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1、串口的由来及简介,组长、PPT讲解：房淼森互联网资料查阅：彭才忠，房淼森资料删减与校对：袁博，冯源，房淼森资料整合：刘川PPT制作及后期处理：张通,串口的由来及简介常见的几种串口RS232简介、通信协议、应用RS422简介、通信协议、应用RS485简介、通信协议、应用RS-232、422、485特性比较USB简介、通信协议、应用其他串口的简要介绍,我们今天将要介绍的内容,简介串行接口Serial Interface是指数据一位位地顺序传送，其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信，并可以利用电话线，从而大大降低了成本，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢。一条信息的各位数据被逐位
2、按顺序传送的通讯方式称为串行通讯。串行通讯的特点是：数据位传送，传按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成；成本低但传送速度慢。串行通讯的距离可以从几米到几千米；根据信息的传送方向，串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。,由来串行接口连接器串口的出现是在1980年前后，数据传输率是115kbps230kbps。串口出现的初期是为了实现连接计算机外设的目的，初期串口一般用来连接鼠标和外置Modem以及老式摄像头和写字板等设备。串口也可以应用于由于两台计算机（或设备）之间的互联及数据传输。由于串口（COM）不支持热插拔及传输速率较低目前部分新主板和大部分便携电脑已开始取消该接口，目前串口
3、多用于工控和测量设备以及部分通信设备中。,电脑主板上的串口进行串行传输的接口，它一次只能传输1Bit。串行端口可以用于连接外置调制解调器、绘图仪或串行打印机。它也可以控制台连接的方式连接网络设备，例如路由器和交换机，主要用来配置它们,硬盘串口,声卡串口,显卡串口,光驱串口,一、RS-232 1.RS-232C标准（协议）的全称是EIA-RS-232C标准电气特性 以上规定说明了RS-323C标准对逻辑电平的定义。对于数据（信息码）：逻辑“1”（传号）的电平低于-3V，逻辑“0”（空号）的电平告语+3V；对于控制信号；接通状态（ON）即信号有效的电平高于+3V，断开状态(OFF)即信号无效的电平
4、低于-3V，也就是当传输电平的绝对值大于3V时，电路可以有效地检查出来，介于-3+3V之间的电压无意义，低于-15V或高于+15V的电压也认为无意义，因此，实际工作时，应保证电平在(315)V之间。,2、连接器的机械特性：连接器：由于RS-232C并未定义连接器的物理特性，因此，出现了DB-25、DB-15和DB-9各种类型的连接器，其引脚的定义也各不相同。下面分别介绍两种连接器。（1）DB-25：PC和XT机采用DB-25型连接器。DB-25连接器定义了25根信号线，分为4组：异步通信的9个电压信号（含信号地SG）2，3，4，5，6，7，8，20，2220mA电流环信号 9个（12，13，1
5、4，15，16，17，19,23，24）空6个（9，10，11，18，21，25）保护地（PE）1个，作为设备接地端（1脚）DB-25型连接器的外形及信号线分配如图3所示。注意，20mA电流环信号仅IBM PC和IBM PC/XT机提供，至AT机及以后，已不支持。,3、RS-232C的接口信号RS-232C规标准接口有25条线，4条数据线、11条控制线、3条定时线、7条备用和未定义线，常用的只有9根，它们是：（1）联络控制信号线：（2）数据发送与接收线：发送数据(Transmitted data-TxD)通过TxD终端将串行数据发送到MODEM，(DTEDCE)。接收数据(Received d
6、ata-RxD)通过RxD线终端接收从MODEM发来的串行数据，(DCEDTE)。（3）地线有两根线SG、PG信号地和保护地信号线，无方向。上述控制信号线何时有效，何时无效的顺序表示了接口信号的传送过程。2个数据信号：发送TXD；接收RXD。1个信号地线：SG。6个控制信号：3远距离通信 1.一般要加调制解调器MODEM，因此使用的信号线较多。2.还可以采用专用电话线通信：在通信双方的MODEM之间采用电话线进行通信，则只要使用28号信号线进行联络与控制4.近距离通信：当通信距离较近时，可不需要Modem，通信双方可以直接连接，这种情况下，只需使用少数几根信号线。最简单的情况，在通信中根本不需
7、要RS-232C的控制联络信号，只需三根线（发送线、接收线、信号地线）便可实现全双工异步串行通信，即是这里要讨论的第一种情况。,2RS-422电气规定RS-422标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”，它定义了接口电路的特性。图5是典型的RS-422四线接口。实际上还有一根信号地线，共5根线。图4是其DB9连接器引脚定义。由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力，故允许在相同传输线上连接多个接收节点，最多可接10个节点。即一个主设备（Master），其余为从设备（Salve），从设备之间不能通信，所以RS-422支持点对多的双向通信。接收器输入阻抗为4k，故发端最大
