rs-232串口通信设计.doc

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“ CPLD/FPGA “
课程设计报告
题目： RS-232串口通信设计
院〔系〕：信息科学与工程学院
专业班级：通信工程11
学生：詹文魁
**：
指导教师：吴莉教师5V的电平为‘1’；与TTL以上下电平表示逻辑状态的规定不同。因此，为了能够同计算机接口或终端的TTL器件连接，必须在EIA-RS-232C与TTL电路之间进展电平和逻辑关系的变换。实现这种变换的方法可用分立元件，也可用集成电路芯片。目前较为广泛地使用集成电路转换器件，如MC1488、SN75150芯片可完成TTL电平到EIA电平的转换，而MC1489、SN75154可实现EIA电平到TTL电平的转换。MA*232芯片可完成TTL←→EIA双向电平转换。
串口通信:
〔1〕什么是串口通信：
串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议。大多数计算机包含两个基于RS232
的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议；很多GPIB兼容的设备也带
有RS-232口。同时，串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。串行
接口〔Serial port〕又称“串口〞，主要用于串行式逐位数据传输。常见的有一
般电脑应用的RS-232〔使用 25 针或 9 针连接器〕和工业电脑应用的半双RS-485
与全双工RS-422。
串口接口规格：
串行接口按电气标准及协议来分，包括RS-232-C、RS-422、RS485、USB等。
RS-232-C、RS-422与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定，不涉及接插件、
电缆或协议。USB是近几年开展起来的新型接口标准，主要应用于高速数据传输
领域。
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串口通信原理：
串口通信的概念非常简单，串口按位〔bit〕发送和接收字节。尽管比按字节〔byte〕
的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。
它很简单并且能够实现远距离通信。比方IEEE488定义并行通行状态时，规定设
备线总长不得超过20米，并且任意两个设备间的长度不得超过2米；而对于串口
而言，长度可达1200米。典型地，串口用于ASCII码字符的传输。通信使用3根
线完成：〔1〕地线，〔2〕发送，〔3〕接收。由于串口通信是异步的，端口能够在
一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。其他线用于握手，但是不是必须
的。

〔1〕电气特性：
EIA-RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。
在T*D和R*D上：逻辑1(MARK)=-3V～-15V
逻辑0(SPACE)=+3～＋15V
在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上：
信号有效〔接通，ON状态，正电压〕＝+3V～+15V
信号无效〔断开，OFF状态，负电压〕=-3V～-15
〔2〕RS232接口定义：
RS232总线电平转换：
RS232数据传输格式：
串行通信中，线路空闲时，线路的TTL电平总是高，经反向RS232的电平总是低。一个数据的开场RS232线路为高电平，完毕时RS232为低电平。数据总是从低位向高位一位一位的传输。示波器读数时，左边是数据的低位。例如，对于16进制数据55H和aaH，当采用8位数据位、1位停位传输时位停顿位传输时：55H=01010101B，上下位倒序后为10101010B，参加一个起始位0，一个停顿位1，55H的数据格式为0101010101。aaH=10101010B，上下位倒序后为01010101B，参加一个起始位0，一个停顿位1，aaH的数据格式为：0010101011
RS232通信过程：
I：开场通信时，信号线为空闲〔逻辑〕,当检测到由到的跳变时，开场对“接收
时钟〞计数。
II:当计到8个时钟时，对输入信号进展检测，假设仍为低电平，则确认这是“起
始位〞，而不是干扰信号。
III:接收端检测到起始位后，隔16个接收时钟，对输入信号检测一次，把对应的值
作为D0位数据。假设为逻辑1, 作为数据位1；假设为逻辑0，作为数据位0。
IV:再隔16个接收时钟，对输入信号检测一次，把对应的值作为D1位数据。….，
直到全部数据位都输入。
V:检测校验位P〔如果有的话〕。
VI:接收到规定的数据位个数和校验位后,通信接口电路希望收到停顿位S(逻辑
1)，假设此时未收到逻辑说明出现了错误在状态存放器中置“帧错误〞标志假设没
假设此时未收到逻辑1，说明出现了错误，在状态存放器中置“帧错误〞标志。假设
没有错误，对全部数据位进展奇