串口通信简介

摘要:本章主要介绍串口通信

1. 串口通信

主要包括物理层和协议层

物理层:规定通讯系统中具有 机械、电子功能部分的特性,确保原始数据在物理媒体的传输。简单的说就是硬件部分。

协议层:协议层主要规定通讯逻辑, 统一收发双方的数据打包、解包标准。简单的说就是软件部分。

2. RS232 介绍

2.1 物理层

TTL电平,是芯片直接输出的电平,一般是3.3V~5V。

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在最初的应用中,RS-232 串口标准常用于计算机、路由与调制调解器(MODEN,俗称 “猫”)之间的通讯 ,在这种通讯系统中,设备被分为数据终端设备 DTE(计算机、路由)和 数据通讯设备 DCE(调制调解器)。

在目前的其它工业控制使用的串口通讯中,一般只使用 RXD、TXD 以及 GND 三条信 号线,直接传输数据信号,而 RTS、CTS、DSR、DTR 及 DCD 信号都被裁剪掉了。

2.2 协议层

在 串口通讯的协议层中,规定了数据包的内容,它由起始位、主体数据、校验位以及停止位 组成,通讯双方的数据包格式要约定一致才能正常收发数据。

2.2.1 波特率

即每秒传输的码元个数,常见的波特率为 4800、9600、115200 等

2.2.2 起始位和停止位

串口通讯的一个数据包从起始信号开始,直到停止信号结束。数据包的起始信号由一 个逻辑 0 的数据位表示,而数据包的停止信号可由 0.5、1、1.5 或 2 个逻辑 1 的数据位表示, 只要双方约定一致即可。

2.2.3 有效数据

在数据包的起始位之后紧接着的就是要传输的主体数据内容,也称为有效数据,有效 数据的长度常被约定为 5、6、7 或 8 位长

2.2.4 校验位

在有效数据之后,有一个可选的数据校验位。由于数据通信相对更容易受到外部干扰 导致传输数据出现偏差,可以在传输过程加上校验位来解决这个问题。校验方法有奇校验 (odd)、偶校验(even)、0 校验(space)、1 校验(mark)以及无校验(noparity)。 奇校验要求有效数据和校验位中“1”的个数为奇数,比如一个 8 位长的有效数据为: 01101001,此时总共有 4 个“1”,为达到奇校验效果,校验位为“1”,最后传输的数据 将是 8 位的有效数据加上 1 位的校验位总共 9 位。 偶校验与奇校验要求刚好相反,要求帧数据和校验位中“1”的个数为偶数,比如数据 帧:11001010,此时数据帧“1”的个数为 4 个,所以偶校验位为“0”。 0 校验是不管有效数据中的内容是什么,校验位总为“0”,1 校验是校验位总为“1”。

RS232 如果需要和控制器通信,需要经过电源转换芯片,转换为TTL电平才行。常见的电源转换芯片有CH340, PL2302,CP2102, FT232等。

原生的串口到串口,直接连接就可以通信。

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