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RS232 学习笔记

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什么是RS232

RS232 是美国电子工业联盟 指定的串行通信的接口标准。

原始编号全称是EIA-RS-232(简称232，RS232)。他被广泛用于计算机串行接口外设连接。

RS232 标准的全称是EIA-RS-232C标准，其中EIA代表美国电子工业联盟，RS（Rrcommand Standard）代表推荐标准，232是标识号，C代表232的第三次修改。

RS232的传输方式

在rs232标准中，字符是以一串行的比特串来一个接一个断点以串列（serial）的方式传输的（所以又叫串口）。

  • 优点
    传输线少，配线简单，发送距离可以较远

最常见的编码格式是异步起停(Asynchronous Start-stop)格式，它使用一个起始比特后面紧跟7个或8个数据比特（bit），然后是奇偶校验比特，最后是一个或两个停止比特。所以发送一个字符至少需要10比特，带来的效果是使全部的传输速率，发送信号的速率以10划分。

一个最平常的代替异步起停的方式是使用高级数据链路控制协议（HDLC）。

RS232在设计之初就是用来连接调制解调器做传输之用的，也因此它的脚位意义通常和调制解调器传输有关。

RS232的分类

根据不同的线路用来发送和接受信号的不同，妇女为

数据终端设备：DTE（Data Terminal Equipment）

计算和终端设备有DTE连接器

数据通信设备:DCE:Data Communication Equipment

调制解调器和打印机有DCE连接器

不是很准确， 但是可以大概分为这两类

常见的管脚接口和脚位的意义

发展

RS232接口标准指定了20个不同的信号连接，最初使用的是25个D-sub(微型D类)管脚构成的DB-25连接器，但很多设备只是用了其中的一小部分管脚，出于节省资金和空间的考虑，不少机器采用较小的连机器，特别是9管脚的D-sub或者是DB-9型连接器被广泛使用在绝大多数字IBM的AT机之后的PC和其他设备上。

下图为近几年常见的RJ-45接口的DB-9 console 接口的console线：

RJ-45接口和DB-9 Console 及DB-9 Modem接口的对应关系

RJ-45 信号 数据流向 DB9(MODEM) DB9(CONSOLE)
1 RTS → 7 8
2 DTR → 4 6
3 TXD → 3 2
4 DCD ← 1 5
5 GND - 5 5
6 RXD ← 2 3
7 DSR ← 6 4
8 CTS ← 8 7
  • TXD：发送数据
  • RXD：接受数据
  • DTR：数据终端准备
  • DSR：数据准备好
  • RTS：请求发送
  • CTS：清除发送
  • DCD：数据载波检测

9针串口

下图为9针串口指示图：

各脚位的意义

脚位(Pin) 简写 意义 说明
1 CD Carrier Detect 调制解调器通知电脑有载波被检测到2
2 RXD Receiver 接受数据
3 TXD Transmit 发送数据
4 DTR Data Terminal Ready 电脑告诉调制解调器可以进行数据传播
5 GND Ground 底线
6 DSR Data Set Ready 调制解调器告诉电脑一切准备就绪
7 RTS Request To Send 电脑要求调制解调器将数据提交
8 CTS Clear To Send 调制解调器通知电脑可以传数据过来
9 RI Ring Indicator 调制解调器通知电脑又电话进来

常见的串口设置

最常见的设置包括波特率（Baud Rate），数据位（Data bits）,奇偶校验（Parity Check）和停止位（Stop bits）；

Mac下SecureCRT的串口设置界面（只有Mac）：

波特率（Bps）

这是一个衡量通信速度的参数

它表示每秒传送的比特的个数。例如：300波特表示每秒发送300个bit。当我们提到时钟周期时候，就是指波特率。例如：如果协议需要4800波特率，那么时钟是4800Hz。这意味着串口通信在数据线行的采样率为4800H在。通常电话线的波特率为14400bit/s,28800bit/s和36600bits/s。波特率可以源大于这些值，但是波特率和距离成反比。高波特率通常用于放置的很近的仪器间的通信，典型的例子就是GPIB设备的通信。

数据位（Data Bits）

这是衡量通信中数据位的参数

当计算机发送一个信息包时，实际的数据不会是8位的，标准的值是5位，7位和8位。如何设置取决于你想传送的信息。
例如，标准的ASCII码是0~127位（7位），扩展的ASCII码是0~255位（8位）。如何数据使用简单的文本（标准ascii）码，那么每个数据包使用7位数据。每个包是指一个字节，包括开始/停止位，数据位和奇偶校验位。实际数据位取决于通信协议的选取。

奇偶校验（Parity）

用来验证数据的正确性

奇偶校验一般不使用，如果使用，那么既可以做奇校验(Odd Parity)也可以做偶校验（Even Parity）。奇偶校验是通过修改每一发送的字节（也可以限制发送的字节）来工作的。如果不做奇偶校验，那么数据是不会改变的。在偶校验中，因为奇偶校验为会被响应的置1或0（一般是最高位或最低位），所以数据数据会被改变，使得所有的传送的位数（含字符的各位数和校验位）中“1”的个数为偶数；在奇校验中，所有的传送的位数（含字符的各位数和校验位）中“1”的个数为奇数。

奇偶校验可以用于接收方检查传输是否发生错误：如果某一个字节汇中“1”的个数发生了错误，那么这个字节在传输中一定有错误发生。

如果选择的数据长度是8位，这个时候就没有多余的比特用来做校验了，此时只能选非奇偶校验了。

停止位（Stop Bits）

用于表示单个包的最后一位

典型的值为1位，1.5位和2位。由于数据线是在传输线上定时的，并且每一个设备都有自己的时钟，所有很有可能在通信中两台设备出现小小的不同步。因此停止位不仅仅表示传输的结束，并且提供计算机校正时钟同步的机会。

适用于停止位的位数越多，不同时钟同步的容忍程度越大，数据传输速率也就越慢。

串口的通常都是8/N/1，也就是8位数据，无校验，停止位1。

在串行通信软件设置中，D/P/S是常规的符号标号。

其中，数据为可以设置为5位，6位，7位或者8位，奇偶可以设置无，奇，偶，而且如果有奇偶校验的话是要占压数据位的。

流量控制

当需要发送握手信号或数据完整性检测时需要指定其他设置

公用的组合有RTS/CTS,DTR/DSR或者XON/XOFF.

接收方吧XON/XOFF信号发给发送方来控制发送方何时发送数据，这些信号是与发送数据的传输方向相反的。XON信号告诉发送方接受方准备好接收更多的数据，XOFF信号告诉发送方停止发送数据直到接收方再次准备好。一般不赞成使用XON/COFF，推荐使用RTS/CTS控制流。

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