版本：V1.15
zigbee-mk-2000模块串口
通信协议
（共12页）
编制：梁工
文档修改记录
1 概述
Zigbee模块，型号zigbee-mk-2000是基于TI cc2530 芯片的无线通信模块。模块大小仅有1.65cm*2.57cm大小。模块支持AES 128bit加密，zigbee的十六个无线频道自动选择空闲加入。支持关闭，打开设备加网。2DBI天线情况下，通信距离在海边环境下高达1.5公里，家庭环境下，轻松穿透两堵墙稳定通信。在不小于50个模块的MASH网络中稳定进行数据通信。数据通讯速率高达250kbps。支持多点对多点通信。是组建无线传感器网络的理想模块。
模块已经量产，在新三板上市智能家居企业小批量使用。开发团队有10年zigbee工作经验，zigbee产品在电力，家居中使用。专业公司的PCB做板。上市企业贴片。TI原厂技术支持。核心器件来自原厂供应商，全部使用村田电容，爱普生晶振。
2 硬件接口
上位机与无线模块之间采用串行口通信方式，上位机把发送数据命令通过串口发送给无线模块（zigbee模块，以下简称模块)，而模块根据上位机的命令进行相应的操作。
采用三线方式,即RX,TX,GND,由于系统共地,所以实际只用RX(接收),TX(发送)两线,TTL电平.通讯速率38400 BPS，异步方式。
3 收发数据
0xFFFF为广播地址。所有数据能够收到！地址(2Byte) 为zigbee要发送到目标的短地址。
数据接收数据帧格式((串口接收)
数据加密版本，V1.40前版本数据收发负载最长为74个字节。单包大于74字节不能发送成功。数据加密版本，V1.40版本后最长负载支持80字节。
数据不加密版本，最长单包负载支持98字节。
例子一：
模块数据广播发送数据例子:
FA FF FF 4A 22 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 15 F5
另一个模块接收到广播数据：(不同源地址，FD 4A会变化)
FA E1 FD 4A 22 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 15 F5
例子二：
数据单播发送给0x0000 协调器：
FA 00 00 4A 22 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 15 F5
协调器模块接收到数据：(不同源地址，FD 4A会变化)
FA E1 FD 4A 22 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 15 F5
4：控制命令
命令发送数据帧格式(串口发出)
命令索引定义
4.0上电/重启包
模块－>上位机
注：
版本信息VERL VERH
11 47 (代码版本)
| |
--- | |----
加密1加密， 1 内部晶振32k
0不加密0 内部外部晶振32k
4.1获取设备类型
注：FC 11 01 00 F5 协调器FC 11 01 01 F5 路由器4.2设置设备类型
注：FC 11 01 00 F5 协调器FC 11 01 01 F5 路由器4.3获取网络号
发送：上位机－>模块
panl : 网络地址低位
pan2: 网络地址高位
4.4设置网络号
4.5获取设备短地址
应答：模块－> 上位机
4.6设备短地址返回
4.7
发送：上位机－>模块
4.8
应答：模块－> 上位机
注: 此命令要在没有形成网络前(作为未加网的路由器)，进行设置。
-------------------------------- 4.7获取波特率
应答：模块－
> 上位机
4.8设置通讯波特率 发送：上位机－>模块
应答：模块－> 上位机
波特率对应表格
4.9获取设备长地址
负载内容:
4.10设置设备长地址
4.11获取协调器配置命令发送：上位机－>模块
4.12配置备份协调器命令
配置完整实例: FC 71 20 08 84 65 00 12 4B 00 06 20 25 7B xx xx F5
4.13设置设备恢复出厂设置
发送：上位机－>模块
应答：模块－> 上位机
当模块恢复出厂设置后，模块自动恢复为路由器。等待协调器组网。
4.14设置入网允许
如果设置为0xff ,则长期运行设备进入网络。
设置为0x01- 0xfe,则为运行网络打开加网时间(时间为秒为单位)
设置为0x00，则为不运行加网，关闭设备加网
一般此命令只应用于协调器模块，在协调器打开加网时间内，路由器能够加入网络，过了此时间段，别的路由器无法加入网络，此功能对应智能家居产品特别有用。
4.15设置网络密钥
应答：模块－> 上位机
