第7章PC端接口技术1. RS-232串行通信技术2. USB接口技术3. 实践与思考本章主要内容：第7章 PC端接口技术RS-232串行通信技术 目前已经有几种。RS-232标准是目前常用的串行通信接口标准，它是美国EIA（电子工业联合会）与BELL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020Kbps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、电器特性都做了明确规定。由于通信设备厂商都生产与RS-232C制式兼容的通信设备，因此，它作为一种标准，目前已在计算机通信接口中广泛采用。RS-232串行通信技术 RS-232C标准介绍 简单的串行通信协议的设计 MSComm控件介绍 使用VB开发串行口通信软件 使用VC+开发串行口通信软件RS-232C标准介绍 1.RS-232C中的引脚定义9针RS-232串口（DB9）25针RS-232串口（DB25）引脚简写功 能 说 明 引脚简写功 能 说 明1CD载波侦测（Carrier Detect）8CD载波侦测（Carrier Detect）2RXD接收数据（Receive）3RXD接收数据（Receive）3TXD发送数据（Transmit）2TXD发送数据（Transmit）4DTR数据终端准备（Data Terminal Ready）20DTR数据终端准备（Data Terminal Ready）5GND地线（Ground）7GND地线（Ground）6DSR数据准备好（Data Set Ready）6DSR数据准备好（Data Set Ready）7RTS请求发送（Request To Send）4RTS请求发送（Request To Send）8CTS清除发送（Clear To Send）5CTS清除发送（Clear To Send）9RI振铃指示（Ring Indicator）22RI振铃指示（Ring Indicator）RS-232C标准介绍2.RS-232C的电气特性 RS-232C标准对逻辑电平的定义：在TXD和RXD上：逻辑1（MARK）=315V，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）=+3+15V，信号无效（断开，OFF状态，负电压）=315V。 RS-232C与TTL转换：EIA-RS-232C是用正负电压来表示逻辑状态的，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，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。RS-232C标准介绍左图显示了1488和1489的内部结构和引脚。MC1488的引脚(2)、(4，5)、(9，10)和(12，13)接TTL输入。引脚3、6、8、11输出端口接EIA-RS-232C。MC1498的14的1、4、10、13脚接EIA输入，而3、6、8、11脚接TTL输出。具体连接方法如右图所示。RS-232C标准介绍3.RS-232C接口的电平转换RS-232C电平采用负逻辑，即：逻辑“0”：+5+15V逻辑“1”：515VRS-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！常用的电平转换集成电路除了上面所介绍的传输线驱动器MC1488和传输线接收器MC1489。另一种常用的电平转换电路是MAX232，MAX232芯片可完成TTLEIA双向电平转换。图为MAX232引脚图。简单的串行通信协议的设计 PC和单片机最简单的连接是零调制三线经济型。下图给出了采用MAX232芯片的PC和单片机串行通信接口电路，与PC相连采用9芯标准插座。2.PC通信软件1.单片机通信软件MCS-51通过中断方式接收PC发送的数据，并回送。单片机串行口工作在方式1，晶振为6MHz，波特率2400，定时器T1按方式2工作，经计算定时器预置值为0F3H，SMOD=1。参考程序PC方面的通信程序可以用汇编语言编写，也可以用其他高级语言例如VB、VC来编写。汇编语言编写的参考程序MSComm控件介绍 在Windows环境下，串口是系统资源的一部分。应用程序要使用串口进行通信，必须在使用前向操作系统提出资源申请要求（打开串口），通信完成后必须释放资源（关闭串口）。在Windows的系统函数中，均包含了支持通信中断的功能。对串口通信而言，Windows为相应的串口设备开放了用户定义的输出缓冲区和输入缓冲区，应用程序只能对输入/输出缓冲区进行操作，数据进出串口的操作均由系统后台完成。以接收为例，系统每接收一个字符就产生一个低级的硬件中断，系统的串口驱动程序将接收到的字符送入输入缓冲区，此时应用程序就可以通过访问输入缓冲区得到接收到的字符信息。MSComm控件介绍Windows为用户提供了两种方式实现串口通信。使用串口通信控件使用Windows的API应用程序接口使用串口通信控件进行串口程序开发极为方便，如果不需要对串口进行高级控制一般多选择使用MSComm控件进行开发。本章介绍在VB下使用MSComm控件进行计算机实验室温控系统串口程序开发。使用串口通信控件 针对串口通信，微软公司专门提供了MSComm控件，使用该控件进行串口通信设计是十分方便的，程序员不必花时间去了解较为复杂的API函数。通过简单修改控件的属性和使用控件提供的方法，就可以实现对串口的配置、完成串口接收和发送数据。使用Windows的API应用程序接口 在Windows中，串口是以文件的形式被打开和访问的。串口和串口通信驱动需要使用设备控制块（DeviceControlBlock，DCB）进行配置。应用程序使用API函数CreateFile打开串口，ReadFile读串口，CreateEvent建立事件对象和CloseHandle关闭串口。