串口通信原理

串口（kǒu）通（tōng）信（SerialCommunications）的概念非（fēi）常简单，串（chuàn）口按位（bit）发送和接（jiē）收字节。尽管比按字节（byte）的并行通（tōng）信慢，但是（shì）串（chuàn）口可以在使用（yòng）一（yī）根线发送（sòng）数据的同时用另一根（gēn）线接（jiē）收（shōu）数据。它（tā）很简单并且能（néng）够（gòu）实现（xiàn）远距离通信。比如（rú）IEEE488定义（yì）并行通行状态时，规定设备线总长不得超过（guò）20米，并且任意两个设（shè）备间的长（zhǎng）度不得超过2米；而对（duì）于串（chuàn）口而言，长度可达1200米。典型地（dì），串口用于ASCII码字符的传（chuán）输。通信使用3根线（xiàn）完成：（1）地线，（2）发送，（3）接收。由于（yú）串口（kǒu）通（tōng）信是异（yì）步的（de），端口能够在一（yī）根线上发送数据同时在另一（yī）根线（xiàn）上接收（shōu）数据。其他线（xiàn）用于握手，但是不（bú）是（shì）必须的。串口通（tōng）信最重要（yào）的（de）参数是波（bō）特率、数（shù）据位、停（tíng）止位和（hé）奇偶校验。对于两个进行通信的端口，这些（xiē）参数必须（xū）匹配：

a，波（bō）特率：这（zhè）是一个（gè）衡量通（tōng）信速度的参（cān）数。它表示每秒钟（zhōng）传送的bit的（de）个数。例如300波特表示每秒（miǎo）钟发送300个bit。当我（wǒ）们提到时（shí）钟周（zhōu）期时，我们就是指波特率例如（rú）如（rú）果协议需要（yào）4800波特率，那（nà）么时钟是4800Hz。这（zhè）意味（wèi）着串口通信在数据（jù）线上的（de）采样率为4800Hz。通常电话线的波特率为14400，28800和36600。波特率可以远远大于这（zhè）些值，但是（shì）波特率和距离（lí）成（chéng）反比（bǐ）。高波（bō）特率常常用于放置的很近的仪（yí）器（qì）间的通信，典型的例子就是GPIB设（shè）备（bèi）的通信。

b，数据（jù）位：这是衡（héng）量（liàng）通信中实际数据位的参数。当计算机发送一个信（xìn）息包，实际的数据（jù）不会是8位的，标（biāo）准的（de）值是5、7和（hé）8位。如何设置（zhì）取决于你想（xiǎng）传送的信息。比如，标准的（de）ASCII码是0～127（7位）。扩展（zhǎn）的ASCII码（mǎ）是（shì）0～255（8位（wèi））。如（rú）果（guǒ）数据（jù）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（yī）个字节，包括开始/停止位，数据位和奇偶校验位。由于实际数据（jù）位取（qǔ）决于通信协议的选取，术语"包（bāo）"指任何通信（xìn）的情况。

c，停止位：用于表示单个包的最后一位。典型的值为1，1.5和（hé）2位。由于数据是在传输线上（shàng）定时的（de），并且每一个设备有（yǒu）其自己的时（shí）钟，很可能在通信（xìn）中两台设备间出现（xiàn）了小小的不同（tóng）步。因（yīn）此停止位不仅仅是表（biǎo）示（shì）传输的结束，并（bìng）且提供计算机校正时钟同步的机会。适用于停（tíng）止位（wèi）的（de）位数越多，不同（tóng）时钟同步的容忍程度越大，但是数（shù）据传输率同时也越慢。

d，奇偶校验位：在（zài）串口通信中一（yī）种简单的检错方式。有（yǒu）四种检（jiǎn）错方式：偶（ǒu）、奇、高和（hé）低。当然没有校验位也是可（kě）以的。对（duì）于偶和奇（qí）校验的情况，串口会设（shè）置校验位（数据位后面的一位），用一个值确保传输的数据有偶个或者奇（qí）个逻辑高位。例（lì）如，如果（guǒ）数据是011，那（nà）么对于偶（ǒu）校验，校验位为（wéi）0，保证逻辑高的位数是偶数（shù）个。如（rú）果是（shì）奇校验，校验位（wèi）为1，这样就（jiù）有3个逻辑（jí）高位（wèi）。高位和低位不真正的检查数据（jù），简单置位逻（luó）辑高或者逻辑低校验。这（zhè）样（yàng）使（shǐ）得（dé）接收设备（bèi）能够知道（dào）一个位的状态，有机会判断（duàn）是否有噪声干扰了（le）通信或者是否传输和接收数据是否不同步。

串口通信作（zuò）用（yòng）

RS-232（ANSI/EIA-232标准）是IBM-PC及其兼容机上的串行连（lián）接标准。可用于许多用途，比如连接鼠（shǔ）标、打印机或者Modem，同（tóng）时也（yě）可以接工业仪器仪表。用于（yú）驱动和连线的（de）改进，实际应（yīng）用中RS-232的传输长度或者速（sù）度常常（cháng）超（chāo）过标（biāo）准的值。RS-232只（zhī）限于PC串（chuàn）口和设备间点（diǎn）对点的通信。RS-232串口通信（xìn）最远距离是50英尺。