注:此命令要在没有形成网络前(作为未加网的路由器)，进行设置。
正常情况不建议用户修改密钥，所有产品使用唯一的密钥，方便产品维护。
一旦路由器加网，从协调器获取到密钥，密钥将保存到本地，协调器单独修改密钥，当路由器要恢复出厂设置后，才能将密钥恢复为初始配置。
4.16设置设备重启
发送：上位机－>模块
4.17设置ACK输出命令
发送：上位机－>模块
例子:
场景一:
广播发送: FA FF FF 05 22 11 11 11 11 F5
成功ACK: FC FF 01 0A F5 (0A表示数据帧)
场景二:
单播播发送: FA 00 00 05 22 11 11 11 11 F5
成功ACK: FC FF 01 0A F5 (0A表示数据帧)
场景三:
发送不存在目标:
发送: FA 11 11 05 22 11 11 11 11 F5
ACK: FC FF 01 FD F5 ( FD表示本地发送成功,目标失败)
场景四:
发送错误,不完整的数据:
发送: FA 11 11 05 22 11 11
ACK: FC FF 01 FF F5 ( FF表示数据帧非法)
场景五:
广播发送: FA FF FF 05 22 11 11 11 11 F5
无ACK, 说明当前通道忙，要等3秒后才能发广播数据。
#include
case RAA: if (ch==0xaa) gRecState=RLEN; else if (ch==0x55) gRecState=RAA; else gRecState=R55; break; case RLEN: gRecLen=ch; gRecCount=0; gRecState=RDATA; break; case RDATA: RecBuf[gRecCount]=ch; gRecCount++; if (gRecCount>=gRecLen) { gRecState=RCH; } break; case RCH: temp=0; for(i=0;i 串口通讯—通信协议 所谓通信协议是指通信双方的一种约定。约定包括对数据格式、同步方式、传送速度、传送步骤、检纠错方式以及控制字符定义等问题做出统一规定，通信双方必须共同遵守。因此，也叫做通信控制规程，或称传输控制规程，它属于ISO'S OSI七层参考模型中的数据链路层。 目前，采用的通信协议有两类：异步协议和同步协议。同步协议又有面向字符和面向比特以及面向字节计数三种。其中，面向字节计数的同步协议主要用于DEC公司的网络体系结构中。 一、物理接口标准 1.串行通信接口的基本任务 （1）实现数据格式化：因为来自CPU的是普通的并行数据，所以，接口电路应具有实现不同串行通信方式下的数据格式化的任务。在异步通信方式下，接口自动生成起止式的帧数据格式。在面向字符的同步方式下，接口要在待传送的数据块前加上同步字符。 （2）进行串－并转换：串行传送，数据是一位一位串行传送的，而计算机处理数据是并行数据。所以当数据由计算机送至数据发送器时，首先把串行数据转换为并行数才能送入计算机处理。因此串并转换是串行接口电路的重要任务。 （3）控制数据传输速率：串行通信接口电路应具有对数据传输速率——波特率进行选择和控制的能力。 （4）进行错误检测：在发送时接口电路对传送的字符数据自动生成奇偶校验位或其他校验码。在接收时，接口电路检查字符的奇偶校验或其他校验码，确定是否发生传送错误。 （5）进行TTL与EIA电平转换：CPU和终端均采用TTL电平及正逻辑，它们与EIA采用的电平及负逻辑不兼容，需在接口电路中进行转换。 （6）提供EIA-RS-232C接口标准所要求的信号线：远距离通信采用MODEM时，需要9根信号线；近距离零MODEM方式，只需要3根信号线。这些信号线由接口电路提供，以便与MODEM或终端进行联络与控制。 2、串行通信接口电路的组成 为了完成上述串行接口的任务，串行通信接口电路一般由可编程的串行接口芯片、波特率发生器、EIA 与TTL电平转换器以及地址译码电路组成。其中，串行接口芯片，随着大规模继承电路技术的发展，通用的同步(USRT)和异步（UART）接口芯片种类越来越多，如下表所示。它们的基本功能是类似的，都能实现上面提出的串行通信接口基本任务的大部分工作，且都是可编程的。才用这些芯片作为串行通信接口电路的核心芯片，会使电路结构比较简单。 3.有关串行通信的物理标准 为使计算机、电话以及其他通信设备互相沟通，现在，已经对串行通信建立了几个一致的概念和标准，这些概念和标准属于三个方面：传输率，电特性，信号名称和接口标准。 1、传输率：所谓传输率就是指每秒传输多少位，传输率也常叫波特率。