RS232 Communication
RS-232介面主要工能為提供DTE與DCE之實體連接。
DTE |
Data Terminal Equipment 資料終端設備，指資料的來源端或接收端，e.g. 電腦、工作站。 |
DCE |
Data Communication Equipment 資料通訊設備，指資料通信之間的橋樑，e.g. 數據機(Modem)。 |
DSE |
Data Switching Equipment 資料交換設備，e.g. 電信機房裡的交換機。 |
◎ Communication (通訊傳輸型式)
| Serial Communication (序列傳輸) |
將Word或Byte內的字元 (Bit) , 一個接一個依序傳送，一次只傳輸1個位元。 |
| Parallel Communication (平行傳輸) |
將整個Word或Byte內的字元在同一時間內傳送，一次傳輸量為8個位元。 |
RS-232、RS-422與RS-485都是串列埠介面的標準，都是由電子工業協會(EIA)所制定的工業標準，可在不同電子/電機產品之間相容，建立通訊。
| RS-232 |
為與單晶片之溝通介面，屬於單端工作方式，收/發端的資料信號是相對於「地」的電壓，如果傳輸線是閒置時，傳輸信號(TD)的電壓將是負的，在傳輸當中，電壓將是正負變化的，工作模式為全雙工。最快傳輸速度115Kbps。 |
| RS-422 |
由RS-232標準改良發展而來，彌補了RS-232相關的特性不足，如最大傳輸電纜長度由50呎增加到4000呎(約1.2公里)、最大傳輸速率(bit/s)由20K提高到10M …等，改善了通訊距離，傳輸率與串列通訊的功能。 |
| RS-485 |
由RS-422為基礎，增加了多點雙向通訊之能力，並可以允許多個接收器與驅動器連接到同一條匯流排上，同時還增加了驅動器的驅動能力和衝突保護特性，突破了只能連接10個裝置的限制，並解決因電器干擾而發生訊號錯誤之狀況，傳輸時先分成正負兩條線路，到達接收端後再將訊號相減還原成原來的訊號，故可避免當參考之地線因雜訊被干擾而產生訊號扭曲，但傳輸時因需用兩條線路故只能達到半雙工模式。 |
| USB |
Universal Serial Bus (通用串列匯流排)，各邊與集線器最大距離為5公尺，最大的連接設備為127個周邊設備。USB1.0/1.1採用速度高達12M，每個單一設備最高傳輸頻寬高達6Mbps。USB2.0速度提升至480Mbps |
| IEEE-1394 |
FireWire (火線)，傳輸速度是400Mbps，最多可串接63個周邊設備，還可提供非同步與同步兩種傳輸模式。 |
◎ 串列通訊方式：Universal Asynchronous (非同步) Receiver / Transmitter
| Asynchronous Communication (非同步傳輸) |
在傳送的資料內加上同步信號 , 當接收端收到同步信號 , 便知道接下來的信號是資料，其使用起始位元(start Bit)及停止位元(Stop Bit)做為通訊的判斷。只要9支腳就夠了。 |
| Synchronous Communication (同步傳輸) |
傳送與接收雙方共用一個時鐘脈衝 (Clock)，通訊兩端使用同步訊號做為通訊的依據。需要使用到25支腳。 |
◎ 工作模式
| Simplex Communication (單工傳輸) |
固定單一方向傳輸。(e.g. 電台廣播、收音機接收) |
| Half Duplex Communication (半雙工傳輸) |
雙方向均能傳輸 ，但同一時間只能單向傳送，單向接收。(e.g. 無線電對講機) |
| Full Duplex Communication (全雙工傳輸) |
可同時雙方向傳輸。(e.g. RS232、電話) |
● Port Address
| Com1 | IRQ4 | 3F8H ~ 3FFH |
Address Specification PortAddr+7 3FF |
| Com2 | IRQ3 | 2F8H ~ 2FFH |
● RS232 Chips
| 8250 / 16450 | 一個bytes的buffer |
| 16550 / 16650 | 16個or更多bytes的buffer |
● RS232 Communication Parameters (通訊埠初始化)
| 1. 資料的傳送單位 (Data Bit) | ||
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ASCII 字元碼：8個位元形成一個字元。
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7
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| 2. 起始位元及停止位元 | ||
| Start Bit 低電位之起始位元 | 1 | |
| Stop Bit 高電未知停止位元 | 1 , 1.5 , 2 | |
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範例： StartBit：0 - StopBit：1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1
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| 3. 同位位元的檢查 | ||
| Parity (同位檢查) | None , Even , Odd | |
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說明：同位位元（parity bit）是一種自我檢查碼，是用來檢查所傳送資料正確性的一種核對碼。 Odd Parity Check (奇同位檢查)：所包含的“1”為奇數個 數位資料中是由「0」與「1」組成，若資料中的「1」的個數是偶數，若採用奇同位元，則檢查碼應設為「1」，使「1」的個數變成奇數，相反地，若採用偶同位 元，則檢查碼應設為「0」，使「1」的個數維持偶數。若資料中的若資料中的「1」的個數是奇數，若採用奇同位元，則檢查碼應設為「0」，使「1」的個數維 持奇數，相反地，若採用偶同位元，則檢查碼應設為「1」，使「1」的個數變成偶數。 格式：檢查位元(Parity Bit)+區域位元+數值位元 範例：
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| 總結： | ||
