硬件:RS232基礎知識筆記

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個人計算機上的通訊接口之一,由電子工業協會(ElectronicIndustriesAssociation,EIA)所制定的異步傳輸標準接口。通常RS-232接口以9個引腳(DB-9)或是25個引腳(DB-25)的型態出現,一般個人計算機上會有兩組RS-232接口,分別稱為COM1和COM2。

  在多數情況下主要使用主通道,對于一般雙工通信,僅需幾條信號線就可實現,如一條發送線、一條接收線及一條地線。

  RS-232-C標準規定的數據傳輸速率為50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400波特。RS-232-C標準規定,驅動器允許有2500pF的電容負載,通信距離將受此電容限制,例如,采用150pF/m的通信電纜時,最大通信距離為15m;若每米電纜的電容量減小,通信距離可以增加。傳輸距離短的另一原因是RS-232屬單端信號傳送,存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問題,因此一般用于20m以內的通信。具體通訊距離還與通信速率有關,例如,在9600pbs時,普通雙絞屏蔽線時,距離可達30-35米。

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  rs232的特點:

  (1)接口的信號電平值較高,易損壞接口電路的芯片,又因為與TTL電平不兼容故需使用電平轉換電路方能與TTL電路連接。

  (2)傳輸速率較低,在異步傳輸時,波特率為20Kbps;因此在CPLD開發板中,綜合程序波特率只能采用19200,也是這個原因。

  (3)接口使用一根信號線和一根信號返回線而構成共地的傳輸形式,這種共地傳輸容易產生共模干擾,所以抗噪聲干擾性弱。

  (4)傳輸距離有限,最大傳輸距離標準值為50英尺,實際上也只能用在15米左右。

  傳輸電纜:

  RS-232-C標準規定的數據傳輸速率為每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特,驅動器允許有2500pF的電容負載,通信距離將受此電容限制。

  例如,采用150pF/m的通信電纜時,最大通信距離為15m;若每米電纜的電容量減小,通信距離可以增加。傳輸距離短的另一原因是RS-232屬單端信號傳送,存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問題,因此一般用于20m以內的通信。

  由RS-232C標準規定在碼元畸變小于4%的情況下,傳輸電纜長度應為50英尺,其實這個4%的碼元畸變是很保守的,在實際應用中,約有99%的用戶是按碼元畸變10-20%的范圍工作的,所以實際使用中最大距離會遠超過50英尺,美國DEC公司曾規定允許碼元畸變為10%而得出下面實驗結果。其中1號電纜為屏蔽電纜,型號為DECP.NO.9107723內有三對雙絞線,每對由22#AWG組成,其外覆以屏蔽網。2號電纜為不帶屏蔽的電纜。型號為DECP.NO.9105856-04是22#AWG的四芯電纜。

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  鏈路層:

  在RS-232標準中,字符是以一系列位元來一個接一個的傳輸。最常用的編碼格式是異步起停asynchronousstart-stop格式,它使用一個起始位后面緊跟7或8個數據比特,這個可能是奇偶位,然后是兩個停止位。所以發送一個字符需要10比特,帶來的一個好的效果是使全部的傳輸速率,發送信號的速率以10劃分。

  串行通信在軟件設置里需要做多項設置,最常見的設置包括波特率、奇偶校驗和停止位。波特率是指從一設備發到另一設備的波特率,即每秒鐘多少比特bitspersecond(bit/s)。典型的波特率是300、1200、2400、9600、19200等bit/s。一般通信兩端設備都要設為相同的波特率,但有些設備也可以設置為自動檢測波特率。

  奇偶校驗Parity是用來驗證數據的正確性。奇偶校驗一般不用,如果使用,那么既可以做奇校驗也可以做偶校驗。奇偶校驗是通過修改每一發送字節(也可以限制發送的字節)來工作的。如果不作奇偶校驗,那么數據是不會被改變的。在偶校驗中,因為奇偶校驗位會被相應的置1或0(一般是最高位或最低位),所以數據會被改變以使得所有傳送的數位(含字符的各數位和校驗位)中“1”的個數為偶數;在奇校驗中,所有傳送的數位(含字符的各數位和校驗位)中“1”的個數為奇數。奇偶校驗可以用于接受方檢查傳輸是否發送生錯誤——如果某一字節中“1”的個數發生了錯誤,那么這個字節在傳輸中一定有錯誤發生。如果奇偶校驗是正確的,那么要么沒有發生錯誤要么發生了偶數個的錯誤。

  停止位是在每個字節傳輸之后發送的,它用來幫助接受信號方硬件重同步。

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  在串行通信軟件設置中D/P/S是常規的符號表示。8/N/1(非常普遍)表明8bit數據,沒有奇偶校驗,1bit停止位。數據位可以設置為7、8或者9,奇偶校驗位可以設置為無(N)、奇(O)或者偶(E),奇偶校驗位可以使用數據中的比特位,所以8/E/1就表示一共8位數據位,其中一位用來做奇偶校驗位。停止位可以是1、1.5或者2位的(1.5是用在波特率為60wpm的電傳打字機上的)。

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