Linux串口编程详解

Linux串口编程详解

串口本身，标准和硬件 ?

串口是计算机上的串行通讯的物理接口。计算机历史上，串口曾经被广泛用于连接计算机和终端设备和各种外部设备。虽然以太网接口和USB接口也是以一个串行流进行数据传送的，但是串口连接通常特指那些与RS-232标准兼容的硬件或者调制解调器的接口。虽然现在在很多个人计算机上，原来用以连接外部设备的串口已经广泛的被USB和Firewire替代；而原来用以连接网络的串口则被以太网替代，还有用以连接终端的串口设备则已经被MDA或者VGA取而代之。但是，一方面因为串口本身造价便宜技术成熟，另一方面因为串口的控制台功能RS-232标准高度标准化并且非常普及，所以直到现在它仍然被广泛应用到各种设备上。 某些计算机使用一个叫做UART的集成电路来作为串口设备。这个集成电路可以进行字符和异步串行通讯序列之间的转换，并且可以自动地处理数据的时序。而某些低端设备则会让CPU直接通过输出针来传送数据，这种技术叫做bit-banging。 因为“串口”，RS-232和UARTs基本上总是在同一个语境中出现，所以这些名词通常会被搞混。下面逐一解释以下一些重要的名词和术语。

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什么是串行通信 ?

计算机可以每次传送一个或者多个位(bit)的数据。“串行”指的式每次只传输一位(1bit)数据。 当需要通过串行通讯传输一个字(word)的数据时，只能以每次一位的方式接收或者发送。每个位可能是on(1)或者off(0)。很多技术术语中经常用mark表示on，而space表示off。 串行数据的速度通常用每秒传输的字节数bits-per-second(bps)或者波特率(baud)表示。这个值表示的是每秒钟被送出的0和1的个数。很久很久以前，300bps就是很快的速度了，而现在的电脑可以处理高达430,800的RS-232速率。表示波特率的单位还有kpbs和Mbps，1kps=1000bps而1Mbps=1000kbps。 一般有人提到串行设备的时候，它通常说可能是某种数据通讯设备-DCE(Data Communications Equipment)或者数据终端设备-DTE(Data Terminal Equipment)。它们之间的区别非常简单，每个信号对，比如传送和接收，它们俩正好是相反的。如果需要将两个DTE或者DCE设备连接起来的话，需要适配器或者交叉线缆将信号对交换。

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什么是RS-232 ?

RS-232是EIA(Electronic Industries Association)定义的串行通信的电器接口。RS-232事实上有三种(A,B和C)，它们分别采用不同的电压来表示on和off。最被广泛使用的是

RS-232C，它将mark(on)比特的电压定义为-3V到-12V之间，而将space(off)的电压定义到+3V到+12V之间。虽然RS-232C标准说信号最远被传输8m，但事实上你可以使用它传输更长的距离，直到信号波特率已经小到不行了为止。 RS-232的连结线中除去用来传入传出数据的电线，还有一些用来提供时序，状态和握手的电线： RS-232 针脚定义 DB-25

针脚

针脚

针脚

针脚

针脚

描述 描述 描述 描述 描述

1

Earth Ground TXD -

DSR - 6

Data Set Ready GND - 7

Logic Ground DCD - 8

Data Carrier Detecter

Secondary TXD 13

Secondary CTS 12

Secondary DCD

11 Unassigned 16

Secondary RXD

Signal 21 Quality

Detect

2 Transmitted Data RXD -

17

Receiver Clock

22 Ring Detect

3 Received Data RTS -

18 Unassigned 23

Data Rate Select

4 Request To Send CTS - Clear To Send

9 Reserved 14 19

Secondary RTS DTR - Data

24

Transmit Clock

5 10 Reserved 15

Transmit Clock

20 Terminal

Ready

25 Unassigned

DB-9

针脚 名称 全名 3 2 7 8 6 4

TD RD

Transmit Data Receive Data

方向(主机 外设) -> <- -> <- <-

RTS Request To Send CTS Clear To Send DSR Data Set Ready

DTR Data Terminal Ready ->

1 9 5

CD RI -

Data Carrier Detect Ring Indicator Signal Ground

<- <-

另外两个比较常见的串行接口的标准式RS-422和RS-574。RS-422使用更低的电压和差分信号，这样可以将传输距离扩张到300m。而RS-574定义了通常可以见到的用在电脑上的9针连接器和电压。

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信号定义 ?

RS-232标准定义了18个不同的串行通信的信号。而这些之中，仅仅有如下6个可以在UNIX环境中使用。

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GND - Logic Ground

从技术角度讲，GND不能算是信号。但是没有它其他信号都不能用了。基本上，logic ground有点像一个参考电压，通过它来判断哪个电压表示正哪个电压表示负。

? TXD - Transmitted Data

TXD信号负载着从你的电脑或者设备到另一端(比如调制解调器)的数据。Mark范围的电压被解析成1，而space范围电压被解析成0。

? RXD - Received Data

RXD于TXD正好相反。它负载着从另一端的电脑或者设备上传到你的工作站的数据。Mark和space的解析方法于TXD一致。

? DCD - Data Carrier Detect

DCD信号通常来自串口连结线的另一端。这条信号线上的space电压表示另一端的电脑或者设备现在已经连接。但是，DCD信号线却不是总可以得到的，有些设备上有这条信号线，而有的则没有。

? DTR - Data Terminal Ready

DTR信号是你的工作站产生的，用以告诉另一端的电脑或者设备你已经是否已经准备好了。Space电压表示准备好了，而mark电压表示没有准备好。当你在工作站上打开串行接口时，DTR通常自动被设置位有效。

? CTS - Clear To Send

CTS则通常来自连结线的另一端。Space电压表示你可以从工作站送出更多的数据。CTS通常用来协调你的工作站和另一端之间的串行数据流。

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RTS - Request To Send

如果RTS信号被设置成space电压，这表示你准备好了一些数据需要传送。和CTS一样，RTS也被用来协调工作站和另一端的电脑或者设备之间的数据流。有些工作站上会一直将这个信号设置位space。

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异步通讯 ?

计算机为了弄懂传给它的串行数据，它需要确定每个字符开始和结束的位置。这通常是用异步串行数据来完成的。

在异步模式中，除非有字符被传输，否则串行数据线总是处于mark(1)状态。有一个start位会被加入传输字符的各个位之前，在字符本身的位之后会有一个可选的parity位和一个或者多个stop位。Start位总是space(0)并且它会告诉计算机新的串行数据过来了。数据可以随时被送出或者接收，这就是所谓的异步。

#ref(): File not found: \串口编程详解\

那个可选的parity位仅仅是所有传输位的和，这个和用以表示传输字符中有奇数个1还是偶数个1。在偶数parity中，如果有传输字符中有偶数个1，那么parity位被设置成0，而传输字符中有奇数个1，那么parity位被设置成1。在奇数parity中，位设置与此相反。还有一些术语，比如space parity, mark parity和no parity。Space parity是指parity位会一直被设置位0，而mark parity正好与此相反，parity会一直是1。No parity的意思就是根本不会传输parity位。 剩余的位叫做stop位。传输字符之间可以有1个,1.5个或者2个stop位，而且，它们的 …… 此处隐藏：3410字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……