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rs232串口通信原理

串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议（不要与通用串行总线UniversalSerialBus或者USB混淆）。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R
S-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。比如IEEE488定义并行通行状
态时，规定设备线总常不得超过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。串口通信最

重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于两个进行通行的端口，这些参数必须匹配：
a，波特率：这是一个衡量通信速度的参数。它表示每秒钟传送的bit的个数。例如300波特表示每秒钟发送300个b
it。当我们提到时钟周期时，我们就是指波特率例如如果协议需要4800波特率，那么时钟是4800Hz。这意味着串口
通信在数据线上的采样率为4800Hz。通常电话线的波特率为14400，28800和36600。波特率可以远远大于这些值，
但是波特率和距离成反比。高波特率常常用于放置的很近的仪器间的通信，典型的例子就是GPIB设备的通信。
b，数据位：这是衡量通信中实际数据位的参数。当计算机发送一个信息包，实际的数据不会是8位的，标准的值是5、
7和8位。如何设置取决于你想传送的信息。比如，标准的ASCII码是0～127（7位）。扩展的ASCII码是0～25
5（8位）。如果数据使用简单的文本（标准ASCII码），那么每个数据包使用7位数据。每个包是指一个字节，包括
开始/停止位，数据位和奇偶校验位。由于实际数据位取决于通信协议的选取，术语“包”指任何通信的情况。
c，停止位：用于表示单个包的最后一位。典型的值为1，1.5和2位。由于数据是在传输线上定时的，并且每一个设
备有其自己的时钟，很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。因此停止位不仅仅是表示传输的结束，并且提供
计算机校正时钟同步的机会。适用于停止位的位数越多，不同时钟同步的容忍程度越大，但是数据传输率同时也越慢。

d，奇偶校验位：在串口通信中一种简单的检错方式。有四种检错方式：偶、奇、高和低。当然没有校验位也是可以的。
对于偶和奇校验的情况，串口会设置校验位（数据位后面的一位），用一个值确保传输的数据有偶个或者奇个逻辑高位。

例如，如果数据是011，那么对于偶校验，校验位为0，保证逻辑高的位数是偶数个。如果是奇校验，校验位位1，这
样就有3个逻辑高位。高位和低位不真正的检查数据，简单置位逻辑高或者逻辑低校验。这样使得接收设备能够知道一
个位的状态，有机会判断是否有噪声干扰了通信或者是否传输和接收数据是否不同步.

RS485串口通信电路图

二.VxWorks中基于RS485总线的串口通信协议及实现
摘要：本文介绍了在嵌入式实时操作系统Vxworks下串行设备的驱动架构及实
现，提出了一种基于RS-485总线的新型串口通信协议，重点讨论了基于这种协
议的应用程序的设计方法，发送时主要采用了总线仲裁机制，接收时主要采用了
字符合法性校验、长度校验、内容的CRC校验，提高了系统的通信效率和稳定
性。
关键词：VxWorks；RS-485；通信协议；总线仲裁；CRC校验
RS-485总线
RS-485总线接口是一种常用的串口，具有网络连接方便、抗干扰性能好、传输
距离远等优点。RS-485收发器采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干
扰的能力，加上收发器具有高的灵敏度，能检测到低达200mv的电压，可靠通
信的传输距离可达数千米。使用RS-485总线组网，只需一对双绞线就可实现多
系统联网构成分布式系统、设备简单、价格低廉、通信距离长。
VxWorks中串口驱动的实现
VxWorks操作系统是美国WindRiver公司设计开发的嵌入式实时操作系统
(RTOS)，是嵌入式开发环境的关键组成部分。Vxworks操作系统的I/O系统可
以提供简单、统一、与任何设备无关的接口。这些设备包括：面向字符设备、随
机块存储设备、虚拟设备、控制和监视设备以及网络设备。Vxworks的I/O系
统包括基本I/O系统和缓冲I/O系统，具有比其他I/O系统更快速，兼容性更
好的特性。这