《串口通讯TTL详解分析.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《串口通讯TTL详解分析.pdf(10页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、l RS-232-C是美国电子工业协会EIA(Electronic Industry Association)制定 的一种串行物理接口标准。采用150pF/m的通信电缆时,最大通信距离为15m ; 若每米电缆的电容量减小,通信距离可以增加。传输距离短的另一原因是RS-2 32 属单端信号传送,存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题,因此一般用于 20m以内的通信。 RS-232C规定了自己的电气标准, 由于它是在 TTL电路之前研制的, 所以它的电 平不是 +5 V 和地,而是采用负逻辑,即逻辑“0”: +5 V+15 V;逻辑“ 1”: -5 V -15 V 。【TTL电平:逻辑“ 0:0.4
2、V;逻辑“ 1”: +3 V+5 V 】 因此, RS-232C不能和 TTL电平直接相连,使用时必须进行电平转换,否则将使TTL 电路烧坏,实际应用时必须注意! 一种常用的电平转换电路是使用MAX232 还可以使用如下电路 : RS-232C虽然应用广泛, 但因为推出较早, 在现代通信系统中存在以下缺点:数 据传输速率慢,传输距离短,未规定标准的连接器,接口处各信号间易产生串 扰。鉴于此, EIA 制定了新的标准 RS-485总线: 在要求通信距离为几十米到上千米时,广泛采用 RS-485 串行总线 标准。 RS-485采用平衡发送和差分接收,因此具有抑制共模干扰的能力。加上 总线收发器具有
3、高灵敏度,能检测低至200mV的电压,故传输信号能在千米以 外得到恢复。 RS-485 采用半双工工作方式, 任何时候只能有一点处于发送状态, 因此,发送电路须由使能信号加以控制。RS-485用于多点互连时非常方便,可 以省掉许多信号线。 应用 RS-485 可以联网构成分布式系统,其允许最多并联3 2 台驱动器和 32 台接收器。 RS232接口是1970 年由美国电子工业协会(EIA )联合贝尔系统、调制解调器厂家 及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。 它的全名是“ 数据终端设备(DTE )和数据通讯设备(DCE )之间串行二进制数 据交换接口技术标准” 该标准规定采用一个2
4、5 个脚的DB25 连接器,对连接器的每个 引脚的信号内容加以规定,还对各种信号的电平加以规定。DB25的串口一般只用到 的管脚只有2( RXD )、 3( TXD )、 7( GND )这三个,随着设备的不断改进,现在 DB25针很少看到了,代替他的是DB9 的接口,DB9 所用到的管脚比DB25 有所变 化,是2( RXD )、 3( TXD )、 5( GND )这三个。因此现在都把RS232接口叫做 DB9 。 由于RS232接口标准出现较早,难免有不足之处,主要有以下四点: ( 1)接口的信号电平值较高,易损坏接口电路的芯片,又因为与TTL 电平不兼 容故需使用电平转换电路方能与TT
5、L 电路连接。 ( 2) 传输速率较低,在异步传输时,波特率为20Kbps ; 因此在 “ 南方的老树51CPLD 开发板 ” 中,综合程序波特率只能采用19200 ,也是这个原因。 ( 3)接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式,这种共地 传输容易产生共模干扰,所以抗噪声干扰性弱。 ( 4)传输距离有限,最大传输距离标准值为50 英尺,实际上也只能用在 50 米左右。 RS232 接 口 引 针 定 义 来源: 作者: 时间: 2007-02-05 内容提要: 9 芯 信号方向来自缩写描述 1 调制解调器 CD 载波检测 2 调制解调器 RXD 接收数据 3 PC TXD 发
6、送数据 4 PC DTR 数据终端准备好 关键词: 9 芯信号方向来自缩写描述 1 调制解调器CD 载波检测 2 调制解调器RXD 接收数据 3 PC TXD 发送数据 4 PC DTR 数据终端准备好 5 GND 信号地 6 调制解调器DSR 通讯设备准备好 7 PC RTS 请求发送 8 调制解调器CTS 允许发送 9 调制解调器RI 响铃指示器 注:调制解调器(在这里是一个例子,它可以是其它的RS232终端设备 ) Pin 1 CD Received Line Signal Detector (Data Carrier Detect) Pin 2 RXD Received Data Pi
