RS-232通信编程实验指导书

目录0 序言 21 理论背景 3串口通讯的见解及接口电路 3传输速率与传输距离 5波特率 5发送／接收时钟 6波特率因子 7传输距离 7奇偶校验 8网络通讯的数据包 <帧） 91.4.1 HDLC 的帧构造 10点对点协议PPP的帧构造111.5 调制解调器 <MODEM）和流控制 11调制解调器<MODEM）11流控制132 技术背景162.1 RS-23216电气特点17连结器的机械特点192.1.3 RS-232的接口信号202.2 远距离通讯 25采用Modem(DCE>和电话网通讯时的信号连结25采用专用电话线通讯262.3 近距离通讯 27零Modem的最简单连线<3线制）27零Modem标准连结283 设计过程303.1 串行通讯资料 30串行通讯端口30串口通讯线303.2 整体设计见解与功能描绘32整体设计见解32字节传输33文本文件传输344 设计成就与运行过程354.1 实时信息交互功能354.2 文本和文件的传输440序言在各样单片机应用系统设计中，如智能仪器仪表、各样手持设备、 GPS 接收器等，都会碰到怎样与PC 机进行通讯的问题。

在数据量不大、传输速率要求不高的情况下，一般都采用串行通讯方式，即经过与PC 机配置的RS-232标准串行接口COM1 、 COM2 等相连结来实现应用系统与PC 机之间的数据互换。

比方南天加密键盘，它是南天自主开发的新产品，采用扫描式16 键金属键盘，用单片机与DES 芯片实现管理和控制，经过RS232 通讯口与PC 机相连。

它是针对南天自助产品而研制的，可对键盘敲入的键码加密，以密文形式送到PC 机，保证通讯过程中的数据加密，有效地保护键盘交易信息的安全。

本课题以计算机科学与技术专业的理论知识为基础，以计算机通讯技术为支撑，在全面掌握计算机通讯基本理论和基本技术的基础上，利用RS— 232 接口接口规范，设计与实现一个计算机通讯系统。

RS232串口通信实验报告学院：电子信息学院班级：08031102姓名：张泽宇康启萌余建军学号：2011301966 2011301950 2011301961时间：2014年11月13日学校：西北工业大学一．实验题目：设计一个简单的基于串口通信的信息发送和接受界面二．实验目的：1.熟悉并掌握RS232串口标准及原理。