使用Windows的API应用程序接口MicronsoftCommunicationsControl(MSComm)是Micronsoft公司提供的简化Windows下串口通信编程的ActiveX控件，它为应用程序提供了通过串口收发数据的简便方法。在串口编程中，使用MSComm控件非常方便，仅需通过简单修改控件的属性和使用控件提供的方法，就可以实现对串口的配置，完成串口接收和发送数据等任务。使用Windows的API应用程序接口（1）MSComm控件的通信方法。MSComm控件提供了两种处理通信的方式：事件驱动方式和查询方式。（2）MSComm控件的属性与常数。CommPort属性。设置并返回通信端口号。端口号的范围为116，但如果用PortOpen属性打开一个并不存在的端口时，MSComm控件会产生错误68（设备无效）。RThreshold属性。设置返回要接收的字符数。接收字符后，如果RThreshold属性被设置为0（默认值），则不产生OnComm事件，如果RThreshold被设成n，则接收缓冲区收到n个字符时MSComm控件产生OnComm事件。CTSHolding属性。确定是否通过查询ClearToSend（CTS）线的状态发送数据。该属性在设计时无效，在运行时为只读。使用Windows的API应用程序接口SThreshold属性。设置并返回传输缓冲区中允许的最小字符数。若SThreshold属性被设置为0（默认值）时，数据传输不会产生OnComm事件。而当SThreshold属性被设为1，当传输缓冲区完全空时，MSComm控件产生OnComm事件。CDHolding属性。通过查询CarrierDetect（CD）线的状态确定是否有传输。该属性在设计时无效，在运行时为只读。DSRHolding属性。确定DataSetRead（DSR）线的状态。该属性在设计时无效，在运行时为只读。Settings属性。设置返回波特率、奇偶校验、数据位、停止位参数。当端口打开时，如果属性值非法，则MSComm控件产生错误380（非法属性值）。BBBBPDS各个属性值间用逗号隔开，其中BBBB为波特率，P为奇偶校验，D为数据位数，S为停止位数。其默认值为“9600，N，8，1”。Settings属性的设置由4个设置组成，格式如下：InputLen属性。设置并返回Input属性从接收缓冲区中读取的字符数。InputLen属性的默认值是0。设置InputLen为0时，使用Input将使MSComm控件读取缓冲区中全部的内容。使用Windows的API应用程序接口使用Windows的API应用程序接口EOFEnable属性。确定在输入过程中MSComm控件是否寻找文件结尾（EOF）字符。如果找到EOF字符，将停止输入并激活OnComm事件，此时CommEvent属性设置为comEvEOF。语法：object.EOFEnable=valueEOFEnable属性语法包括下列部分：value布尔表达式，确定当找到EOF字符时，OnComm事件是否被激活，如“设置值”中所描述。value的设置值为True：当EOF字符找到时OnComm事件被激活。value的设置值为False（默认）：当EOF字符找到时OnComm事件不被激活。当EOFEnable属性设置为False，OnComm控件将不在输入流中寻找EOF字符。说明：使用Windows的API应用程序接口Handshake常数。Handshake常数如表所示。OnComm常数。OnComm常数如表所示常 数值描 述comNone0无握手comXonXoff1XOn/Xoff握手comRTS2Request-to-send/clear-to-send握手comRTSXOnXOff3Request-to-send和clear-to-send握手皆可常 数值描 述comEvSend1发送事件comEvReceive2接收事件comEvCTS3clear-to-send线变化comEvDSR4data-set ready线变化comEvCD5carrier detect线变化comEvRing6振铃检测comEvEOF7文件结束使用Windows的API应用程序接口Error常数。Error常数如表所示。常 数值描 述comEventBreak1001接收到中断信号comEventCTSTO1002Clear-to-send超时comEventDSRTO1003Data-set ready超时comEventFrame1004帧错误comEventOverrun1006端口超速comEventCDTO1007Carrier detect超时comEventRxOver1008接收缓冲区溢出comEventRxParity1009Parity错误comEventTxFull1010传输缓冲区满comEventDCB1011检索端口设备控制块(DCB) 时的意外错误使用Windows的API应用程序接口InputMode常数。InputMode常数如表所示。常 数值描 述comInputModeText0（默认）通过Input属性以文本方式取回数据comInputModeBinary1通过Input属性以二进制方式检取回数据使用Windows的API应用程序接口（3）错误消息（MSComm控件）。表列出MSComm控件可以捕获的错误。值描 述常 数380无效属性值comInvalidPropertyValue383属性为只读comSetNotSupported394属性为只读comGetNotSupported8000端口打开时操作不合法comPortOpen8001超时值必须大于8002无效端口号ComPortInvalid8003属性只在运行时有效8004属性在运行时为只读8005端口已经打开comPor