RS232串口通信基本知识与实例

上位机-串⼝通信详解（以RS232为例））1、什么是串⼝通信？写这个的时候我在想应该怎么解释串⼝通信，因为串⼝通信很多朋友不了解的原因是涉及到硬件的知识，对于没有相关专业知识的朋友很难理解串⼝通信。

所以我这⾥只做部分的解释，需要了解更多硬件相关信息的朋友可以看这篇博⽂：串⼝通信在百度词条上的解释是:串⼝通信（Serial Communications）的概念⾮常简单，串⼝按位（bit）发送和接收的。

简单的解释就是：两个⼈说话，⼀个⼈说，⼀个⼈听。

是的，就是这个么简单。

如果不需要了解硬件，那么我们只需要了解通信，串⼝不需要理解，那是硬件⼯程师需要考虑的事情。

我们今天讲的是上位机与串⼝通信，重点是通信。

2、串⼝通信协议所谓通信协议是指通信双⽅的⼀种约定。

约定包括对数据格式、同步⽅式、传送速度、传送步骤、检纠错⽅式以及控制字符定义等问题做出统⼀规定，通信双⽅必须共同遵守。

串⼝通信协议中，很多朋友很疑惑，RS232,RS485这些协议怎么⽤？但实际上这些准确来说，是⼀种标准。

我们可以直接使⽤这种标准进⾏通信，完全没有任何问题。

还有⼀种⾃定义通信协议，顾名思义，⾃定义通信协议是基于需求编写的，符合RS232等标准的协议。

这部分对于上位机来说，我们只需要得到第三⽅提供的⾃定义通信协议，根据其中的内容进⾏编程即可，具体的功能实现是由硬件⼯程师实现。

在通信协议中，最重要的是端⼝（com）、波特率、数据位、校验位、停⽌位。

3、实现⼀个demo通过上⾯的了解，上位机⼯程师应该有⼀个概念，上位机与串⼝的通信重点是通信，常⽤的通信可以直接使⽤标准的完成，但是如果是属于⾃定义通信协议的，需要提供⾃定义的通信协议。

1）⾸先我们实现⼀个界⾯，如下：2）配置串⼝参数-打开串⼝3）发送数据4）接收数据1、使⽤异步接收数据2、如果需要写完之后直接读，参考以下⽅法：5）效果图：6）基于⾃定义协议的通信（发送和接收都使⽤16进制进⾏）⾸先⾃定义⼀个通信协议：1、使⽤RS232进⾏通信，设定如下：波特率：9600数据位：8停⽌位：1奇偶校验：⽆2、通信协议内容：1）寄存器1 置1 执⾏功能1 地址 0b2）寄存器2 置1 执⾏功能2 地址 1b3）crc校验：将数据+地址等通过与或等操作⽣成的⼀个值（⼀般⾃定义的都会进⾏校验）4）开始位：015）结束位： 056）地址位：0a（根据不同寄存器决定）7）结果位：0e （成功0e，失败00）发送例⼦：执⾏功能101 0b 01 00 00 00 00 00 00 00 06 0e 05解析：01是开始位，0b是对应寄存器1的地址，数据长度是8，没有数据的置00，06是crc校验⽣成值，0e是结果位，05 是结束位。

实验九 RS232串口通讯应用一、实验目的串口通讯对单片机而言意义重大，不但可以实现将单片机的数据传输到电脑端，而且也能实现电脑对单片机的控制，比如可以很直观地把红外遥控器键值的数据码显示在电脑上等。

本次实验目的：1、通过实际硬件连接及软件编程完成 51单片机和PC机之间的串口通讯，从而加深对异步串行通信接口的基本结构、工作原理等串行通信基本概念的理解；2、了解RS-232C电平规定与TTL电平规定的不同，及采用专用芯片MAX232实现两者之间电平转换的连接电路。

二、实验设备51单片机实验板、PC机、串口连接线、串口调试软件、Keil软件、连接导线等。

三、实验原理及内容51单片机有一个全双工的串行通讯口，所以单片机和电脑之间可以方便地进行串口通讯。

进行串行通讯时要满足一定的条件，比如电脑的串口是RS232电平的，而单片机的串口是TTL电平的，两者之间必须有一个电平转换电路，在此采用专用芯片MAX232进行转换，虽然也可以用几个三极管进行模拟转换，但是还是用专用芯片更简单可靠。

