目錄
什么是串行通信？
串行通信的規(guī)格
信號(hào)配置與連接器
連接方法
半雙工通信與全雙工通信
非同步通信與同步通信
什么是串行通信？
使用1根或2根收發(fā)數(shù)據(jù)的傳輸線路，一位接一位地連續(xù)收發(fā)數(shù)據(jù)的通信方式。由于能夠以少的信號(hào)線連接，故具有抑制線材、中轉(zhuǎn)裝置的成本等的好處。
串行通信的規(guī)格
RS-232C、RS-422A、RS-485是EIA（Electronic Industries Association：美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)）的通信規(guī)格。其中，在通信規(guī)格中，無(wú)論何種用途，RS-232C都是普及得最廣的，在計(jì)算機(jī)上也屬于標(biāo)準(zhǔn)配置，常被用于連接調(diào)制解調(diào)器、鼠標(biāo)。在傳感器、調(diào)節(jié)器中，也有許多配置這些接口且可通過(guò)通信控制的產(chǎn)品。
RS-232C
在計(jì)算機(jī)上標(biāo)準(zhǔn)配置等，應(yīng)用最廣泛的串行通信規(guī)格。也叫“EIA-232”。除了規(guī)定各信號(hào)線的目的、時(shí)機(jī)外，還規(guī)定了連接器（D-SUB 25芯或者D-SUB 9芯）。目前正通過(guò)添加信號(hào)線等修訂規(guī)格，正式名稱為“ANSI/EIA-232-E”。然而，現(xiàn)在依然一般叫做“RS-232C”。
RS-422A
RS-232C具有傳輸距離短，傳輸速度慢等缺點(diǎn)，RS-422A是改良這些缺點(diǎn)形成的規(guī)格。也叫“EIA-422A”。雖然規(guī)定了各信號(hào)線的目的、時(shí)機(jī)，但沒(méi)有規(guī)定連接器。眾多支持EIA-422A的產(chǎn)品主要采用D-SUB 25芯或者D-SUB 9芯。
RS-485
這是改良RS-422A連接數(shù)量少的缺點(diǎn)而形成的規(guī)格。也叫“EIA-485”。RS-485是相對(duì)RS-422A向上兼容的規(guī)格。雖然規(guī)定了各信號(hào)線的目的、時(shí)機(jī)，但沒(méi)有規(guī)定連接器。眾多支持EIA-422A的產(chǎn)品主要采用D-SUB 25芯或者D-SUB 9芯。
| 參數(shù) | RS-232C | RS-422A | RS-485 |
| 傳輸模式 | 單向傳輸多點(diǎn) | 單向傳輸多點(diǎn) | 多路傳輸 |
| 最大連接數(shù)量 | 1個(gè)驅(qū)動(dòng)器 1個(gè)接收器 | 1個(gè)驅(qū)動(dòng)器 10個(gè)接收器 | 32個(gè)驅(qū)動(dòng)器 32個(gè)接收器 |
| 最大傳輸速度 | 20Kbps | 10Mbps | 10Mbps |
| 最大線纜長(zhǎng)度 | 15m | 1200m | 1200m |
| 工作模式 | 單端 （非平衡型） | 差動(dòng)（平衡型） | 差動(dòng)（平衡型） |
| 連接示意圖 |  |  |  |
| 特點(diǎn) | 短距離 全雙工 1:1的連接 | 長(zhǎng)距離 全雙工 半雙工 1:N的連接長(zhǎng)距離 | 全雙工 半雙工 N:N的連接 |
信號(hào)配置與連接器
RS-232C 也規(guī)定了使用的連接器、信號(hào)配置，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。右表說(shuō)明了D-SUB9芯的信號(hào)配置和信號(hào)線。
| 芯號(hào) | 信號(hào)名 | 說(shuō)明 | |
| 1 | DCD | Data Carrier Detect | 載波檢測(cè) |
| 2 | RxD | Received Data | 接收數(shù)據(jù) |
| 3 | TxD | Transmitted Data | 發(fā)送數(shù)據(jù) |
| 4 | DTR | Data Terminal Read | 數(shù)據(jù)終端就緒 |
| 5 | SG | Signal Ground | 信號(hào)接地或者公共回線 |
| 6 | DSR | Data Set Ready | 數(shù)據(jù)集就緒 |
| 7 | RTS | Request To Send | 發(fā)送請(qǐng)求 |
| 8 | CTS | Clear To Send | 發(fā)送許可 |
| 9 | RI | Ring Indicator | 被呼叫指示 |
| CASE | FG | Frame Ground | 保養(yǎng)接地或者地線 |
連接方法
由于RS-232C頒布了連接器、信號(hào)配置的規(guī)格，市面上有眾多符合規(guī)格的線纜出售。但是，裝置有以下幾種，需要根據(jù)連接的裝置區(qū)別使用直連線纜和交叉（反轉(zhuǎn)）線纜。
裝置的種類
DCE
Data Communication Equipment(數(shù)據(jù)通信裝置)。是指調(diào)制解調(diào)器、打印機(jī)、繪圖機(jī)那樣的被動(dòng)工作的裝置。
DTE
Data Terminal Equipment(終端裝置)。是指計(jì)算機(jī)那樣的主動(dòng)工作的裝置。
交叉線纜連接⑴ | 交叉線纜連接⑵ | 直連線纜連接 | ||
