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2.RS232串行通信接口 目录,2.1 主要端子 2.2 信号含义 2.3 电气特性 2.4 通信接口连接 2.4.1 采用Modem(DCE)的信号连接 2.4.2 无Modem 的最简连线 2.4.3 无Modem的标准联线(7线制) 2.4.4 PC机与单片机之间的通信网络,2.RS232串行通信接口,RS-232C总线是由美国电子工业协会EIA于1969年修定的一种通信接口标准,专门用于数据终端设备DTE和数据通信设备DCE之间的串行通信。,数据终端设备DTE(Data Terminal Equipment)是数据的源点或归宿,通常是指输入、输出设备和传输控制器或者计算机等数据处理装置及其通信控制器。 数据通信设备DCE(Data Communication Equipment)的任务是实现由源点到目的点的传输,通常是指自动呼叫应答设备、调制解调器以及其它一些中间装置的集合。,2.1 主要端子,标准的RS232C接口定义了25个信号针,采用25针接插件DB-25,并规定DTE的接插件为凸形,DCE的接插件为凹形。 对不需要25针的系统来说,常用9针的简化接插件。,常用的RS-232总线接口信号,DTE (Data Terminal Equipment)数据终端设备 DCE(Data Communication Equipment)数据通信设备 DSR(Data set ready)数据装置准备好 DTR(Data Terminal ready)数据终端准备好 RTS(Request to send)请求发送 CTS(Clear to send)允许发送 DCD(Data Carrier dectection)数据载波检测 RI (Ringing)振铃指示,2.3 电气特性,由于RS-232C是早期为促进公用电话网络进行数据通信而制定的标准。为了增加信号在线路上的传输距离和提高抗干扰能力,RS-232C采用了较高的传输电平,且为双极性、公共地和负逻辑,即规定逻辑“1”状态电平为-15 -5V,逻辑“0”状态电平为+5+15V,其中-5+5V用作信号状态的变迁区。 而计算机均采用TTL逻辑电平。TTL电平规定低电平“0”在0+0.8V之间,高电平“1”在+2.4+5V之间,因此在TTL电路与RS-232C总线之间要进行电平的转换及正反逻辑的转换,否则将使TTL电路烧毁。,2.4 种常用的连线方式,2.4.1 采用Modem(DCE)的信号连接 2.4.2 无Modem 的最简连线 2.4.3 无Modem的标准联线(7线制) 2.4.4 PC机与单片机之间的通信网络,2.4.1采用Modem(DCE)和电话网通信时的信号连接,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 Terminal 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控制信号决定,请求发送(Request to send-RTS)用来表示DTE请求DCE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。,2.4.1采用Modem(DCE)和电话网通信时的信号连接的具体步骤,首先,通过电话机拔号呼叫对方,电话交换台向对方发出拔号呼叫信号,当对方DCE收到该信号后,使RI(振铃信号)有效,通知DTE,已被呼叫。当对方“摘机”后,两方建立了通信链路。,若计算机要发送数据至对方,首先通过接口电路(DTE)发出RTS(请求发送)信号。此时,若DCE(Modem)允许传送,则向DTE回答CTS(允许发送)信号。一般可直接将RTS/CTS接高电平,即只要通信链路已建立,就可传送信号。(RTS/CTS可只用于半双工系统中作发送方式和接收方式的切换。,当DTE获得CTS信号后,通过TXD线向DCE发出串行信号,DCE(Modem)将这些数字信号调制成模拟信号(又称载波信号),传向对方。,计算机向DTE“数据输出寄存器”传送新的数据前,应检查Modem状态和数据输出寄存器为空。当对方的DCE收到载波信号后,向对方的DTE发出DCD信号(数据载波检出),通知其DTE准备接收,同时,将载波信号解调为数据信号,从RXD线上送给DTE,DTE通过串行接收移位寄存器对接收到的位流进行移位,当收到1个字符的全部位流后,把该字符的数据位送到数据输入寄存器,CPU可以从数据输入寄存器读取字符。,信号含义,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,(DCEDTE),数据载波检测(Data Carrier dectection-DCD)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DCD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。 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(ON状态),通知终端,已被呼叫。,2.4.2 无Modem 的最简连线(3线制),把通信双方都当作数据终端设备看待,双方都可发也可收。在这种方式下,通信双方的任何一方,只要请求发送RTS有效和数据终端准备好DTR有效就能开始发送和接收。 (1)RTS与CTS互联:只要请求发送,立即得到允许(2)DTR与DSR互联:只要本端准备好,认为本端立即可以接收(DSR、数传机准备好),2.4.3无Modem的标准联线(7线制),(1)当甲方的DTE准备好,发出DTR信号,该信号直接联至乙方的RI(振铃信号)和DSR(数传机准备好)。即只要甲方准备好,乙方立即产生呼叫(RI)有效,并同时准备好(DSR)。尽管此时乙方并不存在DCE(数传机)。(2)甲方的RTS和CTS相连,并与乙方的DCD互连。即:一旦甲方请求发送(RTS),便立即得到允许(CTS),同时,使乙方的DCD有效,即检测到载波信号。(3)甲方的TXD与乙方的RXD相连,一发一收。,信号含义,DTR:数据终端准备好,告诉计算机已经接通电源。 RTS:请求发送数据 CTS:发送清零请求,告诉计算机已经做好接收数据的准备 DSR:数传机(即modem)准备好,Data Set Ready,2.4.4 PC机与单片机之间的通信网络,这种模式是把以单片机为核心的智能式测控仪表作为从机(又称下位机),完成对工业现场的数据采集和控制任务,而PC机作为主机(又称上位机)将上传数据和下达指令以实现集中管理和最优控制。 图2-20给出了PC机与多个单片机构成的RS-232C通信网络示意图,PC机作主机、n个单片机智能仪表为从机,构成了主从方式的RS-232C串行总线网络。PC机串行口给出的已是标准的RS-232C电平,而单片机则为TTL电平,采用MAX232芯片就可实现电平的转换和驱动,
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