采用三线制连接串口，也就是说和电脑的9针串口只连接其中的3根线：第5脚的GND、第2脚的RXD、第3脚的TXD。

这是最简单的连接方法，但是对我们来说已经足够使用了，电路如下图所示，MAX232的第10脚和单片机的11脚连接，第9脚和单片机的10脚连接，第15脚和单片机的20脚连接。

图1 串口通讯的硬件电路连接为了能够在电脑端看到单片机发出的数据，必须借助一个WINDOWS软件进行观察，这里利用一个免费的电脑串口调试软件（这是一个绿色的软件，无需安装，可以直接在当前位置运行这个软件）。

软件界面如下图，1先要设置一下串口通讯的参数，将波特率调整为4800，勾选十六进制显示。

串口选择为COM1，当然51单片机实验板的串口也要和电脑的COM1连接，将烧写有以下程序的单片机插入单片机实验板的万能插座中，并接通51单片机实验板的电源，这时只要按下K1一次，在串口调试助手软件的接收区界面中就会增加一个“AF”字符，表示单片机向电脑发送“AF”字符成功。

RS232通讯原理RS232是一种串行通信接口标准，用于连接计算机和外部设备，它被广泛应用于计算机与调制解调器、打印机、数码相机等设备之间的数据传输。

RS232通信原理涉及到物理连接、数据传输、波特率、数据帧格式等方面，下面将详细介绍RS232通信的原理。

1.物理连接：RS232通信使用的是一对串行线，其中一条线为发送线Tx，另一条线为接收线Rx。

发送端将串行数据转换为电压信号，通过发送线发送到接收端，接收端将电压信号解码为串行数据。

此外，RS232通信还使用了共地线GND来提供共同的参考电平。

2.数据传输：RS232通信使用非归零电平编码，即逻辑1不产生电平变化，逻辑0产生一定的电平变化。

一般情况下，逻辑1对应于高电平，逻辑0对应于低电平。

数据传输是以位为单位进行的，发送端每次发送一个位的数据，接收端每次接收一个位的数据。

3.波特率：4.数据帧格式：RS232通信使用的数据帧包含起始位、数据位、校验位和停止位。

起始位用于表示数据帧的开始，一般为逻辑0。

数据位是实际的数据位数，一般为8位。

校验位用于检查数据传输的正确性，可以是奇校验、偶校验或无校验。

停止位用于表示数据帧的结束，一般为逻辑15.控制信号：RS232通信还使用了一些控制信号，包括RTS（Request to Send）、CTS（Clear to Send）、DTR（Data Terminal Ready）和DSR（Data Set Ready）等。

这些控制信号用于控制数据的流向和设备之间的握手信号。

6.RS232电平：RS232通信使用的电平范围为-15V至+15V，其中-3V至-15V表示逻辑1，+3V至+15V表示逻辑0。

为了适应不同的应用场景，RS232通信还定义了+12V至+15V表示逻辑1，-3V至-12V表示逻辑0的低压版本（称为RS232-L）和+3V至+12V表示逻辑1，-12V至-3V表示逻辑0的高压版本（称为RS232-H）。

