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天道酬勤 玩物丧志

用勇气去改变可以改变的事情,用胸怀去包容无法改变的事情,用智慧去判断两者的区别

 
 
 

日志

 
 

UART RS232 的CTS与RTS  

2011-02-18 14:56:31|  分类: 电子 |  标签: |举报 |字号 订阅

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       目前较为常用的串口有9针串口(DB9)和25针串口(DB25),通信距离较近时(<12m),可以用电缆线直接连接标准RS232端口(RS422,RS485较远),若距离较远,需附加调制解调器(MODEM)。最为简单且常用的是三线制接法,即地、接收数据和发送数据三脚相连,本文只涉及到最为基本的接法,且直接用RS232相连。
1.DB9和DB25的常用信号脚说明
9针串口(DB9) 25针串口(DB25)
针号 功能说明 缩写 针号 功能说明 缩写
1 数据载波检测 DCD 8 数据载波检测 DCD
2 接收数据 RXD 3 接收数据 RXD
3 发送数据 TXD 2 发送数据 TXD
4 数据终端准备 DTR 20 数据终端准备 DTR
5 信号地 GND 7 信号地 GND
6 数据设备准备好 DSR 6 数据准备好 DSR
7 请求发送 RTS 4 请求发送 RTS
8 清除发送 CTS 5 清除发送 CTS
9 振铃指示 DELL 22 振铃指示 DELL 

 强烈建议不要带电插拨串口,插拨时至少有一端是断电的,否则串口易损坏。

      
      我们在串行通讯处理中,常常看到RTS/CTS和XON/XOFF这两个选项,这就是两个流控制的选项,目前流控制主要应用于调制解调器的数据通讯中,但对普通RS232编程,了解一点这方面的知识是有好处的。那么,流控制在串行通讯中有何作用,在编制串行通讯程序怎样应用呢?这里我们就来谈谈这个问题。

1.流控制在串行通讯中的作用
这里讲到的“流”,当然指的是数据流。数据在两个串口之间传输时,常常会出现丢失数据的现象,或者两台计算机的处理速度不同,如台式机与单片机之间的通讯,接收端数据缓冲区已满,则此时继续发送来的数据就会丢失。现在我们在网络上通过MODEM进行数据传输,这个问题就尤为突出。流控制能解决这个问题,当接收端数据处理不过来时,就发出“不再接收”的信号,发送端就停止发送,直到收到“可以继续发送”的信号再发送数据。因此流控制可以控制数据传输的进程,防止数据的丢失。 PC机中常用的两种流控制是硬件流控制(包括RTS/CTS、DTR/CTS等)和软件流控制XON/XOFF(继续/停止),下面分别说明。

2.硬件流控制
硬件流控制常用的有RTS/CTS流控制和DTR/DSR(数据终端就绪/数据设置就绪)流控制。
硬件流控制必须将相应的电缆线连上,用RTS/CTS(请求发送/清除发送)流控制时,应将通讯两端的RTS、CTS线对应相连,数据终端设备(如计算机)使用RTS来起始调制解调器或其它数据通讯设备的数据流,而数据通讯设备(如调制解调器)则用CTS来起动和暂停来自计算机的数据流。这种硬件握手方式的过程为:我们在编程时根据接收端缓冲区大小设置一个高位标志(可为缓冲区大小的75%)和一个低位标志(可为缓冲区大小的25%),当缓冲区内数据量达到高位时,我们在接收端将CTS线置低电平(送逻辑0),当发送端的程序检测到CTS为低后,就停止发送数据,直到接收端缓冲区的数据量低于低位而将CTS置高电平。RTS则用来标明接收设备有没有准备好接收数据。
常用的流控制还有还有DTR/DSR(数据终端就绪/数据设置就绪)。我们在此不再详述。由于流控制的多样性,我个人认为,当软件里用了流控制时,应做详细的说明,如何接线,如何应用。

3.软件流控制
由于电缆线的限制,我们在普通的控制通讯中一般不用硬件流控制,而用软件流控制。一般通过XON/XOFF来实现软件流控制。常用方法是:当接收端的输入缓冲区内数据量超过设定的高位时,就向数据发送端发出XOFF字符(十进制的19或Control-S,设备编程说明书应该有详细阐述),发送端收到XOFF字符后就立即停止发送数据;当接收端的输入缓冲区内数据量低于设定的低位时,就向数据发送端发出XON字符(十进制的17或Control-Q),发送端收到XON字符后就立即开始发送数据。一般可以从设备配套源程序中找到发送的是什么字符。
       应该注意,若传输的是二进制数据,标志字符也有可能在数据流中出现而引起误操作,这是软件流控制的缺陷,而硬件流控制不会有这个问题。 


        硬流控的RTS 、CTS :RTS (Require To Send,发送请求)为输出信号,用于指示本设备准备好可接收;CTS (Clear To Send,发送清除)为输入信号,有效时停止发送。假定A、B两设备通信,A设备的RTS 连接B设备的CTS ;A设备的CTS 连接B设备的RTS 。前一路信号控制B设备的发送,后一路信号控制A设备的发送。对B设备的发送(A设备接收)来说,如果A设备接收缓冲快满的时发出RTS 信号(意思通知B设备停止发送),B设备通过CTS 检测到该信号,停止发送;一段时间后A设备接收缓冲有了空余,发出RTS 信号,指示B设备开始发送数据。A设备发(B设备接收)类似。上述功能也能在数据流中插入Xoff(特殊字符)和Xon(另一个特殊字符)信号来实现。A设备一旦接收到B设备发送过来的Xoff,立刻停止发送;反之,如接收到B设备发送过来的Xon,则恢复发送数据给B设备。同理,B设备也类似,从而实现收发双方的速度匹配。

        半双工的方向切换:RS232中使用DTR(Date Terminal Ready,数据终端准备)与DSR(Data Set Ready ,数据设备准备好)进行主流控,类似上述的RTS 与CTS 。对半双工的通信的DTE(Date Terminal Equipment,数据终端设备)与DCE(Data circuit Equipment )来说,默认的方向是DTE接收,DCE发送。如果DTE要发送数据,必须发出RTS 信号,请求发送数据。DCE收到后如果空闲则发出CTS 回应RTS 信号,表示响应请求,这样通信方向就变为DTE->TCE,同时RTS 与CTS 信号必须一直保持。从这里可以看出,CTS ,TRS虽然也有点流控的意思(如CTS 没有发出,DTE也不能发送数据),但主要是用来进行方向切换的。

        如果UART只有RX、TX两个信号,要流控的话只能是软流控;如果有RX,TX,CTS ,RTS 四个信号,则多半是支持硬流控的UART;如果有 RX,TX,CTS ,RTS ,DTR,DSR 六个信号的话,RS232标准的可能性比较大。

顺便提一下:

DCD( Data Carrier Detect, 数据载波检测):DCE向DTE指示,线路上检测到载波。

RI(Ring Indicator,振铃指示):DCE向DTE指示,有呼叫接入。

 

       

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