串口通信协议

近期学习了单片机及数电相关知识，故决定系统地学习一些通信协议。手边书本仅介绍了串口低速接口的相关协议。

串行通信 是指通过使用一条数据线（需要地线或控制线），将数据一位一位地一次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度。 特点:抗干扰，节省数据线，但速度慢

串行通信时：数据一位一位地排列，按照时序信号控制发送与接收，发送端通过发送始终确定数据位的开始与结束，接收端需要在适当的时间间隔对数据流进行采样并解码。 分为：同步串行通信与异步串行通信

同步串行通信的信息帧由同步信号字符（SYNC）、数据字符和校验字符（CRC）组成。在传输数据时需要保持发送时钟与接收时钟的严格同步，但受限于不同厂家间的同步字符不统一，使用范围小。 异步串行通信有两个重要的指标：字符帧格式和波特率。数据通常以字符或者字节为单位组成字符帧传输，字符帧被逐帧发送、接收。发送和接收时钟源彼此独立。 字符帧格式为：一位起始位，八位数据位，一位奇偶校验位，一位停止位。 数据位、奇偶校验位在不同协议中存在不同类别。

串行通信按照工作模式可以分为单工、半双工、双工。 单工 — 发送端、接收端的角色固定； 半双工（RS-485） — 既可以发送也可以接收数据，在各端口存在收发切换电子开关，一般不可以同时发生； 全双工（PS-232）— 由两根可以同时发送和接收的传输线进行通信。

通信端口的初始化 明确编码、解码方式，设置波特率等操作。 波特率：每秒钟发送的位的个数。发送设备与接收设备的波特率不同，会导致解码错误。波特率为9600bps时发送每位的时间约为0.1ms。 数据位：通信中实际数据的位数。如何选择数据位，取决于想传输数据的位数。 停止位:用于表示数据帧的发送结束及设备矫正时钟同步，典型值是1位。停止位的位数越多，不同设备时钟同步的容忍度越大。 奇偶校验位:有三种检验模式，奇校验、偶校验和无校验。奇、偶校验的思想均不是统计数据位中0\1的个数，而是凑出奇、偶的规律。现大多选择无校验。

RS – （Recommend Standard） RS-232标准（DB-9） 一般有9个引脚，通信范围在15m以内，属于单端信号传输，存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，工作时需要保证电平在±（3-15）V以内，各信号线分别代表的含义是： CD （Carried Detect）：载波侦听。表示调制解调器是否检测到了通信设备发出的载波信号。 RD （Receive Data）：接收数据。表示从外部设备接收数据的信号线。 TD （Transmit Data）：发送数据。表示将数据发送到外部设备的信号线。 DTR （Data Terminal Ready）：数据终端就绪。表示计算机已准备好接收或发送数据。 GND （Ground）：地线。连接电路的共同接地点。 DSR（Data Set Ready）：数据集就绪。表示调制解调器已经启动并可以进行通信。 RTS（Ready to Send）：准备好发送。表示计算机已准备好发送数据并要求外部设备做好接收准备。 CTS（Clear to Send）：清除发送。表示外部设备已经准备好接收来自计算机的数据 RI（Ring Indicator）：振铃指示。表示当电话线路上有来电时的信号。

RS-232的主要缺陷是： ①接口的信号电平较高，容易损坏接口电路的芯片，与TTL电路不相同； ②传输速率较低，波特率