计算机网络实验RS232串口通信程序的编写RS232是一种常见的串行通信接口，用于在计算机和其他外部设备之间传输数据。

它广泛应用于各种设备和应用程序，如串口调试工具、点阵打印机等。

本文将介绍如何编写一个基本的RS232串口通信程序。

我们将使用C 语言和Linux操作系统来演示。

在开始编写程序之前，我们需要了解一些RS232串口的基本概念和通信协议。

RS232串口由发送线（TX）、接收线（RX）、控制线（如RTS、CTS、DTR和DSR）等组成。

通信时，发送方将数据从TX线发送到接收方的RX线，然后接收方通过RX线接收数据。

以下是一个简单的RS232串口通信程序示例：```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <fcntl.h>#include <termios.h>#include <unistd.h>int maiint fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR ， O_NOCTTY); // 打开串口设备if (fd == -1)perror("打开串口失败");exit(1);}struct termios options;tcgetattr(fd, &options); // 获取当前串口设置//设置波特率为9600cfsetispeed(&options, B9600);cfsetospeed(&options, B9600);//设置数据位为8位，无奇偶校验，停止位为1位options.c_cflag &= ~PARENB;options.c_cflag &= ~CSTOPB;options.c_cflag &= ~CSIZE;options.c_cflag ，= CS8;//更新串口设置tcsetattr(fd, TCSANOW, &options);char buffer[255];while (1)ssize_t len = read(fd, buffer, sizeof(buffer)); // 从串口读取数据if (len == -1)perror("读取串口失败");exit(1);}printf("接收到数据：%.*s\n", len, buffer);ssize_t nwrite = write(fd, buffer, len); // 向串口写入数据if (nwrite == -1)perror("写入串口失败");exit(1);}}close(fd);return 0;```该程序首先打开串口设备`/dev/ttyS0`，如果打开失败则会输出错误信息并退出。

rs232串口通信原理
RS232串口通信是一种常用的串行通信协议，用于在计算机和外部设备之间传输数据。

它采用的是一种全双工的通信方式，即可以同时进行数据的发送和接收。

在RS232串口通信中，数据通过一根称为串口线的物理连接
来传输。

这根串口线由三根信号线构成：数据线（TXD和RXD）、控制线（CTS、RTS、DTR和DSR）和地线（GND）。

其中，数据线负责传输数据，控制线用于控制数
据的流动，而地线用于连接串口设备的地。

数据的传输是通过电压的变化来实现的。

当发送数据时，计算机会将数据转换为相应的电压信号，并通过TXD线发送出去。

接收数据时，外部设备会将电压信号转换为相应的数据，并通过RXD线发送回计算机。

为了确保数据的正确传输，RS232串口通信引入了一些控制信号。

其中，RTS（请求发送）、CTS（清除发送）、DSR（数
据设备就绪）和DTR（数据终端就绪）用于控制数据的流动，以避免数据的丢失或冲突。

例如，当计算机希望发送数据时，会先发送一个RTS信号给外部设备，请求数据发送的权限。

外部设备在接收到RTS信号后，会发送一个CTS信号给计算机，表示已经清除发送，并可以开始传输数据。

类似地，DSR 和DTR信号用于设备之间的就绪状态的通知。

除了控制信号外，RS232串口通信还定义了一些数据格式，如起始位、数据位、停止位和奇偶校验位等。

这些数据格式的定
义旨在保证数据的准确性和可靠性。

总的来说，RS232串口通信通过物理连接和控制信号的交互，实现了计算机与外部设备之间的数据传输，为各种设备的连接和通信提供了一种简单可靠的方式。

RS232串口多机通信一基本原理1、主从多机通信拓扑图2、主从多机通信的具体过程1）使所有的从机的SM2位置1，以便接收主机发来的地址；2）主机发出一帧地址信息，其中包括8位需要与之通信的从机地址，第9位为1；3）所有从机接收到地址帧后，各自将所接收到的地址与本机地址比较，对于地址相同的从机，使SM2位清零以接收主机随后发来的所有信息。

对于地址不符合的从机，仍保持SM2=1的状态，对主机随后发来的数据不予理睬，直至发送新的地址帧；4）主机给已被寻址的从机发送控制命令和数据（数据帧的第9位为0）；5）本次通信结束后，从机重置SM2=1，主机可再寻址其它从机。

二主从模式首先要设定工作方式3：（主从模式+波特率可变）SCON位定义：SCON串口功能寄存器：SM0=1；SM1=1（工作方式3）注：主机和从机都要为工作方式3。

1、工作方式2 （SM0 SM1 :1 0）：串行口为11位异步通信接口。

发送或接收一帧信息包括1位起始位“0”、8位数据位、1位可编程位、1位停止位“1”。

发送数据：发送前，先根据通信协议由软件设置TB8为“奇偶校验位”或“数据标识位”，然后将要发送的数据写入SBUF，即能启动发送器。

发送过程是由执行任何一条以SBUF为目的寄存器的指令而启动的，把8位数据装入SBUF，同时还把TB8装到发送移位寄存器的第9位上，然后从TXD（P3.1）端口输出一帧数据。

