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各種硬件串口通信知識(shí)講解

串口通信(Serial Communication)，是指外設(shè)和計(jì)算機(jī)間通過(guò)數(shù)據(jù)信號(hào)線、地線等按位進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)的一種通信方式，屬于串行通信方式。串口是一種接口標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)定了接口的電氣標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有規(guī)定接口插件電纜以及使用的協(xié)議。

（1）接口標(biāo)準(zhǔn)

串口通信的接口標(biāo)準(zhǔn)有很多，有 RS-232C、RS-232、RS-422A、RS-485 等。常用的就是 RS-232 和 RS-485。RS-232 其實(shí)是 RS-232C 的改進(jìn)，原理是一樣的。這里我們就以 RS-232C 接口進(jìn)行講解，RS-485 在后面章節(jié)中會(huì)介紹。RS-232C 是 EIA（美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)）1969 年修訂 RS-232C 標(biāo)準(zhǔn)。

RS-232C定義了數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）與數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE）之間的物理接口標(biāo)準(zhǔn)。RS-232C 接口規(guī)定使用 25 針連接器，簡(jiǎn)稱(chēng) DB25，連接器的尺寸及每個(gè)插針的排列位置都有明確的定義，如圖 21.2.1 所示：


RS-232C 還有一種 9 針的非標(biāo)準(zhǔn)連接器接口，簡(jiǎn)稱(chēng) DB9。串口通信使用的大多都是 DB9 接口。DB25和DB9 接頭有公頭和母頭之分，其中帶針狀的接頭是公頭，而帶孔狀的接頭是母頭。9 針串口線的外觀圖如圖 21.2.2 所示：



從圖 21.2.2 中可以看到公頭和母頭的管腳定義順序是不一樣，這一點(diǎn)需要特別注意。這些管腳都有什么作用呢？9 針串口和 25 針串口常用管腳的功能說(shuō)明如圖 21.2.3 所示：



在串口通信中，通常我們只使用 2、3、5 三個(gè)管腳，即 TXD、RXD、SGND，其他管腳功能大家看不明白也沒(méi)關(guān)系。RS-232C 對(duì)邏輯電平也做了規(guī)定，如下

在 TXD 和 RXD 數(shù)據(jù)線上：

1.邏輯 1 為-3~-15V 的電壓

2.邏輯 0 為 3~15V 的電壓

在 RTS、CTS、DSR、DTR 和 DCD 等控制線上：

1.信號(hào)有效（ON 狀態(tài)）為 3~15V 的電壓

2.信號(hào)無(wú)效（OFF 狀態(tài)）為-3~-15V 的電壓

由此可見(jiàn)，RS-232C 是用正負(fù)電壓來(lái)表示邏輯狀態(tài)，與晶體管-晶體管邏輯集成電路（TTL）以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定正好相反。而我們 STM32 芯片使用的就是 TTL 電平，所以要實(shí)現(xiàn) STM32 與計(jì)算機(jī)的串口通信，需要進(jìn)行 TTL與 RS-232C 電平轉(zhuǎn)換，通常使用的電平轉(zhuǎn)換芯片是 MAX3232。

在串口通信中通常 PC 機(jī)的 DB9 為公頭，單片機(jī)上使用的串口 DB9 為母頭，通過(guò)一根直通串口線進(jìn)行相連。上圖 21.2.2 即為直通型串口線，串口線（COM）母頭連接計(jì)算機(jī) DB9 的公頭，串口線公頭連接單片機(jī)上使用的 DB9 母頭，這樣就是將 2、3、5 管腳直接相連。如果你要實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)計(jì)算機(jī)串口通信，那么就需要一根交叉串口線，將 2 對(duì) 3、3 對(duì) 2、5 對(duì) 5 連接，交叉串口線一般兩頭都是母頭。

串口通信中還需要注意的是，串口數(shù)據(jù)收發(fā)線要交叉連接，計(jì)算機(jī)的 TXD要對(duì)應(yīng)單片機(jī)的 RXD，計(jì)算機(jī)的 RXD 要對(duì)應(yīng)單片機(jī)的 TXD，并且共 GND，如下圖：



有的朋友就會(huì)問(wèn)了，在計(jì)算機(jī)與單片機(jī)進(jìn)行串口通信時(shí)，使用的不是直通線嗎，這時(shí)候怎么讓TXD與RXD交叉連接？前面我們說(shuō)了單片機(jī)處理的是TTL電平，需要使用 RS232 電平轉(zhuǎn)換芯片，將 RS232 電平轉(zhuǎn)換芯片串行數(shù)據(jù)輸出管腳交叉連接在 DB9 母頭上即可。

（2）通信協(xié)議

RS232 的通信協(xié)議比較簡(jiǎn)單，通常遵循 96-N-8-1 格式。

首頁(yè) > 工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng) > 日期：2022-6-25 來(lái)源：m.foiya.com 作者：前前 瀏覽量：