2.实现PC机通过RS232串口进行数据的收发。

3.熟悉VC语言编写程序的环境，掌握基本的VC语言编程技巧。

三．实验内容程序代码：P// PC1PC2Dlg.cpp : implementation file//#include "stdafx.h"#include "PC1PC2.h"#include "PC1PC2Dlg.h"#ifdef _DEBUG#define new DEBUG_NEW#undef THIS_FILEstatic char THIS_FILE[] = __FILE__;#endif//////////////////////////////////////////////////////////////////////////// CAboutDlg dialog used for App Aboutclass CAboutDlg : public CDialog{public:CAboutDlg();// Dialog Data//{{AFX_DATA(CAboutDlg)enum { IDD = IDD_ABOUTBOX };//}}AFX_DATA// ClassWizard generated virtual function overrides//{{AFX_VIRTUAL(CAboutDlg)protected:virtual void DoDataExchange(CDataExchange* pDX); // DDX/DDV support //}}AFX_VIRTUAL// Implementationprotected://{{AFX_MSG(CAboutDlg)//}}AFX_MSGDECLARE_MESSAGE_MAP()};CAboutDlg::CAboutDlg() : CDialog(CAboutDlg::IDD){//{{AFX_DATA_INIT(CAboutDlg)//}}AFX_DATA_INIT}void CAboutDlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX){CDialog::DoDataExchange(pDX);//{{AFX_DATA_MAP(CAboutDlg)//}}AFX_DATA_MAP}BEGIN_MESSAGE_MAP(CAboutDlg, CDialog)//{{AFX_MSG_MAP(CAboutDlg)// No message handlers//}}AFX_MSG_MAPEND_MESSAGE_MAP()/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// CPC1PC2Dlg dialogCPC1PC2Dlg::CPC1PC2Dlg(CWnd* pParent /*=NULL*/): CDialog(CPC1PC2Dlg::IDD, pParent){//{{AFX_DATA_INIT(CPC1PC2Dlg)m_send = _T("");m_receive = _T("");m_bt = _T("");//}}AFX_DATA_INIT// Note that LoadIcon does not require a subsequent DestroyIcon in Win32 m_hIcon = AfxGetApp()->LoadIcon(IDR_MAINFRAME);}void CPC1PC2Dlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX){CDialog::DoDataExchange(pDX);//{{AFX_DATA_MAP(CPC1PC2Dlg)DDX_Control(pDX, IDC_MSCOMM1, m_Comm);DDX_Text(pDX, IDC_EDIT1, m_send);DDX_Text(pDX, IDC_EDIT2, m_receive);DDX_CBString(pDX, IDC_COMBO1, m_bt);//}}AFX_DATA_MAP}BEGIN_MESSAGE_MAP(CPC1PC2Dlg, CDialog)//{{AFX_MSG_MAP(CPC1PC2Dlg)ON_WM_SYSCOMMAND()ON_WM_PAINT()ON_WM_QUERYDRAGICON()ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON1, OnButton1)ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON_SET, OnButtonSet)ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON2, OnButton2)//}}AFX_MSG_MAPEND_MESSAGE_MAP()/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// CPC1PC2Dlg message handlersBOOL CPC1PC2Dlg::OnInitDialog(){CDialog::OnInitDialog();// Add "About..." menu item to system menu.// IDM_ABOUTBOX must be in the system command range.ASSERT((IDM_ABOUTBOX & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX);ASSERT(IDM_ABOUTBOX < 0xF000);CMenu* pSysMenu = GetSystemMenu(FALSE);if (pSysMenu != NULL){CString strAboutMenu;strAboutMenu.LoadString(IDS_ABOUTBOX);if (!strAboutMenu.IsEmpty()){pSysMenu->AppendMenu(MF_SEPARATOR);pSysMenu->AppendMenu(MF_STRING, IDM_ABOUTBOX, strAboutMenu);}}// Set the icon for this dialog. The framework does this automatically// when the application's main window is not a dialogSetIcon(m_hIcon, TRUE); // Set big iconSetIcon(m_hIcon, FALSE); // Set small icon// TODO: Add extra initialization herem_Comm.SetCommPort(1); //选择COM1m_Comm.SetInputMode(1); //输入方式为二进制方式m_Comm.SetRThreshold(1); //参数1表示每当串口接收缓冲区中有多于或等于1个字符时将引发一个接收数据的OnComm事件// CString str;// str="9600,n,8,1";// m_Comm.SetSettings(str);m_Comm.SetPortOpen(TRUE);//打开串口return TRUE; // return TRUE unless you set the focus to a control}void CPC1PC2Dlg::OnSysCommand(UINT nID, LPARAM lParam){if ((nID & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX){CAboutDlg dlgAbout;dlgAbout.DoModal();}else{CDialog::OnSysCommand(nID, lParam);}}// If you add a minimize button to your dialog, you will need the code below// to draw the icon. For MFC applications using the document/view model,// this is automatically done for you by the framework.void CPC1PC2Dlg::OnPaint(){if (IsIconic()){CPaintDC dc(this); // device context for paintingSendMessage(WM_ICONERASEBKGND, (WPARAM) dc.GetSafeHdc(), 0);// Center icon in client rectangleint cxIcon = GetSystemMetrics(SM_CXICON);int cyIcon = GetSystemMetrics(SM_CYICON);CRect rect;GetClientRect(&rect);int x = (rect.Width() - cxIcon + 1) / 2;int y = (rect.Height() - cyIcon + 1) / 2;// Draw the icondc.DrawIcon(x, y, m_hIcon);}else{CDialog::OnPaint();}}// The system calls this to obtain the cursor to display while the user drags// the minimized window.HCURSOR CPC1PC2Dlg::OnQueryDragIcon(){return (HCURSOR) m_hIcon;}//把字符通过串口发送出去void CPC1PC2Dlg::OnButton1(){// TODO: Add your control notification handler code hereUpdateData(TRUE); //读编辑框内容if(strlen(m_send)==0)MessageBox("发送的数据不能为空！","提示",MB_OK);else{m_Comm.SetOutput(COleV ariant(m_send));Sleep(100);}}BEGIN_EVENTSINK_MAP(CPC1PC2Dlg, CDialog)//{{AFX_EVENTSINK_MAP(CPC1PC2Dlg)ON_EVENT(CPC1PC2Dlg, IDC_MSCOMM1, 1 /* OnComm */, OnOnCommMscomm1, VTS_NONE)//}}AFX_EVENTSINK_MAPEND_EVENTSINK_MAP()void CPC1PC2Dlg::OnOnCommMscomm1(){// TODO: Add your control notification handler code hereV ARIANT data;COleSafeArray data2;CByteArray datatemp;CString strtemp,buffer;LONG len,i;BYTE Inbyte[2048],temp;UpdateData(TRUE); //读编辑框内容if(m_Comm.GetCommEvent()==2) //事件值为2表示接收缓冲区内有字符{data=m_Comm.GetInput(); //读缓冲区data2=data; //V ARIANT型变量转换为ColeSafeArray型变量len=data2.GetOneDimSize(); ////得到有效数据长度if(len>0){for(i=0;i<len;i++)data2.GetElement(&i,Inbyte+i);//转换为BYTE型数组for(i=0;i<len;i++) //将数组转换为Cstring型变量{temp=*(char*)(Inbyte+i); //字符型strtemp.Format("%c",temp); //将字符送入临时变量strtemp存放buffer+=strtemp; //将字符串送入临时变量buffer中存放}}m_receive=m_receive+buffer+" ";}UpdateData(FALSE); //更新编辑框内容// MessageBox("gegnxin","提示",MB_OK);}void CPC1PC2Dlg::OnButtonSet(){// TODO: Add your control notification handler code hereUpdateData(TRUE);CString str;str.Format("%s,n,8,1",m_bt);m_Comm.SetSettings(str);}void CPC1PC2Dlg::OnButton2(){// TODO: Add your control notification handler code hereGetDlgItem(IDC_EDIT2)->SetWindowText(_T(""));}四．实验过程：（1）将9针RS232串口通信线与PC机串口连接，并用跳线将RS232串口通信线另一端2（RXD）和3(TXD)短接。

