首先看下RS232接口定义
RS-232C接口定义(9芯)
针脚 定义 符号
1 载波检测 DCD
2 接收数据 RXD
3 发送数据 TXD
4 数据终端准备好 DTR
5 信号地 SG
6 数据准备好 DSR
7 请求发送 RTS
8 清除发送 CTS
9 振铃提示 RI
Pin 1 Received Line Signal Detector
(Data Carrier Detect)
Pin 2 Received Data
Pin 3 Transmit Data
Pin 4 Data Terminal Ready
Pin 5 Signal Ground
Pin 6 Data Set Ready
Pin 7 Request To Send
Pin 8 Clear To Send
Pin 9 Ring Indicator
再来看下PC机串口通信的原理
串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议(不要与通用串行总线Universal Serial Bus或者USB混淆)。大多数计算机包含两个基于RS232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议;很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。同时,串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。
串口通信的概念非常简单,串口按位(bit)发送和接收字节。尽管比按字节(byte)的并行通信慢,但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。比如IEEE488定义并行通行状态时,规定设备线总常不得超过20米,并且任意两个设备间的长度不得超过2米;而对于串口而言,长度可达1200米。
典型地,串口用于ASCII码字符的传输。通信使用3根线完成:(1)地线,(2)发送,(3)接收。由于串口通信是异步的,端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。其他线用于握手,但是不是必须的。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于两个进行通行的端口,这些参数必须匹配:
a,波特率:这是一个衡量通信速度的参数。它表示每秒钟传送的bit的个数。例如300波特表示每秒钟发送300个bit。当我们提到时钟周期时,我们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上的采样率为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些值,但是波特率和距离成反比。高波特率常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。
b,数据位:这是衡量通信中实际数据位的参数。当计算机发送一个信息包,实际的数据不会是8位的,标准的值是5、7和8位。如何设置取决于你想传送的信息。比如,标准的ASCII码是0~127(7位)。扩展的ASCII码是0~255(8位)。如果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。由于实际数据位取决于通信协议的选取,术语“包”指任何通信的情况。
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2位。由于数据是在传输线上定时的,并且每一个设备有其自己的时钟,很可能在通信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,但是数据传输率同时也越慢。
d,奇偶校验位:在串口通信中一种简单的检错方式。有四种检错方式:偶、奇、高和低。当然没有校验位也是可以的。对于偶和奇校验的情况,串口会设置校验位(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个逻辑高位。例如,如果数据是011,那么对于偶校验,校验位为0,保证逻辑高的位数是偶数个。如果是奇校验,校验位位1,这样就有3个逻辑高位。高位和低位不真正的检查数据,简单置位逻辑高或者逻辑低校验。这样使得接收设备能够知道一个位的状态,有机会判断是否有噪声干扰了通信或者是否传输和接收数据是否不同步
再来了解下同步与异步传输的区别:
同步传输方式中发送方和接收方的时钟是统一的、字符与字符间的传输是同步无间隔的。
异步传输方式并不要求发送方和接收方的时钟完全一样,字符与字符间的传输是异步的。
在网络通信过程中,通信双方要交换数据,需要高度的协同工作。为了正确的解释信号,接收方必须确切地知道信号应当何时接收和处理,因此定时是至关重要的。在计算机网络中,定时的因素称为位同步。同步是要接收方按照发送方发送的每个位的起止时刻和速率来接收数据,否则会产生误差。通常可以采用同步或异步的传输方式对位进行同步处理。
1. 异步传输(Asynchronous Transmission): 异步传输将比特分成小组进行传送,小组可以是8位的1个字符或更长。发送方可以在任何时刻发送这些比特组,而接收方从不知道它们会在什么时候到达。一个常见的例子是计算机键盘与主机的通信。按下一个字母键、数字键或特殊字符键,就发送一个8比特位的ASCII代码。键盘可以在任何时刻发送代码,这取决于用户的输入速度,内部的硬件必须能够在任何时刻接收一个键入的字符。
异步传输存在一个潜在的问题,即接收方并不知道数据会在什么时候到达。在它检测到数据并做出响应之前,第一个比特已经过去了。这就像有人出乎意料地从后面走上来跟你说话,而你没来得及反应过来,漏掉了最前面的几个词。因此,每次异步传输的信息都以一个起始位开头,它通知接收方数据已经到达了,这就给了接收方响应、接收和缓存数据比特的时间;在传输结束时,一个停止位表示该次传输信息的终止。按照惯例,空闲(没有传送数据)的线路实际携带着一个代表二进制1的信号,异步传输的开始位使信号变成0,其他的比特位使信号随传输的数据信息而变化。最后,停止位使信号重新变回1,该信号一直保持到下一个开始位到达。例如在键盘上数字“1”,按照8比特位的扩展ASCII编码,将发送“00110001”,同时需要在8比特位的前面加一个起始位,后面一个停止位。
异步传输的实现比较容易,由于每个信息都加上了“同步”信息,因此计时的漂移不会产生大的积累,但却产生了较多的开销。在上面的例子,每8个比特要多传送两个比特,总的传输负载就增加25%。对于数据传输量很小的低速设备来说问题不大,但对于那些数据传输量很大的高速设备来说,25%的负载增值就相当严重了。因此,异步传输常用于低速设备。
2. 同步传输(Synchronous Transmission):同步传输的比特分组要大得多。它不是独立地发送每个字符,每个字符都有自己的开始位和停止位,而是把它们组合起来一起发送。我们将这些组合称为数据帧,或简称为帧。
