本文介紹了串口通信協議RS-232、RS-422和RS-485的基本概念，包括波特率、數據位、停止位、奇偶校驗位以及握手等信息。

1. 什么是串口？

串口通信的概念十分簡單。 串口按位發送和接收字節。 盡管比按字節傳輸的并行通信慢，但是串口很簡單并且能夠實現遠距離通信。 例如， IEEE 488規范定義并行通信時指出，設備間線總長度不得超過20米，且任意兩個設備間的距離不得超過2米；而串口通信的長度可達1200米。
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通常，串口用于傳輸ASCII數據。 通信使用3根線完成：(1) 地線，(2) 發送線，(3) 接收線。 由于串口通信是異步的，端口能夠在一根線上發送數據的同時在另一根線上接收數據。 這種方式稱為全雙工傳輸。 其他線用于握手，但不是必須的。 串口通信最重要的參數是波特率、數據位、停止位和奇偶校驗位。 對于兩個進行通信的端口，這些參數必須匹配：

波特率是衡量通信速度的參數。 它表示每秒鐘傳送的位數。 例如，300波特表示每秒鐘發送300個位。 當我們提到串口中的時鐘周期時，我們就是指波特率。 例如，如果協議需要4800波特率，那么時鐘是4800Hz。 這意味著串口通信在數據線上的采樣率為4800Hz。 通常電話線的波特率為14400、28800和36600。波特率可以遠遠大于這些值，但是波特率和距離成反比。 高波特率常常用于距離很近的儀器間的通信。

數據位是衡量通信中實際數據位的參數。 當計算機發送一個信息包，實際的數據可能不是8位的， 標準的值是5、7和8位。 如何設置取決于您想傳送的信息。 例如，標準的ASCII碼是0～127（7位）。 擴展的ASCII碼是0～255（8位）。 如果數據使用簡單的文本（標準ASCII碼），那么每個數據包使用7位數據。 每個包是指一個字節，包括開始/停止位、數據位和奇偶校驗位。 由于實際數據位取決于所選的通信協議，術語“包”指任何通信的情況。

停止位用于表示單個包的最后一位。 典型的值為1、1.5和2位。 由于數據是在傳輸線上定時的，并且每一個設備有其自己的時鐘，很可能在通信中兩臺設備間出現了小小的不同步。 因此停止位不僅僅是表示傳輸的結束，并且提供計算機校正時鐘同步的機會。 適用于停止位的位數越多，不同時鐘同步的容忍程度越大，但是數據傳輸率同時也越慢。

奇偶校驗位是用于串口通信的一種簡單的檢錯方式。 有四種檢錯方式：偶、奇、高和低。 當然沒有校驗位也是可以的。 對于偶和奇校驗的情況，串口會設置校驗位（數據位后面的一位），用一個值確保傳輸的數據有偶個或者奇個邏輯高位。 例如，如果數據是011，那么對于偶校驗，校驗位為0，保證邏輯高的位數是偶數個。 如果是奇校驗，校驗位為1，這樣就有3個邏輯高位。 高位和低位不真正的檢查數據，簡單置位邏輯高或者邏輯低校驗。 這樣使得接收設備能夠知道一個位的狀態，有機會判斷是否有噪聲干擾了通信或傳輸和接收數據是否不同步。

2. 什么是RS-232？

RS-232（ANSI/EIA-232標準）是IBM-PC及其兼容機上的串行連接標準。用途十分廣泛，比如連接鼠標、打印機或者調制解調器，同時也可以接工業儀器儀表。 用于驅動和連線的改進，實際應用中RS-232的傳輸長度或者速度常常超過標準的值。 RS-232只限于PC串口和設備間點對點的通信。 RS-232串口通信最遠距離是50英尺。

數據?
TXD（引腳3）?串口數據輸出?
RXD（引腳2）?串口數據輸入?
握手?
RTS（引腳7）?發送請求?
CTS（引腳8）?清除發送?
DSR（引腳6）?數據發送就緒?
DCD （引腳1）?數據載波檢測?
DTR（引腳4）?數據終端就緒?
地線?
GND（引腳5）?地線?
其他?
RI（引腳9）?鈴聲指示

表1：RS-232引腳功能

3. 什么是RS-422？