国际上规定了一个标准波特率系列，标准波特率也是最常用的波特率，标准波特率系列为110、300、600、1200、4800、9600和19200。大多数CRT终端都能够按110到9600范围中的任何一种波特率工作。打印机由于机械速度比较慢而使传输波特率受到限制，所以，一般的串行打印机工作在110波特率，点针式打印机由于其内部有较大的行缓冲 51串口通信协议（新型篇） C51编程:这是网友牛毅编的一个C51串口通讯程序！ //PC读MCU指令结构：(中断方式，ASCII码表示) //帧：帧头标志|帧类型|器件地址|启始地址|长度n|效验和|帧尾标志 //值： 'n' 'y'| 'r' | 0x01 | x | x | x |0x13 0x10 //字节数： 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 //求和： ///////////////////////////////////////////////////////////////////// //公司名称：*** //模块名：protocol.c //创建者：牛毅 //修改者： //功能描述：中断方式：本程序为mcu的串口通讯提供(贞结构)函数接口，包括具体协议部分 //其他说明：只提供对A T89c51具体硬件的可靠访问接口 //版本：1.0 //信息：QQ 75011221 ///////////////////////////////////////////////////////////////////// #include STM32串口通信协议简单教程 一、修改串口UART1IT工程模版 用Keil MDK打开短学期资料中的工程示例→串口→UART1IT示例，查看main.c代码如图1所示： 图1 UART1IT串口示例代码 打开文件列表中的stm32f10x_it.c文件，找到UART1中断函数如图2所示代码： 图2 UART1串口中断函数 为方便起见，将整个USART1_IRQHandler函数剪切到main.c文件末尾如图3所示。并删除stm32f10x_it.c文件中的sp变量定义，如图4所示。 图3 移动串口中断函数 图4 去除stm32f10x_it.c中的sp变量声明 重新编译一次工程，看看修改是否出现错误，编译失败出现错误则需仔细检查刚才的修改是否正确。编译成功，下载工程到实验板，关闭下载程序。将实验板BOOT跳线至正常运行模式并重新上电。打开串口调试助手，选择实验板USB虚拟串口并打开，如图5所示。可以看到图中窗口不停的接收到“Hello world！”这样的字符串数据。在发送区域输入字符1，点击发送按钮，可以观察到实验板的流水灯速度变快了很多。 在main函数之前，添加按键扫描代码如图6所示，然后在main函数中，添加sendstr 数组，key和oldkey两个整数变量，如图7所示。 图6 添加按键扫描函数 图7 添加相关变量 接下来，在main函数的while主循环中，添加发送按键状态代码如图8所示。同时，将main函数中的Hello world字符串发送行注释掉，如图9所示。为使按键响应灵敏，可以将main.c文件开头的sp变量初始值由100改为10。 注意，资料包里面的串口调试助手UartAssit软件容易造成虚拟串口占用，甚至使系统崩溃。考虑到使用方便，推荐使用sscom42软件。这里给大家一个下载地址https://www.doczj.com/doc/3611058696.html,/soft/53912.html 串口通信协议 什么是串口 串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议（不要与通用串行总线Universal SerialBus或者USB混淆）。大多数计算机包含两个基于RS232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议；很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。同时，串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。 串口通信的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比按字节（b yte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。比如IEEE488定义并行通行状态时，规定设备线总常不得超过20米，并且任意两个设备间的长度不得超过2米；而对于串口而言，长度可达1200米。 典型地，串口用于ASCII码字符的传输。