工業(yè)RS-232接口總線(xiàn)原理與應用方案

　　RS-232接口符合美國電子工業(yè)聯(lián)盟（EIA）制定的串行數據通信的接口標準，原始編號全稱(chēng)是EIA-RS-232（簡(jiǎn)稱(chēng)232，RS232）。它被廣泛用于計算機串行接口外設連接。

　　RS-232是現在主流的串行通信接口之一。由于RS232接口標準出現較早，難免有不足之處，主要有以下四點(diǎn)：

　?。?）接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片。RS232接口任何一條信號線(xiàn)的電壓均為負邏輯關(guān)系。即：邏輯“1”為-3- -15V;邏輯“0”：+3- +15V ，噪聲容限為2V。即要求接收器能識別高于+3V的信號作為邏輯“0”，低于-3V的信號作為邏輯“1”，TTL電平為5V為邏輯正，0為邏輯負 。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。

　?。?）傳輸速率較低，在異步傳輸時(shí)，波特率為20Kbps

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

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

　　串口232有兩種，第一種：DB9；第二種：DB25；下面分別介紹。

　　DB9接口接線(xiàn)說(shuō)明：

　　1 DCD 載波檢測

　　2 RXD 接收數據

　　3 TXD 發(fā)送數據

　　4 DTR 數據終端準備好

　　5 SGND信號地線(xiàn)

　　6 DSR數據準備好

　　7 RTS 請求發(fā)送

　　8 CTS 清除發(fā)送

　　9 RI 振鈴提示

　　DB25接口接線(xiàn)說(shuō)明：

　　1 屏蔽地線(xiàn)

　　2 TXD 發(fā)送數據

　　3 RXD 接收數據

　　4 RTS 請求發(fā)送

　　5 CTS 允許發(fā)送

　　6 DSR 數據準備好

　　7 SG 信號地

　　8 DCD 載波檢測

　　9 發(fā)送返回（+）

　　10 未定義

　　11 數據發(fā)送（-）

　　12~17 未定義

　　18 數據接收（+）

　　19 未定義

　　20 數據終端準備好 DTR

　　21 未定義

　　22 振鈴 RI

　　23~24 未定義

　　25 接收返回

　　實(shí)際應用中使用最多的是DB9接口，如果遇到DB25接口后可以通過(guò)更改接線(xiàn)方法來(lái)轉換。DB25轉DB9的接線(xiàn)方法。

　　在RS-232標準中，字符是以一串行的比特串來(lái)一個(gè)接一個(gè)的串行（serial）方式傳輸，優(yōu)點(diǎn)是傳輸線(xiàn)少，配線(xiàn)簡(jiǎn)單，傳送距離可以較遠。最常用的編碼格式是異步起停（asynchronous start-stop）格式，它使用一個(gè)起始比特后面緊跟7或8 個(gè)數據比特（bit），然后是可選的奇偶校驗比特，最后是一或兩個(gè)停止比特。所以發(fā)送一個(gè)字符至少需要10比特，帶來(lái)的一個(gè)好的效果是使全部的傳輸速率，發(fā)送信號的速率以10劃分。一個(gè)最平常的代替異步起停方式的是使用高級數據鏈路控制協(xié)議（HDLC）。

　　在RS-232標準中定義了邏輯1和邏輯0電壓級數，以及標準的傳輸速率和連接器類(lèi)型。信號大小在正的和負的3-15v之間。RS-232規定接近0的電平是無(wú)效的，邏輯1規定為負電平，有效負電平的信號狀態(tài)稱(chēng)為傳號marking，它的功能意義為OFF，邏輯0規定為正電平，有效正電平的信號狀態(tài)稱(chēng)為空號spacing，它的功能意義為ON。根據設備供電電源的不同，±5、±10、±12和±15這樣的電平都是可能的。

　　RS-232設計之初是用來(lái)連接調制解調器做傳輸之用，也因此它的腳位意義通常也和調制解調器傳輸有關(guān)。RS-232的設備可以分為數據終端設備（DTE，Data Terminal Equipment， For example， PC）和數據通信設備（DCE，Data CommunicaTIon Equipment）兩類(lèi)，這種分類(lèi)定義了不同的線(xiàn)路用來(lái)發(fā)送和接受信號。一般來(lái)說(shuō)，計算機和終端設備有DTE連接器，調制解調器和打印機有DCE連接器。但是這么說(shuō)并不是總是嚴格正確的，用配線(xiàn)分接器測試連接，或者用試誤法來(lái)判斷電纜是否工作，常常需要參考相關(guān)的文件說(shuō)明。

　　串行通信在軟件設置里需要做多項設置，最常見(jiàn)的設置包括波特率（Baud Rate）、奇偶校驗（Parity Check）和停止位（Stop Bit）。

　　波特率（又稱(chēng)鮑率）：是指從一設備發(fā)到另一設備的波特率，即每秒鐘多少比特bits per second （bit/s）。典型的波特率是300， 1200， 2400， 9600， 15200， 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(dòng)檢測波特率。

　　奇偶校驗（Parity：是用來(lái)驗證數據的正確性。奇偶校驗一般不使用，如果使用，那么既可以做奇校驗（Odd Parity）也可以做偶校驗（Even Parity）。奇偶校驗是通過(guò)修改每一發(fā)送字節（也可以限制發(fā)送的字節）來(lái)工作的。如果不作奇偶校驗，那么數據是不會(huì )被改變的。在偶校驗中，因為奇偶校驗位會(huì )被相應的置1或0（一般是最高位或最低位），所以數據會(huì )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(gè)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(gè)數為奇數。奇偶校驗可以用于接受方檢查傳輸是否發(fā)送生錯誤--如果某一字節中“1”的個(gè)數發(fā)生了錯誤，那么這個(gè)字節在傳輸中一定有錯誤發(fā)生。如果奇偶校驗是正確的，那么要么沒(méi)有發(fā)生錯誤要么發(fā)生了偶數個(gè)的錯誤。如果用戶(hù)選擇數據長(cháng)度為8位，則因為沒(méi)有多余的比特可被用來(lái)作為同比特，因此就叫做“無(wú)位元（Non Parity）”。

　　停止位：是在每個(gè)字節傳輸之后發(fā)送的，它用來(lái)幫助接受信號方硬件重同步。

　　RS232讀寫(xiě)時(shí)序圖：

　　下面列舉一下編程實(shí)例。因為RS232編程使用51單片機的歷程太多了，所以我給大家分享一個(gè)由DSP編寫(xiě)的RS232通信例程。DSP由于庫文件和頭文件比較大，所以我只是把通信部分程序分享出來(lái)。如果需要完整項目，可以發(fā)送信息到公眾號里。我們看到后會(huì )盡快回復并發(fā)送到你的郵箱里。

　　程序簡(jiǎn)要說(shuō)明：開(kāi)發(fā)環(huán)境CCS4.2，芯片TMS320F2812，模式：中斷方式讀寫(xiě)

　　使用模塊：SCIA模塊

　　DSP串口通信與單片機串口通信是有很大區別的，但是基本的通信流程相同。首先是配置GPIO（因模式較多所以需要配置，普通單片機不需要配置），配置完成后是通信參數設置，參數設置完成后就可以利用中斷來(lái)發(fā)送和接收了。（發(fā)送也可以不使用中斷，我只是寫(xiě)了一個(gè)歷程，實(shí)際使用中要根據功能來(lái)寫(xiě)，我寫(xiě)的發(fā)送是一直在發(fā)數據），下面是程序。