实验二RS232串口通信程序的编写一．实验目的1.掌握串口通讯编程的编写2.实现两台计算机通过RS232通信二．编程环境Visual studio 2008三、实验原理1 概述在现代的各种实时监控系统和通信系统中，在Windows 9X/NT下利用VC++对RS-232串口编程是常用的手段。

Windows 9X/NT是抢先式的多任务操作系统，程序对CPU的占用时间由系统决定。

多任务指的是系统可以同时运行多个进程，每个进程又可以同时执行多个线程。

进程是应用程序的运行实例，拥有自己的地址空间。

每个进程拥有一个主线程，同时还可以建立其他的线程。

线程是操作系统分配CPU时间的基本实体，每个线程占用的CPU时间由系统分配，系统不停的在线程之间切换。

进程中的线程共享进程的虚拟地址空间，可以访问进程的资源，处于并行执行状态，这就是多线程的基本概念。

2 VC++对多线程的支持使用MFC开发是较普遍的VC++编程方法。

VC++把线程分为两种：用户界面线程和工作者线程。

用户界面线程能够提供界面和用户交互，通常用于处理用户输入并相应各种事件和消息；而工作者线程主要用来处理程序的后台任务。

程序一般不需要直接创建CWinThread对象，通过调用AfxBeginThread()函数就会自动创建一个CWinThread对象，从而开始一个进程。

创建上述的两种线程都利用这个函数。

线程的终止取决于下列事件之一：线程函数返回；线程调用ExitThread()退出；异常情况下用线程的句柄调用TerminateThread()退出；线程所属的进程被终止。