7、n 3 TXD Transmit Data Pin 4 DTR Data Terminal Ready Pin 5 GND Signal Ground Pin 6 DSR Data Set Ready Pin 7 RTS Request To Send Pin 8 CTS Clear To Send Pin 9 RI Ring Indicator 9 针接口针脚定义 Pin 1 Received Line Signal Detector (Data Carrier Detect) Pin 2 Received Data Pin 3 Transmit Data Pin 4 Data Termin
8、al Ready Pin 5 Signal Ground Pin 6 Data Set Ready Pin 7 Request To Send Pin 8 Clear To Send Pin 9 Ring Indicator 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 RS232接口针脚定义 25 针的接口定义: Pin 1 Protective Ground Pin 2 Transmit Data Pi
9、n 3 Received Data Pin 4 Request To Send Pin 5 Clear To Send Pin 6 Data Set Ready Pin 7 Signal Ground Pin 8 Received Line Signal Detector (Data Carrier Detect) Pin 20 Data Terminal Ready Pin 22 Ring Indicator RS-232C接口定义 (25 芯) 针脚 定义 符号 1 频蔽地线 2 发送数据TXD 3 接收数据RXD 4 请求发送RTS 5 允许发送CTS 6 数据准备好DSR 7 信号地S
10、G 8 载波检测DCD 9 发送返回 (+) 10 未定义 11 数据发送 (-) 1217 未定义 18 数据接收 (+) 19 未定义 20 数据终端准备好DTR 21 未定义 22 振铃 RI 2324 未定义 25 接收返回 (-) RS-232C,25芯针转换为9 芯针 25 芯接口9 芯接口 23 32 47 58 66 75 81 204 229 是个人计算机上的通讯接口之一,由电子工业协会(Electronic Industries Association, EIA) 所制定的异步传输标准接口。通常RS-232 接口以9 个接脚 (DB-9) 或是 25 个接脚(DB-25)
11、的型态出现,一般个人计算机上会有两组RS-232 接口,分别称为COM1 和COM2 。 RS-232-C RS-232-C是美国电子工业协会EIA ( Electronic Industry Association)制定的 一种串行物理接口标准。RS 是英文 “ 推荐标准” 的缩写, 232 为标识号,C 表示修改次 数。 RS-232-C总线标准设有25 条信号线,包括一个主通道和一个辅助通道。 在多数情况下主要使用主通道,对于一般双工通信,仅需几条信号线就可实现, 如一条发送线、一条接收线及一条地线。 RS-232-C标准规定的数据传输速率为每秒50 、75 、100 、150 、 30
12、0 、600 、1200 、 2400 、 4800 、 9600 、 19200波特。 RS-232-C标准规定,驱动器允许有2500pF的电容负载,通信距离将受此电容 限制,例如,采用150pF/m的通信电缆时,最大通信距离为15m ;若每米电缆的电 容量减小,通信距离可以增加。传输距离短的另一原因是RS-232属单端信号传送, 存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题,因此一般用于20m 以内的通信。 串行通信接口标准经过使用和发展,目前已经有几种。但都是在RS-232标准的 基础上经过改进而形成的。所以,以RS-232C为主来讨论。RS-323C标准是美国 EIA( 电子工业联合会)与BE
13、LL等公司一起开发的1969 年公布的通信协议。它适合 于数据传输速率在0 20000b/s范围内的通信。这个标准对串行通信接口的有关问 题, 如信号线功能、电器特性都作了明确规定。由于通行设备厂商都生产与RS-232C 制式兼容的通信设备,因此,它作为一种标准,目前已在微机通信接口中广泛采用。 在讨论RS-232C接口标准的内容之前,先说明两点: 首先, RS-232-C标准最初是远程通信连接数据终端设备DTE(Data Terminal Equipment)与数据通信设备DCE ( Data Communication Equipment)而制定的。因此 这个标准的制定,并未考虑计算机系统
14、的应用要求。但目前它又广泛地被借来用于计 算机(更准确的说,是计算机接口)与终端或外设之间的近端连接标准。显然,这个 标准的有些规定及和计算机系统是不一致的,甚至是相矛盾的。有了对这种背景的了 解,我们对RS-232C标准与计算机不兼容的地方就不难理解了 其次, RS-232C标准中所提到的“ 发送 ” 和 “ 接收 ” ,都是站在DTE 立场上,而不是 站在 DCE 的立场来定义的。由于在计算机系统中,往往是CPU 和 I/O 设备之间传送 信息,两者都是DTE ,因此双方都能发送和接收。 一、 RS-232-C RS-232C标准(协议) 的全称是EIA-RS-232C标准,其中 EIA(