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傳輸資料格式：起始位元 + 傳送字元 + 同位位元 + 停止位元 範例： 1個起始位元 + 8個資料位元 + 0個同位位元 + 1個停止位元 = 最小傳輸單元為 10位元 為單位 若採用 19200 bps 的傳輸速度，每秒可傳輸 19200 / 10 = 1920 (Byte) 的資料。 若要傳輸 1Mb 的資料時，所需要的時間是 1000000 / 1920 約為 521杪 = 8分41杪
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| Baud Rate (每秒傳多少的bits；bps) | 150,300,1200,…,9600,19200,38400,115200 | |
● RS232 電氣規格
| 為負極準位 |
使用+3V~+15V表示邏輯"0" (Space)，ㄧ般用途世作為"On / High"； 及-3V~-15V來表示邏輯"1" (Mark)，ㄧ般用途世作為"Off / Low"。 |
| 電壓範圍 |
傳送端驅動器：正電壓 +3V~+15V(0)、負電壓 -3V~-15V(1) |
| 傳送距離 | 50英呎(約15公尺) |
| 最高速率 | 20Kbits/s |
● RS232 連接設器
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RS-232有25PIN及9PIN的連接器，又可分為公接頭與母接頭，公接頭和DTE相連，而母接頭與DCE連接。
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| DB-9連接器 | DB-25連接器 | |||
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DB-25共有4條資料線、11條控制線、3條時序線及7條備用線，常用的只有9條。 | ||
| 1 接腳 | PG | 保護用接地(外殼接地) | ||
| 3 接腳 | 2 接腳 | TxD | Transmit Data 傳輸資料(出) | → |
| 2 接腳 | 3 接腳 | RxD | Receive Data 接收資料(入) | ← |
| 7 接腳 | 4 接腳 | RTS | Request To Send 要求對方送資料，傳送端要求傳送(出)，由電腦控制 | → |
| 8 接腳 | 5 接腳 | CTS | Clear To Send 偵測送對方的要求，接收端清除準備接收(入)，由數據機控制 | ← |
| 6 接腳 | 6 接腳 | DSR | Data Set Ready 偵測對方是否已經Ready，接收端已準備妥當(入)，由數據機控制。 | ← |
| 5 接腳 | 7 接腳 | SG | Signal Ground 信號接地 | |
| 1 接腳 | 8 接腳 | DCD | Carrier Detect 資料載波偵測，由數據機控制，當有載波被偵測到即表示現在是在線上。 | ← |
| 9 接腳 | - | (保留給資料測試) | ||
| 10 接腳 | - | (保留給資料測試) | ||
| 11 接腳 | - | |||
| 12 接腳 | SCD | 次級資料載波偵測 | ||
| 13 接腳 | SCS | 次級清除以發送 | ||
| 14 接腳 | STD | 次級傳輸資料 | ||
| 15 接腳 | TC | DCE傳送計時 | ||
| 16 接腳 | SRD | 次級接收資料 | ||
| 17 接腳 | RC | DCE接收計時 | ||
| 18 接腳 | - | |||
| 19 接腳 | SRS | 次級要求傳送 | ||
| 4 接腳 | 20 接腳 | DTR | Data Terminal Ready 通知對方我已經Ready，資料終端備妥，由電腦控制，通知可以傳輸了。 | → |
| 21 接腳 | SQD | 訊號品質偵測 | ||
| 9 接腳 | 22 接腳 | RI | Ring Indicator 鈴響指示(入) | ← |
| 23 接腳 | DRS | 資料訊號率偵測 | ||
| 24 接腳 | XTC | DTE傳送計時 | ||
| 25 接腳 | - | |||
| DTE Computer | DCE Computer | Cable Connection (DTE to DTE) | ||
| TxD → 2 RxD ← 3 RTS → 4 CTS ← 5 DSR ← 6 SG 7 DTR → 20 |
RxD ← 2 |
1 GND ←→ 1 GND 2 TxD →→ 3 RxD 3 RxD ←← 2 TxD 20 DTR →→ 6 DSR 6 DSR ←← 20 DTR 7 SG ←→ 7 SG 4 RTS →→ 5 CTS 5 CTS ←← 4 RTS 8 CD ----- 8 CD |
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◎ 錯誤的預防
CheckSum檢查碼：將所有要傳送的字元的ASCII碼作一加總後與某依數目(通常是255)相除，取其餘數並將此餘數組合成傳送字串的一部份而傳送出去。
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範例： 被傳送的字元是"ABCDEF123" ASCII碼加總：65+66+67+68+69+70+49+50+51=555 555 / 255 取餘數 45 故傳送字串是"ABCDEF123"+chr(45)
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CRC (Cyclic Redundancy Check Code)檢查碼：衍生多項式 (Generation Polynomial)
CRC-8、CRC-16、CRC-32
◎ Universal Asynchronous Receiver/Transmitter（UART）通用異步收發傳輸器
為非同步之串列傳輸IC
是一種異步收發傳輸器，是電腦硬件的一部分，將資料由串行傳輸（Serial communication）與平行傳輸（Parallel communication）間作傳輸轉換。UART通常用在與其他通訊協定（如EIA RS-232）的連結上。
在UART上追加同步方式的序列信號變換電路的產品，被稱為USART(Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter)。
◎ Baud Rate Generator (BRG)
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