通信使用3根线完成：（1）地线，（2）发送，（3）接收。由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。其他线用于握手，但是不是必须的。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于两个进行通行的端口，这些参数必须匹配：a，波特率：这是一个衡量通信速度的参数。它表示每秒钟传送的bit的个数。例如300波特表示每秒钟发送300个bit。当我们提到时钟周期时，我们就是指波特率例如如果协议需要4800波特率，那么时钟是4800Hz。这意味着串口通信在数据线上的采样率为4800Hz。通常线的波特率为14400，28800和36600。波特率可以远远大于这些值，但是波特率和距离成反比。高波特率常常用于放置的很近的仪器间的通信，典型的例子就是GPIB设备的通信。 b，数据位：这是衡量通信中实际数据位的参数。当计算机发送一个信息包，实际的数据不会是8位的，标准的值是5、7和8位。如何设置取决于你想传送的信息。比如，标准的ASCII码是0～127（7位）。扩展的ASCII码是0～255（8位）。如果数据使用简单的文本（标准ASCII码），那么每个数据包使用7位数据。每个包是指一个字节，包括开始/停止位，数据位和奇偶校验位。由于实际数据位取决于通信协议的选取，术语“包”指任何通信的情况。 c，停止位：用于表示单个包的最后一位。典型的值为1，1.5和2位。由于数据是在传输线上定时的，并且每一个设备有其自己的时钟，很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。因此停止位不仅仅是表示传输的结束，并且提供计算机校正时钟同步的机会。适用于停止位的位数越多，不同时钟同步的容忍程度越大，但是数据传输率同时也越慢。 d，奇偶校验位：在串口通信中一种简单的检错方式。有四种检错方式：偶、奇、高和低。当然没有校验位也是可以的。对于偶和奇校验的情况，串口会设置校验位（数据位后面的一位），用一个值确保传输的数据有偶个或者奇个逻辑高位。例如，如果数据是011，那么对于偶校验，校验位为0，保证逻辑高的位数是偶数个。如果是奇 Fax: 1-703-709-0985 https://www.doczj.com/doc/3611058696.html, Allen-Bradley DF1 Serial Communication Interface API The DASTEC Corporation Allen-Bradley DF1 Serial Communication Interface API allows the user to implement bi-directional serial communications to exchange data between applications running on a Windows/WinCE-based system with other devices supporting the Allen-Bradley DF1 full-duplex serial protocol. The devices can be AB devices, other host computers or even other system applications using the API. The Allen-Bradley DF1 Serial Communication Interface API enables a system to acts as a client device to other Allen-Bradley peer devices, initiating read and write operations on behalf of the system applications. The API also allows the system to emulate an Allen-Bradley PLC to respond to read and write requests and thus acts as a “virtual PLC” to other AB peers. The API is available for different Windows/WinCE-based systems/platforms and can be used with C/C++ or Visual Basic. The API consists of two component functionalities, client