串口通信是一種設(shè)備間非常常用的串行通訊方式，因為它簡單便捷，大部分電子設(shè)備都支持該通訊方式，電子工程師在調(diào)試設(shè)備時也經(jīng)常使用該通訊方式輸出調(diào)試信息。

 

1、串口通信是什么

 

串口通信指串口按位（bit）發(fā)送和接收字節(jié)。

 

盡管比特字節(jié)（byte）的串行通信慢，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)。

 

串口通信協(xié)議是指規(guī)定了數(shù)據(jù)包的內(nèi)容，內(nèi)容包含了起始位、主體數(shù)據(jù)、校驗位及停止位，雙方需要約定一致的數(shù)據(jù)包格式才能正常收發(fā)數(shù)據(jù)的有關(guān)規(guī)范。

 

在串口通信中，常用的協(xié)議包括RS-232、RS-422和RS-485。

 

2、串口通信的原理

 

串口在嵌入式系統(tǒng)當(dāng)中是一類重要的數(shù)據(jù)通信接口，其本質(zhì)功能是作為 CPU 和串行設(shè)備間的編碼轉(zhuǎn)換器。

 

當(dāng)數(shù)據(jù)從 CPU 經(jīng)過串行端口發(fā)送出去時，字節(jié)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行的位；

 

在接收數(shù)據(jù)時，串行的位被轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)據(jù)。

 

應(yīng)用程序要使用串口進行通信，必須在使用之前向操作系統(tǒng)提出資源申請要求（打開串口），通信完成后必須釋放資源（關(guān)閉串口）。

 

典型地，串口用于 ASCII 碼字符的傳輸。

 

通信使用3根線完成：（1）地線，（2）發(fā)送數(shù)據(jù)線，（3）接收數(shù)據(jù)線。

 

串口通信最重要的參數(shù)是波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和奇偶校驗。

 

對于兩個進行通行的端口，這些參數(shù)必須匹配：波特率是一個衡量通信速度的參數(shù)，它表示每秒鐘傳送的 bit 的個數(shù)；

 

數(shù)據(jù)位是衡量通信中實際數(shù)據(jù)位的參數(shù)，當(dāng)計算機發(fā)送一個信息包，標(biāo)準(zhǔn)的值是 5，7 和 8 位。

 

如何設(shè)置取決于你的需求；

 

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，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；

 

奇偶校驗位是串口通信中一種簡單的檢錯方式，有四種檢錯方式——偶、奇、高和低，也可以沒有校驗位。

 

 

3、串口通信數(shù)據(jù)參數(shù)設(shè)置

 

波特率

 

串口異步通訊中由于沒有時鐘信號，所以通訊雙方需要約定好波特率，即每個碼元的長度，以便對信號進行解碼。常見的波特率有4800、9600、115200等。

 

起始位、停止位

 

數(shù)據(jù)包從起始位開始，到停止位結(jié)束。

 

起始信號用邏輯0的數(shù)據(jù)位表示，停止信號由0.5、1、1.5或2個邏輯1的數(shù)據(jù)位表示，只要雙方約定一致即可。

 

有效數(shù)據(jù)

 

起始位之后便是傳輸?shù)闹黧w數(shù)據(jù)內(nèi)容了，也稱為有效數(shù)據(jù)，其長度一般被約定為5、6、7或8位長。

 

數(shù)據(jù)校驗

 

由于在通訊過程中易受到外部干擾導(dǎo)致傳輸數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，所以在有效數(shù)據(jù)之后加上校驗位解決。

 

校驗方法有奇校驗（odd）、偶校驗（even）、0校驗（space）、1校驗（mark）及無校驗（noparity）。

 

奇校驗要求有效數(shù)據(jù)和校驗位中“1”的個數(shù)為奇數(shù)，比如一個8位長的有效數(shù)據(jù)為：01101001，此時共有4個“1”，為達到奇校驗效果，校驗位為“1”，最后傳輸?shù)氖?位有效數(shù)據(jù)加1位校驗位，共9位。

 

偶校驗剛好相反，要求有效數(shù)據(jù)和校驗位的“1”數(shù)量為偶數(shù)，則此時為達到偶校驗效果，校驗位為“0”。

 

而0校驗則無論有效數(shù)據(jù)中是什么數(shù)據(jù)內(nèi)容，校驗位總是為“0”，1校驗校驗位總是為“1”。

 

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