接收数据：先置REN=1，使串行口为允许接收状态，同时还要将RI清“0”。

然后再根据SM2的状态和所接收到的RB8的状态决定此串行口在信息到来后是否置R1=1，并申请中断，通知CPU接收数据。

当SM2=0时，不管RB8为“0”还是为“1”，都置RI=1，此串行口将接收发送来的信息。

当SM2=1时，且RB8=1，表示在多机通信情况下，接收的信息为“地址帧”, 此时置RI=1,串行口将接收发来的地址。

当SM2=1时，且RB8=0，表示在多机通信情况下，接收的信息为“数据帧”, 但不是发给本从机的，此时RI不置为“1”，因而SBUF中接收的数据帧将丢失。

RS232通信原理是一种基于电压变化的异步串行通信方式。

以下是其主要的通信原理和特点：
传输方式：RS232使用一对传输线（发送线和接收线）通过发送和接收电信号来传输数据。

发送线负责将数据位从计算机发送到外部设备，而接收线则负责将数据位从外部设备发送到计算机。

电平表示：在RS232通信中，逻辑1和逻辑0是通过不同的电压电平来表示的。

通常，正电压表示逻辑0，负电压表示逻辑1。

但需要注意的是，有些设备可能采用相反的电平表示方式。

数据帧格式：RS232通信将数据划分为数据帧进行传输。

每个数据帧包括一个起始位、数据位、校验位和停止位。

起始位用于指示数据的开始，数据位是实际传输的数据，校验位用于验证数据的准确性，停止位用于指示数据的结束。

异步通信：RS232通信是异步的，这意味着发送方和接收方没有共同的时钟信号来同步数据传输。

相反，它们依赖于数据帧中的起始位和停止位来识别每个字节的边界。

电气特性：为了使RS232通信正常工作，发送方和接收方的电气特性需要匹配。

这包括电压范围、驱动能力和接收灵敏度等方面。

电缆和连接器：RS232通信使用满足一定要求的电缆和连接器来确保数据的传输质量和稳定性。

常见的RS232电缆类型包括DB9和DB25等。

总的来说，RS232通信原理基于电压的变化，通过发送和接收电信号来传输数据。

它具有简单、可靠、低成本等优点，在计算机与外部设备之间的通信中得到了广泛应用。

然而，随着技术的发展，RS232通信已经逐渐被更高速、更稳定的通信方式所取代，如USB、Ethernet等。

rs232串口程序实例RS232串口程序实例RS232串口是计算机与外部设备进行数据传输的一种常用接口标准。

在计算机网络技术快速发展的背景下，RS232串口虽然已经不再是主流接口，但在某些特定应用场景下仍然得到广泛应用。

本文将以RS232串口程序实例为主题，介绍如何使用RS232串口进行数据传输的一些常见操作和注意事项。

一、RS232串口的基本介绍RS232串口是一种串行通信接口标准，它使用了DB9或DB25接头，通过串行方式传输数据。

RS232串口常用于计算机与外部设备之间进行数据传输，比如打印机、调制解调器、扫描仪等。

RS232串口传输速率一般为115200bps，支持全双工通信。

二、RS232串口的连接方式RS232串口连接需要使用串口线缆将计算机与外部设备相连。

一般来说，计算机上有一个或多个RS232串口接口，我们需要根据实际需求选择合适的串口接口进行连接。

在连接时需要注意接线的正确性，一般按照1-1、2-2、3-3、4-4...的顺序进行连接。

三、RS232串口的通信协议RS232串口的通信协议是指在数据传输过程中，计算机与外部设备之间所遵循的规则。

常见的通信协议有ASCII码、Modbus等。

在编写RS232串口程序时，需要根据实际应用场景选择合适的通信协议，并按照协议规定的格式进行数据的发送和接收。

四、RS232串口程序的编写编写RS232串口程序需要使用编程语言，比如C、C++、Python 等。

以Python为例，下面是一个简单的RS232串口程序实例：```pythonimport serial# 打开串口ser = serial.Serial('COM1', 115200, timeout=0.5)# 发送数据data = 'Hello, RS232!'ser.write(data.encode())# 接收数据recv_data = ser.read(1024)print(recv_data.decode())# 关闭串口ser.close()```在这个程序中，首先通过`import serial`导入serial库，然后使用`serial.Serial`函数打开串口。