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DCE ? DCE （Crossover cable） DCE ? DTE （Straight cable） 有關(guān)交叉線纜、直連線纜一覽表，請(qǐng)點(diǎn)擊這里 RS-232C 通信產(chǎn)品一覽 RS-422A/485 通信產(chǎn)品一覽
半雙工通信與全雙工通信
全雙工通信
發(fā)送和接收有各自的傳輸路線，能夠同時(shí)進(jìn)行收發(fā)的方式。
半雙工通信
使用1條傳輸線路，切換發(fā)送和接收進(jìn)行通信的方式。因此，不能同時(shí)通信。
非同步通信與同步通信
由于串行通信使用1根信號(hào)線，一位接一位地發(fā)送數(shù)據(jù)，因此接收端要正確接收數(shù)據(jù)，必須把握發(fā)送端以多大的速度一位接一位地發(fā)送。RS-232C規(guī)定的通信方式有“同步通信”和“非同步（異步）通信”規(guī)格。在計(jì)測(cè)和控制上使用的外圍設(shè)備一般使用前述全雙工通信和非同步通信。
同步通信
與對(duì)方裝置發(fā)送的時(shí)鐘或者己方發(fā)生的時(shí)鐘同步，收發(fā)數(shù)據(jù)的方式。依據(jù)發(fā)送端為每位數(shù)據(jù)附加的同步信號(hào)，進(jìn)行通信。雖然數(shù)據(jù)傳輸效率高，但缺點(diǎn)是通信步驟復(fù)雜。
非同步通信 異步通信
與彼此與己方發(fā)生的時(shí)鐘同步，收發(fā)數(shù)據(jù)的方式。如果傳輸速度的設(shè)置不一致，就不能正常通信。也就是說(shuō)，無(wú)論發(fā)送端還是接收端，都要首先決定一秒傳輸幾位數(shù)據(jù)，分別產(chǎn)生頻率與該通信速度相符的同步信號(hào)。 由于非同步通信在1根數(shù)據(jù)線上一位接一位地收發(fā)數(shù)據(jù)，如果不首先設(shè)置彼此的通信條件，就不能正常通行。讓計(jì)算機(jī)（控制器）端結(jié)合外圍設(shè)備端設(shè)置是通常的設(shè)置方法。
通信速度
指定一秒發(fā)送幾位。單位為bps(bit Per Second)，從300、600、1200、2400、4800、9600、19200等中選擇。使設(shè)置與時(shí)機(jī)匹配，這樣數(shù)據(jù)的分隔一致，就能夠正常收發(fā)數(shù)據(jù)。為此，為1個(gè)數(shù)據(jù)（1個(gè)字節(jié)）附加起始位，取得正確的時(shí)機(jī)。
結(jié)束位長(zhǎng)度
設(shè)置表示數(shù)據(jù)終止的位的長(zhǎng)度。通常從1位、1.5位、2位中選擇。起始位被固定為1位，不用設(shè)置。
數(shù)據(jù)位長(zhǎng)度
指定一個(gè)數(shù)據(jù)由幾位構(gòu)成。雖然長(zhǎng)度因使用的設(shè)備而異，但通常英文字母和數(shù)字符號(hào)指定7位，1個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)指定8位。
奇偶校驗(yàn)的設(shè)置
這是檢查數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的功能，從“偶校驗(yàn)（EVEN）”、“奇校驗(yàn)（ODD）”、“無(wú)奇偶校驗(yàn)（NONE）”中選擇。
奇偶校驗(yàn)的詳細(xì)情況
由發(fā)送端為數(shù)據(jù)附加“1”或者“0”的奇偶校驗(yàn)位，若是EVEN將“1”湊成偶數(shù)個(gè)發(fā)送，若是ODD將“1”湊成奇數(shù)個(gè)發(fā)送。對(duì)于采用EVEN的，接收端檢查數(shù)據(jù)位中的“1”的個(gè)數(shù)是不是偶數(shù)；對(duì)于采用ODD的，接收端檢查數(shù)據(jù)位中的“1”的個(gè)數(shù)是不是奇數(shù)，以此判斷數(shù)據(jù)是否正常。
握手信號(hào)（流量控制）
在設(shè)備之間收發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)，如果接收端不處于接收狀態(tài)，發(fā)送數(shù)據(jù)可能會(huì)丟失，為此，在通信中確認(rèn)彼此的狀態(tài)很重要。握手信號(hào)（流量控制）是確保通信可靠性的功能，由發(fā)送端向接收端發(fā)送“數(shù)據(jù)發(fā)送中”的信號(hào)，接收端接收該信號(hào)，從信號(hào)線上讀入數(shù)據(jù)。并向發(fā)送端返回“已接收數(shù)據(jù)”的信號(hào)。也就是說(shuō)，能夠一邊確認(rèn)彼此的數(shù)據(jù)收發(fā)狀態(tài)，一邊傳輸數(shù)據(jù)。
軟件握手信號(hào)（XON/XOFF流量控制）
如果接收端的接收緩沖區(qū)剩余空間已不多，向發(fā)送端發(fā)送“XOFF代碼”，請(qǐng)求臨時(shí)中斷發(fā)送。在剩余空間足夠時(shí)，發(fā)送“XON代碼”，向發(fā)送端請(qǐng)求繼續(xù)發(fā)送的控制方法。
硬件握手信號(hào)
不發(fā)送軟件流量控制的XON/XOFF代碼，而自動(dòng)地接通/斷開(kāi)控制線路（RTS或者DTR）。需要分別將RTS信號(hào)與CTS信號(hào)或者DTR信號(hào)與DSR信號(hào)互相連接起來(lái)。
