异步串口（1）

1.定义

串行接口简称串口，也称串行通信接口（通常指COM接口），是采用串行通信方式的扩展接口。

串行接口Serial Interface是指数据一位一位地顺序传送，其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信，并可以利用电话线，从而大大降低了成本，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢。一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式称为串行通讯。串行通讯的特点是：数据位传送，传按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成；成本低但传送速度慢。串行通讯的距离可以从几米到几千米；根据信息的传送方向，串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。

2.分类

串行接口按电气标准及协议来分包括RS-232-C、RS-422、RS485等。RS-232-C、RS-422与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定，不涉及接插件、电缆或协议。

   RS-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯。由于其发送电平与接收电平的差仅为2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，其传送距离最大为约15米，最高速率为20kb/s。RS-232是为点对点（即只用一对收、发设备）通讯而设计的，其驱动器负载为3～7kΩ。所以RS-232适合本地设备之间的通信。

  RS-422由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力，故允许在相同传输线上连接多个接收节点，最多可接10个节点。即一个主设备（Master），其余为从设备（Slave），从设备之间不能通信，所以RS-422支持点对多的双向通信。接收器输入阻抗为4k，故发端最大负载能力是10×4k+100Ω（终接电阻）。RS-422四线接口由于采用单独的发送和接收通道，因此不必控制数据方向，各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一对单独的双绞线）实现。　　RS-422的最大传输距离为1219米，最大传输速率为10Mb/s。其平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能达到最大传输距离。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长的双绞线上所能获得的最大传输速率仅为1Mb/s。

  RS-485与RS-422的不同还在于其共模输出电压是不同的，RS-485是-7V至+12V之间，而RS-422在-7V至+7V之间，RS-485接收器最小输入阻抗为12kΩ、RS-422是4kΩ；增加了设备的个数（从10个增加到32个）由于RS-485满足所有RS-422的规范，所以RS-485的驱动器可以用在RS-422网络中应用。　　RS-485与RS-422一样，其最大传输距离约为1219米，最大传输速率为10Mb/s。平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能使用规定最长的电缆长度。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长双绞线最大传输速率仅为1Mb/s

3.、

目前较为常用的串口有9针串口（DB9）和25针串口（DB25），通信距离较近时(<12m)，可以用电缆线直接连接标准RS232端口(RS422,RS485较远)，若距离较远，需附加调制解调器（MODEM）或其他相关设备。（25针实际上只用到了9针，IBM改进改成9针）

4.接法

RS-232C最初定义了数据终端设备（DTE）和数据通信设备（DCE），这两种设备的接口是配对链接的，因此引脚的定义也是配对的。例如：RXD要与TXD信号链接；RTS要与CTS信号链接；DSR与DTR信号链接。

不同的硬件设计师在设计硬件时选择不同的定义和接口方式，这就给串行设备之间的链接带来了很大的麻烦（有的是阳口，有的是阴口）

这就需要6种不同的连线来满足不同的情况（线的两端，串口的接口分阴阳）

两端都为阳性插座的直连电路。

两端都为阴性插座的直连电路。

两端都为阳性插座的交叉电路。

两端都为阴性插座的交叉电路。

一端为阳性插座，一端为阴性插座的直连电路

一端为阳性插座，一端为阴性插座的交叉电路

（直连为在接口与硬件连线处进行交叉）

一般的标准是：所有的板极串口（从处理器的PCB板上引出的）都按照PC端标准，使用DB9阳性插座。这样设备与设备之间之需要一种电缆，即两端为阴性插座的交叉电缆。

5.串口通信中的流控制

这里讲到的“流”，当然指的是数据流。数据在两个串口之间传输时，常常会出现丢失数据的现象，或者两台计算机的处理速度不同，如台式机与单片机之间的通讯，接收端数据缓冲区已满，则此时继续发送来的数据就会丢失。现在我们在网络上通过modem进行数据传输，这个问题就尤为突出。流控制能解决这个问题，当接收端数据处理不过来时，就发出“不再接收”的信号，发送端就停止发送，直到收到“可以继续发送”的信号再发送数据。因此流控制可以控制数据传输的进程，防止数据的丢失。 pc机中常用的两种流控制是硬件流控制（包括rts/cts、dtr/dsr等）和软件流控制xon/xoff（继续/停止），下面分别说明。

硬件流控制

硬件流控制必须将相应的电缆线连上，用rts/cts（请求发送/清除发送）流控制时，应将通讯两端的rts、cts线对应相连.
我们在编程时根据接收端缓冲区大小设置一个高位标志（可为缓冲区大小的75％）和一个低位标志（可为缓冲区大小的25％），当缓冲区内数据量达到高位时，我们在接收端将rts(接受端口的RTS对于发送端为CTS)CTS线置低电平（送逻辑0），当发送端的程序检测到cts为低后，就停止发送数据，直到接收端缓冲区的数据量低于低位而将cts置高电平。rts则用来标明接收设备有没有准备好接收数据。

软件流控制

由于电缆线的限制，我们在普通的控制通讯中一般不用硬件流控制，而用软件流控制。一般通过xon/xoff来实现软件流控制。常用方法是：当接收端的输入缓冲区内数据量超过设定的高位时，就向数据发送端发出xoff字符（十进制的19或control-s，设备编程说明书应该有详细阐述），发送端收到 xoff字符后就立即停止发送数据；当接收端的输入缓冲区内数据量低于设定的低位时，就向数据发送端发出xon字符（十进制的17或control- q），发送端收到xon字符后就立即开始发送数据。一般可以从设备配套源程序中找到发送的是什么字符。
应该注意，若传输的是二进制数据，标志字符也有可能在数据流中出现而引起误操作，这是软件流控制的缺陷，而硬件流控制不会有这个问题。

现在的计算机传输速度相当快，异步串口的速度很慢，所以很多时候，不需要流控制串口也能正常工作。

3线串口(兼容硬件流控制标准)在将DTR输出链接到RI上就完美了