数据帧的第一部分包含一组同步字符,它是一个独特的比特组合,类似于前面提到的起始位,用于通知接收方一个帧已经到达,但它同时还能确保接收方的采样速度和比特的到达速度保持一致,使收发双方进入同步。
帧的最后一部分是一个帧结束标记。与同步字符一样,它也是一个独特的比特串,类似于前面提到的停止位,用于表示在下一帧开始之前没有别的即将到达的数据了。
同步传输通常要比异步传输快速得多。接收方不必对每个字符进行开始和停止的操作。一旦检测到帧同步字符,它就在接下来的数据到达时接收它们。另外,同步传输的开销也比较少。例如,一个典型的帧可能有500字节(即4000比特)的数据,其中可能只包含100比特的开销。这时,增加的比特位使传输的比特总数增加2.5%,这与异步传输中25 %的增值要小得多。随着数据帧中实际数据比特位的增加,开销比特所占的百分比将相应地减少。但是,数据比特位越长,缓存数据所需要的缓冲区也越大,这就限制了一个帧的大小。另外,帧越大,它占据传输媒体的连续时间也越长。在极端的情况下,这将导致其他用户等得太久。
最后看一个用VB实现的PC与单片机通讯的实例程序
VB进行串口的关键在于MScomm控件,下面小厮先就MScomm控件进行介绍。
每个MSComm控件对应于一个串行端口。使用多个串行口时,要使用多个MSComm控件。MSComm控件的主要属性及说明如下。
属性 | 说明 |
CommPort | 设置并返回通信端口号 |
Settings | 以字符串的形式设置并返回波特率、奇偶校验、数据位、停止位 |
PortOpen | 设置并返回通信端口的状态。也可以打开和关闭端口 |
Input | 从接收缓冲区返回字符 |
Output | 向传输缓冲区写一个字符 |
“工程”——“部件”,选中Microsoft Comm control 6.0,“确定”,完成MSComm控件的添加。
有两种处理通信的方式:
(1)事件驱动。利用OnComm事件捕获并处理通信事件,所有的通信事件和通信错误列表都包含在控件的CommEvent属性中。
(2)查询方式。在程序关键功能之后,通过检查CommEvent的值来查询事件和错误。
下面小厮就自己编写的一简单程序展开讲解。
1.添加MScomm控件,并在窗体装入时进行初始化
Private Sub Form_Load()
Timer1.Enabled = False
MSComm1.InBufferSize = 40 '初始化串口
MSComm1.InBufferCount = 0
MSComm1.InputMode = comInputModeBinary '二进制方式
MSComm1.CommPort = 1
MSComm1.Settings = "9600,N,8,1"
MSComm1.RThreshold = 1
MSComm1.InputLen = 0 '每次读入缓冲区所有字符
If MSComm1.PortOpen = False Then
MSComm1.PortOpen = True '打开串口
End If
End Sub
2.添加8个Check并分别命名为LED1——LED8 ,用于控制单片机的8个灯的状态
添加一个命令按钮Command“应用”用于确认信息无误后发送。
Private Sub Command1_Click()
Dim A,B
A =Check1(0).Value + Check1(1).Value * 2 + Check1(2).Value * 4 + Check1(3).Value * 8
B = Check1(4).Value + Check1(5).Value * 2 + Check1(6).Value * 4 + Check1(7).Value * 8
If MSComm1.PortOpen = False Then
MSComm1.PortOpen = True '打开串口
End If
MSComm1.OutBufferCount = 0
MSComm1.Output = Chr(CInt(B)) '向单片机发送数据
MSComm1.OutBufferCount = 0
MSComm1.Output = Chr(CInt(A))
End Sub
本程序用了二进制方式传送数据,但传送的数据不能大于128,否则就会出错,所以小厮通过两次发送数据来实现(先发高四位,后发低四位),单片机接收到数字之后再进行相应的处理,转化为8位码控制灯的状态。
3.添加Text,用于显示单片机返回的数据(在此只是为了演示接收)
Private Sub MSComm1_OnComm()
If MSComm1.CommEvent = comEvReceive Then
Text1.Text = AscB(MSComm1.Input)
End If
MSComm1.InBufferCount = 0
End Sub
写好单片机程序后,连接串口,运行即可。
单片机与PC进行串口通信之关键在于初始化部分。本文通过一程序来讲解。
PC方面程序参见“VB实现单片机与PC串口通信“
TEST BIT 70H
ORG 0000h
MOV 1,#0FFH;开机延时
DJNZ 1,$
AJMP MAIN
ORG 0023h
LJMP COMM ;串口中断
ORG 0100H
MAIN:MOV SP,#5fH
;$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$串口初始化
mov TMOD,#20h ;T1: 工作模式2
mov PCON,#00h ;SMOD=1
mov TL1,#0FDH
mov TH1,#0FDH ;初始化波特率9600
mov SCON,#50h ;Standard UART settings
SETB REN ;允许接收
SETB TR1 ;T1开始工作
SETB ES ;开串口中断
SETB EA
CLR TEST
AJMP $
;$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$
COMM:JB RI,GO
RETURN:RETI
GO:CLR RI
JB TEST,SEND
MOV A,SBUF
SWAP A
SETB TEST
RETI
SEND:MOV B,SBUF
ADD A,B
MOV P1,A
LCALL DY2MS
mov sbuf,A
jnb ti,$
clr ti
CLR TEST
RETI
;$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ Delays
DY2MS:
MOV R7,#01
LOOP0:MOV R6,#00
DJNZ R6,$
DJNZ R7,LOOP
RET
END
定义TEST的意义在于将两次中断接收到的高、低四位整合为八位然后控制灯的状态。小厮建议波特率设为9600,晶振使用11.0592M,这样通信过程中不易出错。