15、Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会,RS ( recommeded standard)代表推荐标准, 232 是标识号,C 代表 RS232的最新一次修改(1969 ),在这之前,有RS232B 、 RS232A 。它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。常用物理标 准还有有EIARS-232-C、 EIARS-422-A、 EIARS-423A、 EIARS-485。这里只介绍EIARS-232-C(简称232 , RS232 )。例如, 目前在IBM PC机上的COM1 、 COM2 接口,就是RS-232C接口。 1. 电气特
16、性 EIA-RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。 在 TxD 和 RxD 上:逻辑1(MARK)=-3V-15V 逻辑0(SPACE)=+3 15V 在 RTS 、 CTS 、 DSR 、 DTR 和 DCD 等控制线上: 信号有效(接通,ON 状态,正电压)+3V +15V 信号无效(断开,OFF 状态,负电压)=-3V -15V 以上规定说明了RS-323C标准对逻辑电平的定义。对于 数据(信息码) :逻辑 “1” (传号)的电平低于-3V ,逻辑 “0”(空号)的电平高于+3V ;对于 控制信号;接通状 态( ON )即信号有效的电平高于+3V ,断开状态(OF
17、F) 即信号无效的电平低于-3V , 也就是当传输电平的绝对值大于3V 时,电路可以有效地检查出来,介于-3 +3V 之 间的电压无意义,低于-15V 或高于 +15V 的电压也认为无意义,因此,实际工作时, 应保证电平在 (3 15)V之间。 EIA-RS-232C与 TTL 转换:EIA-RS-232C是用正负电压来表示逻辑状态,与 TTL 以高低电平表示逻辑状态的规定不同。因此,为了能够同计算机接口或终端的TTL 器件连接,必须在EIA-RS-232C与 TTL 电路之间进行电平和逻辑关系的变换。实现 这种变换的方法可用分立元件,也可用集成电路芯片。目前较为广泛地使用集成电路 转换器件,
18、如MC1488、 SN75150芯片可完成TTL 电平到EIA 电平的转换,而 MC1489 、 SN75154可实现EIA 电平到TTL 电平的转换。MAX232芯片可完成 TTL EIA双向电平转换。 2、连接器的机械特性: 连接器: 由于 RS-232C并未定义连接器的物理特性,因此,出现了DB-25 、 DB-15 和 DB-9 各种类型的连接器,其引脚的定义也各不相同。下面分别介绍两种连接器。 ( 1)DB-25 : PC 和 XT 机采用DB-25型连接器。DB-25连接器定义了25 根信 号线,分为4 组: 异步通信的9 个电压信号(含信号地SG ) 2, 3, 4, 5, 6,
19、 7, 8, 20 , 22 20mA 电流环信号9 个( 12, 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 19,23 , 24 ) 空6 个( 9, 10 , 11 , 18, 21 , 25 ) 保护地(PE ) 1 个,作为设备接地端(1 脚) DB-25型连接器的外形及信号线分配如图3 所示。注意,20mA电流环信号仅IBM PC 和 IBM PC/XT机提供,至AT 机及以后,已不支持。 ( 2) DB-9 连接器 在 AT 机及以后,不支持20mA电流环接口,使用DB-9 连接器,作为提供多功 能 I/O 卡或主板上COM1和 COM2两个串行接口的连接器。它只提供异步通
20、信的9 个信号。DB-25型连接器的引脚分配与DB-25型引脚信号完全不同。因此,若与配 接 DB-25型连接器的DCE 设备连接,必须使用专门的电缆线。 电缆长度:在通信速率低于20kb/s时, RS-232C所直接连接的最大物理距离为 15m ( 50 英尺)。 最大直接传输距离说明:RS-232C标准规定,若不使用MODEM ,在码元畸变 小于 4% 的情况下,DTE 和 DCE 之间最大传输距离为15m ( 50 英尺)。可见这个最 大的距离是在码元畸变小于4% 的前提下给出的。为了保证码元畸变小于4% 的要求, 接口标准在电气特性中规定,驱动器的负载电容应小于2500pF 。 3、
21、RS-232C的接口信号 RS-232C规标准接口有25 条线, 4 条数据线、11 条控制线、3 条定时线、7 条 备用和未定义线,常用的只有9 根,它们是 ( 1)联络控制信号线: 数据装置准备好(Data set ready-DSR) 有效时(ON )状态,表明MODEM 处于可以使用的状态。 数据终端准备好(Data teminal ready-DTR) 有效时(ON )状态,表明数据终 端可以使用。 这两个信号有时连到电源上,一上电就立即有效。这两个设备状态信号有效,只 表示设备本身可用,并不说明通信链路可以开始进行通信了,能否开始进行通信要由 下面的控制信号决定。 请求发送(Req