3 多线程在串口通信中的应用3.1 串口通信对线程同步的要求因为同一进程的所有线程共享进程的虚拟地址空间，而在Windows 9X/NT系统下线程是汇编级中断，所以有可能多个线程同时访问同一个对象。

这些对象可能是全局变量，MFC的对象，MFC的API等。

串口通信的几个特点决定了必须采用措施来同步线程的执行。

RS232串口通信实验一、认识RS232单片机的串行口是非常有用的，通过他我们可以把单片机系统的数据传回电脑处理或者接受电脑传过来的数据而进行相应的动作，在串行通讯时,要求通讯双方都采用一个标准接口,使不同的设备可以方便地连接起来进行通讯。

RS-232-C接口(又称EIA RS-232-C)是目前最常用的一种串行通讯接口. 它是在1970年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统,调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准.它的全名是"数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准"该标准规定采用一个25个脚的DB-25连接器,对连接器的每个引脚的信号内容加以规定,还对各种信号的电平加以规定.后来IBM的PC机将RS232简化成了DB-9连接器,从而成为事实标准.而工业控制的RS-232口一般只使用RXD,TXD,GND三条线.在讨论RS-232C接口标准的内容之前，先说明两点：首先，RS-232-C标准最初是远程通信连接数据终端设备DTE(Data Terminal Equipment)与数据通信设备DCE（Data Communication Equipment)而制定的。

因此这个标准的制定，并未考虑计算机系统的应用要求。

但目前它又广泛地被借来用于计算机（更准确的说，是计算机接口）与终端或外设之间的近端连接标准。

显然，这个标准的有些规定及和计算机系统是不一致的，甚至是相矛盾的。

有了对这种背景的了解，我们对RS-232C标准与计算机不兼容的地方就不难理解了。

其次，RS-232C标准中所提到的“发送”和“接收”，都是站在DTE立场上，而不是站在DCE的立场来定义的。

由于在计算机系统中，往往是CPU和I/O设备之间传送信息，两者都是DTE，因此双方都能发送和接收。

（1）RS232（DB9）的接口说明1 DCD 载波检测2 RXD 接收数据3 TXD 发送数据4 DTR 数据终端准备好5 SG 信号地6 DSR 数据准备好7 RTS 请求发送8 CTS 允许发送9 RI 振铃提示（2）接口的电气特性在RS-232-C中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。

实验一RS-232组网通信实验（一）PC及其兼容工控机的异步通讯接口PC及其兼容工控机都有两个异步通讯接口：COM1和COM2，其关键部件是通用异步收发器（UART）INS8250。

INS8250的内部有10个寄存器，分别用于通讯参数的设置、线路及MODEM的控制与状态查询、数据收发及中断管理等。

要在中断方式下收发数据，必须对INS8250的寄存器直接操作，各寄存器名称及其相应的端口地址列于表1。

由表1可知：THR、RBR和DLL占用同一个端口地址3F8H（2F8H），IER和DLM也占用同一个端口地址3F9H（2F9H），对它们进行访问时，如果设置LCR的最高位为1，访问的是除数寄存器；如果设置LCR的最高位为0，则访问的是THR、RBR和IER。

