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串口實(shí)現(xiàn)雙機(jī)通信

zombieda / 2825人閱讀

摘要：利用總線可以實(shí)現(xiàn)全雙工通信，在多數(shù)情況下主要使用主通道。在一般應(yīng)用中，使用條條信號(hào)線就可以實(shí)現(xiàn)全雙工通信，如采用三條信號(hào)線接收線發(fā)送線和信號(hào)地能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的全雙工通信過(guò)程。

一、RS-232串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)

串行數(shù)據(jù)通信接口標(biāo)準(zhǔn)主要有RS-232、RS-422與RS-485，最初都是由電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）制訂并發(fā)布的。
我們這里使用RS-232來(lái)實(shí)現(xiàn)雙機(jī)通信，其他的便不多做介紹，若感興趣，請(qǐng)自行了解。

RS-232-C是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA（Electronic Industry AssociaTIon）制定的一種串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)。RS是英文“推薦標(biāo)準(zhǔn)”的縮寫(xiě)，232為標(biāo)識(shí)號(hào)，C表示修改次數(shù)。它的全名是“ 數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（DCE）之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”。

傳統(tǒng)的RS-232-C總線標(biāo)準(zhǔn)采用標(biāo)準(zhǔn)25芯D型插頭座（DB25），包含了兩個(gè)信號(hào)通道，即主通道和副通道。利用RS- 232總線可以實(shí)現(xiàn)全雙工通信，在多數(shù)情況下主要使用主通道。在一般應(yīng)用中，使用3條～9條信號(hào)線就可以實(shí)現(xiàn)全雙工通信，如采用三條信號(hào)線（接收線、發(fā)送線和信號(hào)地）能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的全雙工通信過(guò)程。

收、發(fā)兩端的數(shù)據(jù)信號(hào)是相對(duì)于信號(hào)地，如從DTE設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)在使用DB25連接器時(shí)是2腳相對(duì)7腳（信號(hào)地）的電平。典型的RS-232信號(hào)在正負(fù)電平之間擺動(dòng)，在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送端驅(qū)動(dòng)器輸出正電平在+5～+15V，負(fù)電平在-5～-15V電平。當(dāng)無(wú)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，線上為T(mén)TL，從開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)到結(jié)束，線上電平從TTL電平到RS-232電平再返回TTL電平。接收器典型的工作電平在+3～+12V與-3～-12V。由于發(fā)送電平與接收電平的差僅為2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線上的分布電容，其傳送距離最大為約15米，最高速率為20Kbps。RS-232是為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（即只用一對(duì)收、發(fā)設(shè)備）通訊而設(shè)計(jì)的，其驅(qū)動(dòng)器負(fù)載為3～7kΩ。所以RS-232適合本地設(shè)備之間的通信。

在TXD和RXD數(shù)據(jù)線上：
（1）邏輯1的電平為-3V~-15V
（2）邏輯0的電平為+3~+15V的電壓

在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上：
（1）信號(hào)有效（接通，ON狀態(tài)）為+3~+15V的電壓
（2）信號(hào)無(wú)效（斷開(kāi)，OFF狀態(tài)）為-3~-15V的電壓

也就是說(shuō)，當(dāng)傳輸電平的絕對(duì)值大于 3V時(shí)，電路可以有效地檢查出來(lái)，介于-3～+3V之間的電壓無(wú)意義，低于-15V或高于+15V的電壓也認(rèn)為無(wú)意義，因此，實(shí)際工作時(shí)，應(yīng)保證電平在± (3～15) V之間。
使用RS-232標(biāo)準(zhǔn)的串口設(shè)備間常見(jiàn)的通訊結(jié)構(gòu)如下：

TTL指雙極型三極管邏輯電路，市面上很多“USB轉(zhuǎn)TTL”模塊，實(shí)際上是“USB轉(zhuǎn)TTL電平的串口”模塊。這種信號(hào)0對(duì)應(yīng)0V，1對(duì)應(yīng)3.3V或者5V，與單片機(jī)、SOC的IO電平兼容。
我們進(jìn)行串口通信的時(shí)候從單片機(jī)直接出來(lái)的基本上都是TTL電平。
USB TO TTL模塊圖如下：

我們要實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的通信就需要使用兩個(gè)的 USB TO TTL 模塊。

二、USB轉(zhuǎn)TTL實(shí)現(xiàn)雙機(jī)通信

1.接線操作


交叉接口：
串口轉(zhuǎn)TTL模塊1的RX接串口轉(zhuǎn)TTL模塊2的TX
串口轉(zhuǎn)TTL模塊1的TX接串口轉(zhuǎn)TTL模塊2的RX

2.使用串口調(diào)試助手進(jìn)行雙機(jī)通信

準(zhǔn)備一個(gè)要發(fā)送的圖片文件

打開(kāi)串口調(diào)試助手，選擇端口號(hào)，并點(diǎn)擊打開(kāi)串口

接著設(shè)置波特率，點(diǎn)擊打開(kāi)文件，選擇要發(fā)送的文件，可以看見(jiàn)傳輸文件的字節(jié)大小，現(xiàn)在就可以發(fā)送文件了

發(fā)送完成，可以看見(jiàn)預(yù)計(jì)用時(shí)約11.52s

根據(jù)手機(jī)計(jì)時(shí)，實(shí)際用時(shí)約17.33s（手動(dòng)計(jì)時(shí)，略有誤差）

接收端接收成功，點(diǎn)擊保存數(shù)據(jù)將接收文件進(jìn)行保存

保存成功后，進(jìn)入保存路徑，右擊文件進(jìn)行圖片方式查看接收到文件，如下圖所示

另外，可以通過(guò)改變波特率，測(cè)試傳輸同一文件時(shí)的傳輸時(shí)間：
①當(dāng)波特率為115200時(shí)，預(yù)計(jì)傳輸時(shí)間約為32.42s，實(shí)際傳輸時(shí)間為51.57s


②當(dāng)波特率為256000時(shí)，預(yù)計(jì)傳輸時(shí)間為15.42s，實(shí)際傳輸時(shí)間為32.69s


③當(dāng)波特率為512000時(shí),預(yù)計(jì)傳輸時(shí)間為8.42s，實(shí)際傳輸時(shí)間為27.69s

三、總結(jié)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知，實(shí)際傳輸時(shí)間比預(yù)計(jì)傳輸時(shí)間要大很多，因?yàn)閷?shí)際傳輸中存在著時(shí)延，另外，文件的傳輸速率在一定程度上與波特率相關(guān)，在一定范圍內(nèi)，與波特率成正相關(guān)，倍數(shù)增長(zhǎng)，傳輸消耗時(shí)間減少，但是波特率過(guò)大時(shí)，如在圖片過(guò)程傳輸中，波特率由256000->512000，預(yù)計(jì)時(shí)間減少約一半，但是在實(shí)際傳輸過(guò)程中，消耗時(shí)間與256000波特率消耗時(shí)間差距不大，因此TTL標(biāo)準(zhǔn)傳輸距離相對(duì)較短、速度較慢。

四、參考鏈接

1.https://blog.csdn.net/weixin_52288941/article/details/121308096?spm=1001.2014.3001.5501
2.https://blog.csdn.net/sym_robot/article/details/114500229
3.串口調(diào)試助手
提取碼：1234

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