22、uest to send-RTS) 用来表示DTE 请求 DCE 要向其发送数据, 即当终端要发送数据时,使该信号有效(ON 状态),向MODEM请求发送。它用来 控制 MODEM是否要进入发送状态。 允许发送(Clear to send-CTS) 用来表示DCE 准备好接收DTE 发来的数 据, 是对请求发送信号RTS 的响应信号。当 MODEM已准备好接收终端传来的数据, 并向前发送时,使该信号有效,通知终端开始沿发送数据线TxD 发送数据。 这对 RTS/CTS请求应答联络信号是用于半双工MODEM系统中发送方式和接收 方式之间的切换。在全双工系统中作发送方式和接收方式之间的切换。在全双
23、工系统 中,因配置双向通道,故不需要RTS/CTS联络信号,使其变高。 接收线信号检出(Received Line detection-RLSD) 用来表示DCE 已接通通信 链路,告知DTE 准备接收数据。当本地的MODEM收到由通信链路另一端(远地) 的 MODEM送来的载波信号时,使RLSD信号有效,通知终端准备接收,并且由 MODEM将接收下来的载波信号解调成数字两数据后,沿接收数据线RxD 送到终端。 此线也叫做数据载波检出(Data Carrier dectection-DCD)线。 振铃指示(Ringing-RI) 当 MODEM收到交换台送来的振铃呼叫信号时,使该 信号有效(O
24、N 状态),通知终端,已被呼叫。 ( 2)数据发送与接收线: 发送数据(Transmitted data-TxD) 通过 TxD 终端将串行数据发送到MODEM , (DTEDCE)。 接收数据(Received data-RxD) 通过 RxD 线终端接收从MODEM发来的串行 数据, (DCE DTE)。 ( 3)地线 有两根线SG 、 PG 信号地和保护地信号线,无方向。 上述控制信号线何时有效,何时无效的顺序表示了接口信号的传送过程。例如, 只有当DSR 和 DTR 都处于有效(ON )状态时,才能在DTE 和 DCE 之间进行传送 操作。若DTE 要发送数据,则预先将DTR 线置成有
25、效(ON) 状态,等CTS 线上收到 有效 (ON) 状态的回答后,才能在TxD 线上发送串行数据。这种顺序的规定对半双工 的通信线路特别有用,因为半双工的通信才能确定DCE 已由接收方向改为发送方向, 这时线路才能开始发送。 2 个数据信号:发送TXD ;接收RXD 。 1 个信号地线:SG 。 6 个控制信号: DSR数传机(即modem )准备好,Data Set Ready. DTR数据终端(DTE ,即微机接口电路,如Intel8250/8251,16550)准 备好, Data Terminal Ready。 RTSDTE请求 DCE 是否可以向DCE 发送数据(Request T
26、o Send)。 CTSDCE允许 DTE 发送( Clear To Send),该信号是对RTS 信号的回 答。 DCD数据载波检出,Data Carrier Detection当本地DCE 设备( Modem ) 收到对方的DCE 设备送来的载波信号时,使DCD 有效,通知DTE 准备接收,并且 由 DCE 将接收到的载波信号解调为数字信号,经 RXD 线送给DTE 。 RI振铃信号Ringing当 DCE 收到交换机送来的振铃呼叫信号时,使该 信号有效,通知DTE 已被呼叫。 单片机编译,分析出RS232 接口协议 大概内容如下: 我有一个单片机线路,需要将数据分析出其RS232 接口输
27、出,或者将单片机接口协议编译出。 或者能否从液晶显示屏导出RS232 数据输出。 此算是项目合作吧,如果成功将付一定报酬。多谢。 问题补充: liuxingrain: 感谢回答,请问是否有意向合作,请给我发短消息。多谢。我在北京。 甘陵至尊 :多谢,程序还可经常修改,应该没有加密,请问您能做吗? 37772166 :也就是我们有一个小仪器,但没有RS232 输出功能,想做一个这种功能。 这算是一个小项目,如果能完成,我们将付3000 元报酬。希望能得到各位的帮助。多谢。 happycxz: 因为我们现在已有了成形的仪器,只是缺少RS232 输出功能,所以只要能设计出这个功能就行 啦。 看懂你说的了仅仅是想做串口输出功能? 那就把数据通过i/o 口输入给单片机,然后由单片机的串口输出,单片机输出为TTL 电平,加个MAX232 片子转换后输出数据就行了。然后接电脑。由电脑负责接收和显示数据。 串口输出又不需要你控制显示,你只需要把数据通过串口发出来就行了。利用电脑的VC VB 或者 TC 等 软件就可以编写出接受串口数据的接收软件。不能直接连接 单片机 +max232 芯片可以连接电脑,用电脑的键盘控制,但是要写控制程序 你可以直接做扫描键盘,用专用扩展 RS232接口电路图
链接地址:https://www.31doc.com/p-4771708.html