串口基本概念

 一般用的是RS232C标准,用的负逻辑,即正(也会经常用mark、on):-15v~-3v,负(也会用space、off表示):3v~15v。

信号定义:

GND(Logic Ground):其实不是真正的信号,它代表的是一个相对电压,然后才有了正、负电平。

TXD(Transmitted Data):传输的数据,高电平表示为1,低电平表示为1。其引脚公头应该是3,母头应该是2。

RXD(Receiverd Data):接受的数据,高电平表示为1,低电平表示为1。其引脚公头应该是2,母头应该是3。

DCD(Data Carrey Detective):数据载波检测,低电平表示设备已经连接好,实际中用的并不多。

DTR(Data Terminal Ready):数据终端准备,设备产生的信号,告诉对方已经准备好或者没有准备好,打开一个串口的时候,一般会自动开启这个功能。

CTS(Clear To Send):用于硬件流控,发送清除,输入信号,有效时停止发送。

RTS(Require to Send):用于硬件流控,要求发送信号,输出信号,指示本设备准备好可接受。

流控:

分为两种,软件流控和硬件流控。

软件流控:用特殊的字符表示数据的开始(XON/OXDC/021)或者结束(XOFF/DC3/023),传输文本信息的时候非常有用,如果发送的是其他信息,要进行处理。

硬件流控:就是用CTS/RTS信号代替软件流控的特殊字符,接受方在准备好接受数据的时候,把CTS设置为低电平。发送方在准备发送数据的时候把RTS设置为低电平。硬件流控比软件流控更有效率。

### 串口通信的基本概念 #### 数据传输方式 在计算机和其他设备之间进行数据交换时,有两种主要的数据传输方式:并行传输和串行传输。串行传输是指一次只发送一位二进制数,在一条线上按顺序逐位传送的方式[^1]。 #### 协议与接口区分 需要注意的是,许多人在讨论串行通信时容易混淆协议和接口的概念。实际上,协议定义了如何通过特定的物理连接来传递信息;而接口则指定了电气特性、机械结构以及信号的功能。例如,RS-232不仅是一种电平标准,还包含了具体的针脚定义和功能说明[^2]。 #### UART简介 通用异步接收器/发射器(Universal Asynchronous Receiver Transmitter, UART)是实现串行通信的关键组件之一。它负责将来自CPU或其他处理器发出的并行数据转换成可以在单根导线上依次传输的一系列脉冲序列,并且能够反向操作以恢复接收到的信息流。这种器件可以独立存在也可以集成到微控制器内部。 #### TTL vs RS232 晶体管—晶体管逻辑(Transistor–transistor logic, TTL)水平通常用于短距离内的芯片间通信,默认电压范围大约是从0V至5V表示高低状态。相比之下,RS232采用更高的正负摆幅(-15V ~ +15V),这使得该标准适合更远的距离但是功耗较大。因此,在实际应用中经常看到两者之间的电平转换电路。 #### 数据帧格式 对于基于UART的串行链路来说,每一组有效载荷前后都会附加额外控制字符形成完整的“帧”。典型情况下,一个这样的单位可能包含起始位(Start Bit)、若干个数据位(Data Bits)、可选奇偶校验(Parity Check) 和结束标志(Stop Bits)[^3]: ```plaintext | Start | Data bits | Parity bit | Stop | ``` 其中,“Data bits”的长度可以根据需求设定为5~9bit不等;至于是否启用检验机制及其具体形式,则取决于开发者的选择。
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