RS232串口通信的傳輸格式和接收過程

　　串口是計算機上一種非常通用設(shè)備通信的協(xié)議（不要與通用串行總線Universal Serial Bus或者USB混淆）。大多數(shù)計算機包含兩個基于RS232的串口。串口同時也是儀器儀表設(shè)備通用的通信協(xié)議；很多GPIB兼容的設(shè)備也帶有RS-232口。同時，串口通信協(xié)議也可以用于獲取遠程采集設(shè)備的數(shù)據(jù)。

　　串口通信的概念非常簡單，串口按位（bit）發(fā)送和接收字節(jié)。盡管比按字節(jié)（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根線發(fā)送數(shù)據(jù)的同時用另一根線接收數(shù)據(jù)。它很簡單并且能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離通信。比如IEEE488定義并行通行狀態(tài)時，規(guī)定設(shè)備線總常不得超過20米，并且任意兩個設(shè)備間的長度不得超過2米；而對于串口而言，長度可達1200米。

　　串口通信參數(shù)：

　　a）波特率：RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸速率為每秒50、75、 100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。

　　b）數(shù)據(jù)位：標(biāo)準(zhǔn)的值是5、7和8位，如何設(shè)置取決于你想傳送的信息。比如，標(biāo)準(zhǔn)的ASCII碼是0～127（7位）;擴展的ASCII碼是0～255（8位）。

　　c）停止位：用于表示單個包的最后一位，典型的值為1，1.5和2位。由于數(shù)是在傳輸線上定時的，并且每一個設(shè)備有其自己的時鐘，很可能在通信中兩臺設(shè)備間出現(xiàn)了小小的不同步。因此停止位不僅僅是表示傳輸?shù)慕Y(jié)束，并且提供計算機校正時鐘同步的機會。

　　d）奇偶校驗位：在串口通信中一種簡單的檢錯方式。對于偶和奇校驗的情況，串口會設(shè)置校驗位（數(shù)據(jù)位后面的一位），用一個值確保傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有偶個或者奇?zhèn)€邏輯高位。例如，如果數(shù)據(jù)是011，那么對于偶校驗，校驗位為0，保證邏輯高的位數(shù)是偶數(shù)個。如果是奇校驗，校驗位位1，這樣就有3個邏輯高位。

　　串口通信的傳輸格式：

　　串行通信中，線路空閑時，線路的TTL電平總是高，經(jīng)反向RS232的電平總是低。一個數(shù)據(jù)的開始RS232線路為高電平，結(jié)束時Rs232為低電平。數(shù)據(jù)總是從低位向高位一位一位的傳輸。示波器讀數(shù)時，左邊是數(shù)據(jù)的高位。

　　例如，對于16進制數(shù)據(jù)55aaH，當(dāng)采用8位數(shù)據(jù)位、1位停止位傳輸時，它在信號線上的波形如圖1（TTL電平）和圖2（RS-232電平）所示。

　　55H=01010101B，取反后10101010B，加入一個起始位1，一個停止位0，55H的數(shù)據(jù)格式為1010101010B;

　　aaH=10101010B，取反后01010101B，加入一個起始位1，一個停止位0，55H的數(shù)據(jù)格式為1101010100B;

　　串口通信的接收過程：

　　（異步通信：接收器和發(fā)送器有各自的時鐘;同步通信：發(fā)送器和接收器由同一個時鐘源控制。RS232是異步通信）

　?。?）開始通信時，信號線為空閑（邏輯1），當(dāng)檢測到由1到0的跳變時，開始對“接收時鐘”計數(shù)。

　　（2）當(dāng)計到8個時鐘時，對輸入信號進行檢測，若仍為低電平，則確認(rèn)這是“起始位”，而不是干擾信號。

　　（3）接收端檢測到起始位后，隔16個接收時鐘，對輸入信號檢測一次，把對應(yīng)的值作為D0位數(shù)據(jù)。若為邏輯1， 作為數(shù)據(jù)位1;若為邏輯0，作為數(shù)據(jù)位0。

　?。?）再隔16個接收時鐘，對輸入信號檢測一次，把對應(yīng)的值作為D1位數(shù)據(jù)?！?。，直到全部數(shù)據(jù)位都輸入。

　?。?）檢測校驗位P（如果有的話）。

　　（6）接收到規(guī)定的數(shù)據(jù)位個數(shù)和校驗位后，通信接口電路希望收到停止位S（邏輯1），若此時未收到邏輯1，說明出現(xiàn)了錯誤，在狀態(tài)寄存器中置“幀錯誤”標(biāo)志。若沒有錯誤，對全部數(shù)據(jù)位進行奇偶校驗，無校驗錯時，把數(shù)據(jù)位從移位寄存器中送數(shù)據(jù)輸入寄存器。若校驗錯，在狀態(tài)寄存器中置奇偶錯標(biāo)志。

　?。?）本幀信息全部接收完，把線路上出現(xiàn)的高電平作為空閑位。

　?。?）當(dāng)信號再次變?yōu)榈蜁r，開始進入下一幀的檢測。

　　單片機常用11.0592M的的晶振，這個奇怪?jǐn)?shù)字是有來歷的：

　　波特率為9600BPS每位位寬t1=1/9600s

　　晶振周期t2=1/11.0592/1000000S

　　單片機機器周期t3=12*t2

　　t1/t3=96

　　即對于9600BPS的串口，單片機對其以96倍的速率進行采樣。

　　如果單片機晶振用的不正確，會對串口接受產(chǎn)生誤碼。