎn)是通信步驟復(fù)雜。

非同步通信 異步通信

與彼此與己方發(fā)生的時(shí)鐘同步,收發(fā)數(shù)據(jù)的方式。如果傳輸速度的設(shè)置不一致,就不能正常通信。也就是說,無論發(fā)送端還是接收端,都要首先決定一秒傳輸幾位數(shù)據(jù),分別產(chǎn)生頻率與該通信速度相符的同步信號(hào)。 由于非同步通信在1根數(shù)據(jù)線上一位接一位地收發(fā)數(shù)據(jù),如果不首先設(shè)置彼此的通信條件,就不能正常通行。讓計(jì)算機(jī)(控制器)端結(jié)合外圍設(shè)備端設(shè)置是通常的設(shè)置方法。

通信速度

指定一秒發(fā)送幾位。單位為bps(bit Per Second),從300、600、1200、2400、4800、9600、19200等中選擇。使設(shè)置與時(shí)機(jī)匹配,這樣數(shù)據(jù)的分隔一致,就能夠正常收發(fā)數(shù)據(jù)。為此,為1個(gè)數(shù)據(jù)(1個(gè)字節(jié))附加起始位,取得正確的時(shí)機(jī)。

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結(jié)束位長度

設(shè)置表示數(shù)據(jù)終止的位的長度。通常從1位、1.5位、2位中選擇。起始位被固定為1位,不用設(shè)置。

數(shù)據(jù)位長度

指定一個(gè)數(shù)據(jù)由幾位構(gòu)成。雖然長度因使用的設(shè)備而異,但通常英文字母和數(shù)字符號(hào)指定7位,1個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)指定8位。

奇偶校驗(yàn)的設(shè)置

這是檢查數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的功能,從“偶校驗(yàn)(EVEN)”、“奇校驗(yàn)(ODD)”、“無奇偶校驗(yàn)(NONE)”中選擇。

奇偶校驗(yàn)的詳細(xì)情況

由發(fā)送端為數(shù)據(jù)附加“1”或者“0”的奇偶校驗(yàn)位,若是EVEN將“1”湊成偶數(shù)個(gè)發(fā)送,若是ODD將“1”湊成奇數(shù)個(gè)發(fā)送。對(duì)于采用EVEN的,接收端檢查數(shù)據(jù)位中的“1”的個(gè)數(shù)是不是偶數(shù);對(duì)于采用ODD的,接收端檢查數(shù)據(jù)位中的“1”的個(gè)數(shù)是不是奇數(shù),以此判斷數(shù)據(jù)是否正常。

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握手信號(hào)(流量控制)

在設(shè)備之間收發(fā)數(shù)據(jù)時(shí),如果接收端不處于接收狀態(tài),發(fā)送數(shù)據(jù)可能會(huì)丟失,為此,在通信中確認(rèn)彼此的狀態(tài)很重要。握手信號(hào)(流量控制)是確保通信可靠性的功能,由發(fā)送端向接收端發(fā)送“數(shù)據(jù)發(fā)送中”的信號(hào),接收端接收該信號(hào),從信號(hào)線上讀入數(shù)據(jù)。并向發(fā)送端返回“已接收數(shù)據(jù)”的信號(hào)。也就是說,能夠一邊確認(rèn)彼此的數(shù)據(jù)收發(fā)狀態(tài),一邊傳輸數(shù)據(jù)。

軟件握手信號(hào)(XON/XOFF流量控制)

如果接收端的接收緩沖區(qū)剩余空間已不多,向發(fā)送端發(fā)送“XOFF代碼”,請(qǐng)求臨時(shí)中斷發(fā)送。在剩余空間足夠時(shí),發(fā)送“XON代碼”,向發(fā)送端請(qǐng)求繼續(xù)發(fā)送的控制方法。

硬件握手信號(hào)

不發(fā)送軟件流量控制的XON/XOFF代碼,而自動(dòng)地接通/斷開控制線路(RTS或者DTR)。需要分別將RTS信號(hào)與CTS信號(hào)或者DTR信號(hào)與DSR信號(hào)互相連接起來。

>有關(guān)Windows 的編程方法,請(qǐng)點(diǎn)擊這里

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>基礎(chǔ)知識(shí)與術(shù)語說明

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