side and server side. The client side functionality is implemented with a single API DLL. Server side functionality is implemented with a DLL/executable pair. Together these components manage all aspects of the protocol and data exchange including responding to peers with proper acknowledgements, error/success codes and protocol data byte ordering. The system application need only to deal with the data values exchanged in native byte order. The user can employ either the API’s client, server or both functionalities with minimal code implementation. ZHET 系统串口通讯协议 通 讯 技 术 手 册 型号:SYRDS1-485 (SYRDSSS1) SYRDL1-485 (SYRLSSS1) 玺瑞国际企业有限公司 SYRIS International Corp. 通讯技术手册 通讯协议(Protocol) 卡片阅读机模块（Reader Module）的通讯协议（Protocol）皆出自于SYRIS 的一种标准通讯协议，这种协议格式如下表： 1.SOH 和 END 都是一个字节的控制字符： SOH 控制器端定义为 <0x09> 模块端定义为 <0x0A> END 控制器及模块端均固定为 <0x0D> 其中 <0x> 为十六进制表示法. 2.TYPE 为模块型式编号，固定为一个字节，本型式编号固定为“A”. 3.ID为模块端的识别代码，这一字节的 ASCII 字符必须是在 1 <0x31> 到 8 <0x38> 的范围内，假如控制器端传送之ID值与模块地址编号相同时， 则该模块将会接收控制器端所传送的数据，而模块响应时，也会传回相同的地址编号. 4.FC是通讯功能码(Function Code)和资料(DATA)有相关性，固定为一个 字节，这些资料请参考通讯协议表及相关说明. 5.错误讯息判断代码(Error Code)为两个字节，第一个字节为固定为 <0x0E> ，第二个字节为错误代码，请参考错误讯息代码表. 6.8 BITS BCC是所有字符的检查字段，为二个字节，有关 8 BITS BCC 的 信息和范例程序，请参考附录A. 7.RS485传输协议请设定为”E,8,1”，速率为”19200”. 错误讯息代码表(Error Code Table) ※ Error Code #1固定为 <0x0E>. 串口通讯协议 波特率9600，数据位8位，起始位1位，停止位2位，校验采用16位CRC校验，校验包括头部信息和数据。 帧定义： 主机发送事件数据定义 u16 const crc_table[256] = { 0x0000U, 0x1021U, 0x2042U, 0x3063U, 0x4084U, 0x50a5U, 0x60c6U, 0x70e7U, 0x8108U, 0x9129U, 0xa14aU, 0xb16bU, 0xc18cU, 0xd1adU, 0xe1ceU, 0xf1efU, 0x1231U, 0x0210U, 0x3273U, 0x2252U, 0x52b5U, 0x4294U, 0x72f7U, 0x62d6U, 0x9339U, 0x8318U, 0xb37bU, 0xa35aU, 0xd3bdU, 0xc39cU, 0xf3ffU, 0xe3deU, 0x2462U, 0x3443U, 0x0420U, 0x1401U, 0x64e6U, 0x74c7U, 0x44a4U, 0x5485U, 0xa56aU, 0xb54bU, 0x8528U, 0x9509U, 0xe5eeU, 0xf5cfU, 0xc5acU, 0xd58dU, 0x3653U, 0x2672U, 0x1611U, 0x0630U, 0x76d7U, 0x66f6U, 0x5695U, 0x46b4U, 0xb75bU, 0xa77aU, 0x9719U, 0x8738U, 0xf7dfU, 0xe7feU, 0xd79dU, 0xc7bcU, 0x48c4U, 0x58e5U, 