而THR是只写寄存器，RBR是只读寄存器，在LCR的最高位设置为0时，对端口地址3F8H（2F8H）的写入操作访问的是THR，读出操作访问的是RBR。

硬件连接方式：将2台PC机的COM1/COM2串行通信口通过9针D型接口3线连接。

（二）INS8250有关寄存器的设置串行口的初始化主要是对INS8250的有关寄存器进行设置，以确定通讯的数据格式、波特率、中断的触发方式等。

①确定数据格式数据格式是通过设置线路控制寄存器（LCR）来确定的，LCR的定义如下：其中：WSL1、WSL0用于选择每个发送或接收的串行字符的位数，分别设置这两位为00、01、10、11时，对应的字长依次是5位、6位、7位、8位；STB用于确定停止位的位数，STB ＝0时使用1位停止位，STB＝1时，如果WSL1、WSL0设置为00，使用1．5位停止位，其它情况下使用2位停止位；PEN用于选择是否允许奇偶校验，PEN＝0时，不进行奇偶校验，PEN＝1时有奇偶校验；此时，EPS选择校验方式，EPS＝0时是奇校验，EPS＝1时是偶校验；SP用于选择是否在奇偶校验位和停止位之间插入奇偶标志位，SP＝0时不插入，SP＝1时插入1位奇偶标志位，偶校验时插一个0，奇校验时插入一个1；SB是设置间断控制位，SB＝1时输出数据强迫为0，SB＝0时可进行正常的数据收发；DLAB是除数寄存器访问位，DLAB ＝1时访问除数寄存器，DLAB＝0时访问THR、RBR和IER。

RS-232串口通信程序设计实验要求：用TC对计算机的串口进行编程，并作一个简单的串口查询通讯程序。

实验方案：用RS-232串口通讯线将两台计算机A、B的串口相连。

实验步骤：1、首先对计算机串口通讯控制芯片8250的控制寄存器进行初始化和设置；2、对计算机B的串口发送一个数据前，查询计算机A的串口的发送移位寄存器是否为空，如果是则发送数据，如果为否则继续查询，直到条件成立；执行完发送指令后，再次查询计算机A的口的发送移位寄存器是否为空，如果是则结束发送；如果为否，则继续查询，直到条件成立。

3、从计算机A的串口接受刚才从计算机B的串口发送的数据前，先查询计算机A的口的接收数据标志位是否为１，如果是则表示计算机A的口接收数据准备就绪，执行接收指令，即从计算机A的口读入数据，若否则表示没有准备好接收，继续查询计算机A的口的接收数据标志位，直到为１；接收完数据后，再次查询计算机A的串口的接受寄存器是否为空的标志位的状态，如果为１则程序转入计算机B的串口的数据发送程序；如果否，则继续查询等待，直到接收。

实验内容：1.在COMDEBUG中针对串口通信各寄存器进行设置，掌握各寄存器在串口通信中的作用及各参数的含义。

地址寄存器名称备注3F8H 发送保持寄存器（THR）DLAB=03F8H 接收缓冲寄存器（RBR）DLAB=03F8H 波特率因子寄存器[低]（DLL）DLAB=13F9H 波特率因子寄存器[高]（DLM）DLAB=13F9H 中断允许寄存器（IER）DLAB=03FAH 中断识别寄存器（IIR）3FBH 线路控制寄存器（LCR）3FCH Modem控制寄存器（MCR）3FDH 线路状态寄存器（LSR）3FEH Modem状态寄存器（MSR）注：com1口的基地址为:3F8; com2口的基地址为:2F8。

在上表中，10个可编程寄存器，使用了7个地址，其中部分寄存器共用一个地址，由DLAB=0/1来区分，在DLAB=1,用于设定通讯所需的波特率；8250的控制寄存器控制/状态字：1)接收缓冲寄存器（RBR）和发送保持寄存器（THR）RBR暂存从线路上接收到的有效字符，等待本地读取。

R S232串口通信实验(总7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--实验名称：RS-232串口通信实验实验目的：利用单片机的TXD、RXD口，学会单片机串行口的使用。

实验原理：1、51单片机内置全双工异步串行口，共有4种工作方式，电原理图如下：2、串行通信的编程：（1）串行口控制寄存器SCON（2）SM0、SM1—串行口工作方式选择位SM0 SM1 方式功能说明0 0 0 同步移位寄存器方式（用于扩展I/O口）0 1 1 8位异步收发，波特率可变（由定时器控制）1 02 9位异步收发，波特率为fosc/64或fosc/321 1 3 9位异步收发，波特率可变（由定时器控制）（3）REN—允许串行接收位该控制为由软件置“1”或清“0”。

