串口通信原理

串口通信（SerialCommunications）的（de）概念非常简单，串口（kǒu）按位（bit）发（fā）送和接收字节。尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但（dàn）是串（chuàn）口可以在使用一根线（xiàn）发送数（shù）据的同（tóng）时用（yòng）另（lìng）一根线接收数据。它（tā）很简单并（bìng）且能够实现远距离通信。比如IEEE488定（dìng）义并行通行状态时，规定设（shè）备（bèi）线总长不（bú）得超（chāo）过20米，并且任意两个设（shè）备间的长度不得超过2米（mǐ）；而（ér）对于串口而言，长度可达1200米。典型地，串口用（yòng）于ASCII码字（zì）符的传输。通信使（shǐ）用3根（gēn）线完成：（1）地线，（2）发送，（3）接收。由于串口通信是异（yì）步的，端口能够在（zài）一（yī）根线上发送数据同时（shí）在另一根线上接收数据。其他线用于握手，但（dàn）是不是必须的。串（chuàn）口通信（xìn）最重要的参数是（shì）波（bō）特率、数（shù）据位、停止（zhǐ）位和奇（qí）偶校验。对于两个进行（háng）通信的端（duān）口，这些参数必须匹配：

a，波特率：这是一个衡量通信（xìn）速度的参数（shù）。它表示每秒钟（zhōng）传送的（de）bit的个数。例如300波特（tè）表示（shì）每秒钟发送300个bit。当（dāng）我们（men）提到时（shí）钟周期时，我们就（jiù）是指波特率例如如果协议需要4800波特（tè）率，那么时钟是4800Hz。这（zhè）意味（wèi）着串（chuàn）口通信（xìn）在数（shù）据线（xiàn）上的采样率（lǜ）为4800Hz。通常电（diàn）话（huà）线的波特率为14400，28800和36600。波特率（lǜ）可以远远大于这些值，但是（shì）波特率（lǜ）和距离（lí）成反比（bǐ）。高（gāo）波（bō）特率（lǜ）常常用（yòng）于放置的很（hěn）近（jìn）的仪器间的通（tōng）信，典型的例子就是GPIB设备（bèi）的（de）通（tōng）信。

b，数据位（wèi）：这是衡量通信中实际数据位的参数（shù）。当（dāng）计算机发送一（yī）个信息包，实（shí）际的数据不会（huì）是8位的（de），标准（zhǔn）的值是（shì）5、7和8位。如何设（shè）置取决（jué）于你（nǐ）想传送的信息（xī）。比如，标准的ASCII码是0～127（7位）。扩展的ASCII码（mǎ）是0～255（8位）。如果（guǒ）数据使用（yòng）简单的文本（běn）（标准ASCII码），那么每（měi）个数（shù）据包使用7位（wèi）数据。每个包（bāo）是指一个字节，包括（kuò）开始/停止位，数据位和奇（qí）偶（ǒu）校验位（wèi）。由于实（shí）际数（shù）据位取决于通信协议（yì）的选取，术语"包"指（zhǐ）任何通信（xìn）的情况（kuàng）。

c，停止位：用于表（biǎo）示单个包的最（zuì）后一位。典型的值为（wéi）1，1.5和（hé）2位。由于数据是在（zài）传输线上（shàng）定时的（de），并且（qiě）每一（yī）个（gè）设备有其自己的时（shí）钟，很可能在通信（xìn）中两台设备间出现了小小的不同步。因此停止位不仅仅是表示传输的（de）结束，并且提供计算机（jī）校正时（shí）钟（zhōng）同步的机（jī）会（huì）。适用于停（tíng）止位的位（wèi）数越（yuè）多，不同（tóng）时钟同步的容忍程（chéng）度（dù）越大，但是数据传（chuán）输率同时也越慢。

d，奇偶校验位：在串口通（tōng）信中一种简（jiǎn）单的检错方式。有四种检错方式：偶（ǒu）、奇、高和低。当然没有（yǒu）校验位也是可以的。对（duì）于（yú）偶和奇校验的（de）情况，串口会（huì）设（shè）置校验（yàn）位（数据位后面的一位），用（yòng）一个值（zhí）确保传输（shū）的数据有偶个或者奇个逻辑高（gāo）位。例如，如（rú）果（guǒ）数（shù）据是011，那么对（duì）于偶校（xiào）验，校验位为0，保证逻辑高的位数是偶数个。如果（guǒ）是奇校验，校（xiào）验位为1，这样就有3个逻辑高位。高位和低位不真正的检查数据，简单（dān）置位（wèi）逻辑高或（huò）者逻辑（jí）低校验。这样使得接收设备能（néng）够知道一个位（wèi）的状态，有（yǒu）机会判断（duàn）是否有（yǒu）噪声干扰了通信或者是否传输和接收数（shù）据是否（fǒu）不同步。

串口通信作用

RS-232（ANSI/EIA-232标准）是IBM-PC及其兼容（róng）机上（shàng）的串行连接标准。可（kě）用于许多（duō）用途，比如（rú）连接鼠标（biāo）、打印机（jī）或者Modem，同时也可以接（jiē）工业仪器仪（yí）表（biǎo）。用于（yú）驱（qū）动和连（lián）线（xiàn）的改（gǎi）进（jìn），实际（jì）应用（yòng）中RS-232的传输长度或者速度常常超过标准的值。RS-232只限于PC串口和设备间点对点的（de）通信。RS-232串口通信（xìn）最远距离是50英（yīng）尺（chǐ）。