0x6886U, 0x78a7U, 0x0840U, 0x1861U, 0x2802U, 0x3823U, 0xc9ccU, 0xd9edU, 0xe98eU, 0xf9afU, 0x8948U, 0x9969U, 0xa90aU, 0xb92bU, 0x5af5U, 0x4ad4U, 0x7ab7U, 0x6a96U, 0x1a71U, 0x0a50U, 0x3a33U, 0x2a12U, 0xdbfdU, 0xcbdcU, 0xfbbfU, 0xeb9eU, 0x9b79U, 0x8b58U, 0xbb3bU, 0xab1aU, 0x6ca6U, 0x7c87U, 0x4ce4U, 0x5cc5U, 0x2c22U, 0x3c03U, 0x0c60U, 0x1c41U, 0xedaeU, 0xfd8fU, 0xcdecU, 0xddcdU, 0xad2aU, 0xbd0bU, 0x8d68U, 0x9d49U, 0x7e97U, 0x6eb6U, 0x5ed5U, 0x4ef4U, 0x3e13U, 0x2e32U, 0x1e51U, 0x0e70U, 0xff9fU, 0xefbeU, 0xdfddU, 0xcffcU, 0xbf1bU, 0xaf3aU, 0x9f59U, 0x8f78U, 0x9188U, 0x81a9U, 0xb1caU, 0xa1ebU, 0xd10cU, 0xc12dU, 0xf14eU, 0xe16fU, 0x1080U, 0x00a1U, 0x30c2U, 0x20e3U, 0x5004U, 0x4025U, 0x7046U, 0x6067U, 0x83b9U, 0x9398U, 0xa3fbU, 0xb3daU, 0xc33dU, 0xd31cU, 0xe37fU, 0xf35eU, 0x02b1U, 0x1290U, 0x22f3U, 0x32d2U, 0x4235U, 0x5214U, 0x6277U, 0x7256U, 0xb5eaU, 0xa5cbU, 0x95a8U, 0x8589U, 0xf56eU, 0xe54fU, 0xd52cU, 0xc50dU, 0x34e2U, 0x24c3U, 0x14a0U, 0x0481U, 0x7466U, 0x6447U, 0x5424U, 0x4405U, 0xa7dbU, 0xb7faU, 0x8799U, 0x97b8U, 0xe75fU, 0xf77eU, 0xc71dU, 0xd73cU, 0x26d3U, 0x36f2U, 0x0691U, 0x16b0U, 0x6657U, 0x7676U, 0x4615U, 0x5634U, 0xd94cU, 0xc96dU, 0xf90eU, 0xe92fU, 0x99c8U, 0x89e9U, 0xb98aU, 0xa9abU, 0x5844U, 0x4865U, 0x7806U, 0x6827U, 0x18c0U, 0x08e1U, 0x3882U, 0x28a3U, 0xcb7dU, 0xdb5cU, 0xeb3fU, 0xfb1eU, 0x8bf9U, 0x9bd8U, 0xabbbU, 0xbb9aU, 0x4a75U, 0x5a54U, 0x6a37U, 0x7a16U, 0x0af1U, 0x1ad0U, 0x2ab3U, 0x3a92U, 0xfd2eU, 0xed0fU, 0xdd6cU, 0xcd4dU, 0xbdaaU, 0xad8bU, 0x9de8U, 0x8dc9U, 0x7c26U, 0x6c07U, 0x5c64U, 0x4c45U, 0x3ca2U, 0x2c83U, 0x1ce0U, 0x0cc1U, 0xef1fU, 0xff3eU, 0xcf5dU, 0xdf7cU, 0xaf9bU, 0xbfbaU, 0x8fd9U, 0x9ff8U, 0x6e17U, 0x7e36U, 0x4e55U, 0x5e74U, 0x2e93U, 0x3eb2U, 0x0ed1U, 0x1ef0U }; u16 crc16(u16 crc,const u8 *data, u32 len )len可以为u8,u16,u32 { while (len--) crc = crc_table[(crc >> 8 ^ *(data++)) & 0xffU] ^ (crc << 8); return crc; } 例：u8 *buf=”123456789”; 串口通信协议 串口通信的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。 的检查数据，简单置位逻辑高或者逻辑低校验。