REN=1 允许串行口接收数据。

REN=0 禁止串行口接收数据。

（4）TB8—发送的第9位数据方式2和3时，TB8是要发送的第9位数据，可作为奇偶校验位使用，也可作为其他标志。

(例：在多机通讯中，可以标注传输内容为地址或数据) RB8—接收到的第9位数据方式2和3时，RB8存放接收到的第9位数据。

在方式1，如果SM2=0，RB8是接收到的停止位。

在方式0，不使用RB8。

（5）TI——发送中断标志位方式0时，串行发送第8位数据结束时由硬件置“1”，其它工作方式，串行口发送停止位的开始时置“1”。

TI=1，表示一帧数据发送结束，可供软件查询，也可申请中断。

CPU响应中断后, 向SBUF写入要发送的下一帧数据。

TI必须由软件清0。

RI——接收中断标志位方式0时，接收完第8位数据时，RI由硬件置1。

其它工作方式，串行接收到停止位时，该位置“1”。

RI=1，表示一帧数据接收完毕，并申请中断, CPU从接收SBUF取走数据。

该位状态也可软件查询。

RI必须由软件清“0”。

（6）特殊功能寄存器PCONSMOD：波特率倍增位方式0，波特率=fosc/12方式2，波特率= fosc*2SMOD/64方式1、3，波特率=定时器T1的溢出频率*2SMOD/643、多机通讯：主机传输的信息包括地址+数据，每个从机根据自己的地址来判断是否参与通讯SM2 —多机通信控制位用于方式2或方式3中的多机通信控制。

一．实验目的及要求（1）实验目的1.了解串行通信口的基本知识。

2.了解RS-232标准以及通信方法。

（2）实验要求1.通过三线制制作一条串口通信线（PC-PC）。

2.编程实现两台PC间通过RS-232进行实时的字符通信。

二．实验步骤（1）实验准备Pc版本：window10企业版编程语言及工具：Python和serial包。

材料：RS-232缆线（2）实验步骤1.使用Python语言的serial包实现两台PC机进行实时的字符通信。

（1）利用Python中的tkinter包编写出串口通信的GUI页面，包括6个组件，分别是：字符显示框，端口选择框，波特率选择框，打开串口框，信息输入框，信息发送框，并且建立一个响应事件，监测是否有发送信息或有信息发送过来。

（2）串口设置：为方便，这里只设置一个参数：波特率，初始参数设为9600，可选参数为4800,9600,19200。

（3）打开串口：首先输入两个串口COM1和COM2，启动一个辅助线程，处理串口事件，若按钮点击打开串口，若检测到串口未打开，则打开串口，并显示串口打开成功；若已经打开，则显示打开串口错误。

（4）发送字符：从输入框中读取字符并将其编码，通过线程将编码后的字符发送。

（5）接收字符：用read函数读取发送过来的字符，将其显示在字符显示框中。

2.用虚拟串口在本机上虚拟两台机之间的通信。

（1）打开Configure Virtual Serial Port Driver软件。

（2）运行程序，打开COM1端口，再次运行程序，打开COM2端口。

（3）在COM1端口的GUI上发送字符，在COM2端口的GUI上发送字符，即可实现两台机之间虚拟的串口通信。

三. 实验结果及验证（1）串口通信GUI页面如图1；图1（2）打开串口：打开COM1,结果显示true，即打开成功，如图2；打开COM2；结果显示true，即打开成功，如图3；图2图3（3）在COM1端口发送字符串“hello”，COM2接收字符串并显示，如图4；在COM2口发送字符串“hi，COM1收字符串并显示，如图5；图4图5（4）在Configure Virtual Serial Port Driver软件上虚拟的通信记录，如图6；可见，COM1端口发送5个字符，即“hello”，COM2接收5个字符，COM2端口发送2个字符，即“hi”，因此成功实现虚拟串口之间的通信。