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        串口通信基本原理及接线方法

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)。最为简单且常用的是三线制接法，即地、接收数据和发送数据三脚相连，本文只涉及到最为基本的接法，且直接用RS232相连。

1.DB9和DB25的常用信号脚说明

9针串口(DB9) 25针串口(DB25)

针号 功能说明 缩写 针号 功能说明 缩写

1 数据载波检测 DCD 8 数据载波检测 DCD

2 接收数据 RXD 3 接收数据 RXD

3 发送数据 TXD 2 发送数据 TXD

4 数据终端准备 DTR 20 数据终端准备 DTR

5 信号地 GND 7 信号地 GND

6 数据设备准备好 DSR 6 数据准备好 DSR

7 请求发送 RTS 4 请求发送 RTS

8 清除发送 CTS 5 清除发送 CTS

9 振铃指示 DELL 22 振铃指示 DELL

2.RS232C串口通信接线方法(三线制)

首先，串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现：同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连，两个串口相连或一个串口和多个串口相连

&middot; 同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连 对9针串口和25针串口，均是2与3直接相连;

&middot; 两个不同串口(不论是同一台计算机的两个串口或分别是不同计算机的串口)

上面表格是对微机标准串行口而言的，还有许多非标准设备，如接收GPS数据或电子罗盘数据，只要记住一个原则：接收数据针脚(或线)与发送数据针脚(或线)相连，彼此交叉，信号地对应相接，就能百战百胜。

3.串口调试中要注意的几点：

串口调试时，准备一个好用的调试工具，如串口调试助手、串口精灵等，有事半功倍之效果; 强烈建议不要带电插拨串口，插拨时至少有一端是断电的，否则串口易损坏。

单工、半双工和全双工的定义

如果在通信过程的任意时刻，信息只能由一方A传到另一方B，则称为单工。

如果在任意时刻，信息既可由A传到B，又能由B传A，但只能由一个方向上的传输存在，称为半双工传输。

如果在任意时刻，线路上存在A到B和B到A的双向信号传输，则称为全双工。

电话线就是二线全双工信道。 由于采用了回波抵消技术，双向的传输信号不致混淆不清。双工信道有时也将收、发信道分开，采用分离的线路或频带传输相反方向的信号，如回线传输。

奇偶校验

串行数据在传输过程中，由于干扰可能引起信息的出错，例如，传输字符‘E’，其各位为：

0100，0101=45H

D7 D0

由于干扰，可能使位变为1，这种情况，我们称为出现了“误码”。我们把如何发现传输中的错误，叫“检错”。发现错误后，如何消除错误，叫“纠错”。

最简单的检错方法是“奇偶校验”，即在传送字符的各位之外，再传送1位奇/偶校验位。可采用奇校验或偶校验。

奇校验：所有传送的数位(含字符的各数位和校验位)中，“1”的个数为奇数，如：

1 0110，0101

0 0110，0001

偶校验：所有传送的数位(含字符的各数位和校验位)中，“1”的个数为偶数，如：

1 0100，0101

0 0100，0001

奇偶校验能够检测出信息传输过程中的部分误码(1位误码能检出，2位及2位以上误码不能检出)，同时，它不能纠错。在发现错误后，只能要求重发。但由于其实现简单，仍得到了广泛使用。

有些检错方法，具有自动纠错能力。如循环冗余码(CRC)检错等。

串口通讯流控制

我们在串行通讯处理中，常常看到RTS/CTS和XON/XOFF这两个选项，这就是两个流控制的选项，目前流控制主要应用于调制解调器的数据通讯中，但对普通RS232编程，了解一点这方面的知识是有好处的。那么，流控制在串行通讯中有何作用，在编制串行通讯程序怎样应用呢?这里我们就来谈谈这个问题。

1.流控制在串行通讯中的作用

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/CTS等)和软件流控制XON/XOFF(继续/停止)，下面分别说明。

2.硬件流控制

硬件流控制常用的有RTS/CTS流控制和DTR/DSR(数据终端就绪/数据设置就绪)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，数据终端设备(如计算机)使用RTS来起始调制解调器或其它数据通讯设备的数据流，而数据通讯设备(如调制解调器)则用CTS来起动和暂停来自计算机的数据流。这种硬件握手方式的过程为：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。

常用的流控制还有还有DTR/DSR(数据终端就绪/数据设置就绪)。我们在此不再详述。由于流控制的多样性，我个人认为，当软件里用了流控制时，应做详细的说明，如何接线，如何应用。

3.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。