8、负载能力是104k+100（终接电阻）。RS-422四线接口由于采用单独的发送和接收通道，因此不必控制数据方向，各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一对单独的双绞线）实现。RS-422的最大传输距离为4000英尺（约1219米），最大传输速率为10Mb/s。其平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能达到最大传输距离。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长的双绞线上所能获得的最大传输速率仅为1Mb/s。RS-422需要一终接电阻，要求其阻值约等于传输电缆的特性阻抗。在短距离传输时可不需终接电阻，即一般在300米
9、以下不需终接电阻。终接电阻接在传输电缆的最远端。,3RS-485电气规定 由于RS-485是从RS-422基础上发展而来的，所以RS-485许多电气规定与RS-422相仿。如都采用平衡传输方式、都需要在传输线上接终接电阻等。RS-485可以采用二线与四线方式，二线制可实现真正的多点双向通信，参见图6。而采用四线连接时，与RS-422一样只能实现点对多的通信，即只能有一个主(Master）设备，其余为从设备，但它比RS-422有改进，无论四线还是二线连接方式总线上可多接到32个设备。参见图7。RS-485与RS-422的不同还在于其共模输出电压是不同的，RS-485是-7V至+12V之间，而RS
10、-422在-7V至+7V之间，RS-485接收器最小输入阻抗为12k，RS-422是4k；RS-485满足所有RS-422的规范，所以RS-485的驱动器可以用在RS-422网络中应用。RS-485与RS-422一样，其最大传输距离约为1219米，最大传输速率为10Mb/s。平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能使用规定最长的电缆长度。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长双绞线最大传输速率仅为1Mb/s。RS-485需要2个终接电阻，其阻值要求等于传输电缆的特性阻抗。在短距离传输时可不需终接电阻，即一般在300米以下不需终接电阻。终接电阻接在传输总
11、线的两端,七、RS-422与RS-485的瞬态保护 前文提到的信号接地措施，只对低频率的共模干扰有保护作用，对于频率很高的瞬态干扰就无能为力了。由于传输线对高频信号而言就是相当于电感，因此对于高频瞬态干扰，接地线实际等同于开路。这样的瞬态干扰虽然持续时间短暂，但可能会有成百上千伏的电压。实际应用环境下还是存在高频瞬态干扰的可能。一般在切换大功率感性负载如电机、变压器、继电器等或闪电过程中都会产生幅度很高的瞬态干扰，如果不加以适当防护就会损坏RS-422或RS-485通信接口。对于这种瞬态干扰可以采用隔离或旁路的方法加以防护。1隔离保护方法。2旁路保护方法。,USB是英文Universal Se
12、rial BUS的缩写，中文含义是“通用串行总线”。它不是一种新的总线标准，而是应用在PC领域的接口技术。USB是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。USB的版本第一代：USB 1.0/1.1的最大传输速率为12Mbps。1996年推出。第二代：USB 2.0的最大传输速率高达480Mbps。USB 1.0/1.1与USB 2.0的接口是相互兼容的。第三代：USB 3.0 最大传输速率5Gbps,向下兼容USB 1.0/1.1/2.0usb的应用 USB2.0作为市场的主流产品，已经得到普遍的认可与应用，从PC端到消费电子市场应用领域
13、已得到更多的支持；其广阔的应用前景与高速的整合效应已成为新世代的产业趋势。目前市场上可以看到的主要是有三类：一、电脑周边设备，如移动硬盘、优盘等便携式存储设备上，令消费者可以将大量数据非常容易的进行转移；二、扫描仪、打印机等原先使用并口的设备，目前也已开始采用USB2.0接口，大大的提高了传输速度，也由于热插拔的使用方法带给了用户极大的方便。三、数码影像类，例如数码相机，数码摄影机等等，虽然目前仍是以USB1.1的接口为主，但由于消费者大量的照片需要快速的传送到电脑上，因此USB2.0在这里也是大有可为的,数据通信协议部分是USB的核心内容。主要包括:以差模串行信号为载体传送二进制代码来传输信
14、号。包是USB最基本的数据单元，每个包，基本包含一个完整的USB信息。包分为三类:令牌包、数据包和握手包。他们之间的区别是由更小的单元域来划分的。以包为基础，USB定义了四种数据的传输类型:控制传输、中断传输、批量传输和同步传输。其中，控制传输是最复杂、最重要的传输类型，也是USB枚举阶段最主要的数据交换方式。每一种类型都由一定的包按照某种特定的格式组成。不同的传输类型的最大传输速度、占用USB总线的带宽、传输数据的总量和应用场合等都是不同的。USB通信逻辑上分成了三层:信号层、协议层和数据传输层。信号层用来实现在USB设备和主机的物理连接之间传输位信息流的信息。协议层用来实现USB设备和US
15、B主机端的系统协议软件之间传输包字节流的信息，它们在信号层被编码成NRZI位信息后传送出去。数据传输层用来实现在USB主机端的客户端驱动程序和设备端的功能接口之间传输有一定意义的信息，这些信息在协议层被打包成包格式。,主板:什么是PS/2接口 PS/2接口是目前最常见的鼠标接口，最初是IBM公司的专利，俗称“小口”。这是一种鼠标和键盘的专用接口，是一种6针的圆型接口。但鼠标只使用其中的4针传输数据和供电，其余2个为空脚。PS/2接口的传输速率比COM接口稍快一些，而且是ATX主板的标准接口，是目前应用最为广泛的鼠标接口之一，但仍然不能使高档鼠标完全发挥其性能，而且不支持热插拔。在BTX主板规范中，这也是即将被淘汰掉的接口。需要注意的是，在连接PS/2接口鼠标时不能错误地插入键盘PS/2接口（当然，也不能把PS/2键盘插入鼠标PS/2接口）。一般情况下，符合PC99规范的主板，其鼠标的接口为绿色、键盘的接口为紫色，另外也可以从PS/2接口的相对位置来判断：靠近主板PCB的是键盘接口，其上方的是鼠标接口。,Thank you,