RS232通讯协议引言RS232通讯协议是一种常用的串行通信协议，用于在计算机和外部设备之间传输数据。

本文将介绍RS232通讯协议的基本原理、特点和应用，并提供一些常见的使用示例。

RS232通讯协议的基本原理RS232通讯协议使用串行通信方式，通过发送和接收电平信号来实现数据的传输。

它使用一对差分信号线，分别为TX（发送）和RX（接收）线。

数据在发送端被转换成电压值并通过TX线发送，接收端则将接收到的电压信号转换成对应的数据。

RS232通讯协议使用的电压电平范围为正负12V，其中正电压表示逻辑“0”，负电压表示逻辑“1”。

通过这种方式，RS232协议可以实现可靠的数据传输。

RS232通讯协议的特点1.可靠性：RS232通讯协议使用差分信号线，能够抵抗干扰，提供可靠的数据传输。

2.灵活性：RS232通讯协议支持全双工通信，即发送和接收可以同时进行，提高通信效率。

3.距离限制：RS232通讯协议在使用过程中存在最大传输距离的限制，通常在15米左右。

4.速率可调：RS232通讯协议支持多种传输速率，可以根据具体需求进行调整。

RS232通讯协议的应用RS232通讯协议广泛应用于各种领域，如计算机通信、工业控制、仪器仪表等。

下面是一些常见的应用场景：1.计算机通信：RS232通讯协议被广泛用于计算机和外部设备之间的数据传输，如打印机、调制解调器等。

2.工业控制：RS232通讯协议在工业自动化领域中起着重要作用，用于控制和监测各种设备，如PLC、传感器等。

3.仪器仪表：RS232通讯协议也常用于仪器仪表的数据传输，如示波器、电压表等。

RS232通讯协议的使用示例以下是一个简单的使用示例，演示了如何通过RS232通讯协议在计算机和外部设备之间传输数据：1. 打开计算机的串口终端软件。

2. 设置串口参数，包括波特率、数据位、停止位和校验位。

3. 连接计算机和外部设备的RS232接口线，确保连接稳固。

4. 在串口终端软件中输入要发送的数据，点击发送按钮。

PIC单片机之RS232串口通信篇大家是否觉得这样一个单片机系统似乎缺少点什么呢？不错，本期我们将介绍单片机与电脑通讯，使单片机与PC 机能够联机工作。

单片机除了需要控制外围器件完成特定的功能外，在很多应用中还要完成单片机和单片机之间、单片机和外围器件之间，以及单片机和微机之间的数据交换和指令的传输，这就是单片机的通信。

单片机的通信方式可以分为并行通信和串行通信。

并行方式传送一个字节的数据至少需要8 条数据线。

一般来讲单片机与打印机等外围设备连接时，除8条数据线外，还要状态、应答等控制线，当传送距离过远时电线要求过多，成本会增加很多。

单片机的串行通信方法较为多样，传统的串行通信方式是通过单片机自带的串行口进行RS232 方式的通信。

串行通信是以一位数据线传送数据的位信号，即使加上几条通信联络控制线，也比并行通信用的线少。

因此，串行通信适合远距离数据传送，如大型主机与其远程终端之间，处于两地的计算机之间，采用串行通信就非常经济。

串行通信又分为异步传送和同步传送两种基本方式。

异步通讯：异步通信传输的数据格式一般由1个起始位、7 个或8 个数据位、1 到2 个停止位和一个校验位组成。

它用一个起始位表示字符的开始，用停止位表示字符的结束。

其每帧的格式如图1 所示。

在一帧格式中，先是一个起始位0，然后是8个数据位，规定低位在前，高位在后，接下来是奇偶校验位（可以省略），最后是停止位1。

用这种格式表示字符，则字符可以一个接一个地传送。

在异步通讯中，通信双方采用独立的时钟，起始位触发双方同步时钟。

在异步通信中CPU 与外设之间必须有几项约定，即每一帧位数，字符格式和波特率。

字符格式的规定是双方能够在对同一种0 和1 的数据串理解成同一种意义。

原则上字符格式可以由通讯的双方自由制定，但从通用、方便的角度出发，一般还是使用一些标准为好，如采用ASCII 标准。

同步通讯：在同步通讯中所传输的数据格式是由多个数据组成，每帧有一个或两个同步字符作为起始位以触发同步时钟开始发送或接收。