这样使得接收设备能够知道一个位的状态，有机会判断是否有噪声干扰了通信或者是否传输和接收数据是否不同步。 什么是RS-232 RS-232（ANSI/EIA-232标准）是IBM-PC及其兼容机上的串行连接标准。可用于许多用途，比如连接鼠标、打印机或者Modem，同时也可以接工业仪器仪表。用于驱动和连线的改进，实际应用中RS-232的传输长度或者速度常常超过标准的值。RS-232只限于PC串口和设备间点对点的通信。RS-232串口通信最远距离是50英尺。 DB-9针连接头 9针串口连接口顺序图 从计算机连出的线的截面。 RS-232针脚的功能： 数据： TXD（pin 3）：串口数据输出(Transmit Data) RXD（pin 2）：串口数据输入(Receive Data) 握手： RTS（pin 7）：发送数据请求(Request to Send) CTS（pin 8）：清除发送(Clear to Send) DSR（pin 6）：数据发送就绪(Data Send Ready) DCD（pin 1）：数据载波检测(Data Carrier Detect) DTR（pin 4）：数据终端就绪(Data Terminal Ready) 地线： GND（pin 5）：地线 其他 RI（pin 9）：铃声指示 什么是RS-422 RS-422（EIA RS-422-AStandard）是Apple的Macintosh计算机的串口连接标准。RS-422使用差分信号，RS-232使用非平衡参考地的信号。差分传输使用两根线 串口通讯—串口通信协议 所谓通信协议是指通信双方的一种约定。约定包括对数据格式、同步方式、传送速度、传送步骤、检纠错方式以及控制字符定义等问题做出统一规定，通信双方必须共同遵守。因此，也叫做通信控制规程，或称传输控制规程，它属于ISO'S OSI七层参考模型中的数据链路层。 目前，串口通信协议通常有两类：异步协议和同步协议。同步协议又有面向字符和面向比特以及面向字节计数三种。其中，面向字节计数的同步协议主要用于DEC公司的网络体系结构中。 一、物理接口标准 1、串行通信接口的基本任务 （1）实现数据格式化：因为来自CPU的是普通的并行数据，所以，接口电路应具有实现不同串行通信方式下的数据格式化的任务。在异步通信方式下，接口自动生成起止式的帧数据格式。在面向字符的同步方式下，接口要在待传送的数据块前加上同步字符。 （2）进行串－并转换：串行传送，数据是一位一位串行传送的，而计算机处理数据是并行数据。所以当数据由计算机送至数据发送器时，首先把串行数据转换为并行数才能送入计算机处理。因此串并转换是串行接口电路的重要任务。 （3）控制数据传输速率：串行通信接口电路应具有对数据传输速率——波特率进行选择和控制的能力。 （4）进行错误检测：在发送时接口电路对传送的字符数据自动生成奇偶校验位或其他校验码。在接收时，接口电路检查字符的奇偶校验或其他校验码，确定是否发生传送错误。 （5）进行TTL与EIA电平转换：CPU和终端均采用TTL电平及正逻辑，它们与EIA采用的电平及负逻辑不兼容，需在接口电路中进行转换。 （6）提供EIA-RS-232C接口标准所要求的信号线：远距离通信采用MODEM 时，需要9根信号线；近距离零MODEM方式，只需要3根信号线。这些信号线由接口电路提供，以便与MODEM或终端进行联络与控制。 2、串行通信接口电路的组成 为了完成上述串行接口的任务，串行通信接口电路一般由可编程的串行接口芯片、波特率发生器、EIA与TTL电平转换器以及地址译码电路组成。其中，串行接口芯片，随着大规模继承电路技术的发展，通用的同步(USRT)和异步（UART）接口芯片种类越来越多，如下表所示。它们的基本功能是类似的，都能实现上面提出的串行通信接口基本任务的大部分工作，且都是可编程的。采用这些芯片作为串行通信接口电路的核心芯片，会使电路结构比较简单。 基于串口自定义协议的数据通信方式设计 ?引言 计算机与计算机之间的数据交换不仅可以采用常用的通信协议进行联网方式交换,还可以采用串行通信方式或并行通信方式通过非常规的通信协议方式交换。不同安全等级的计算机之间需要进行数据传输(出于安全考虑,多数是从安全等级高的计算机向安全等级低的计算机单向传输数据) ,而不同安全等级的计算机是不允许进行直接网络连接的,由此设计了自定义通信协议下通过串行通信端口RS2232 实现处于不同安全等级的计算机之间进行数据传输。 1.RS232 串行端口 一组比特数据在多条线上同时被传送的传输方式被称为并行传输。在传输过程中各数据位可并行传送,传送速度快、效率高,多用于要求实时、快速的场合。但是有多少数据位就需要多少根数据线,传送成本高。而串行端口通信是数据通过一根传输线逐位传送,数据传送按位顺序进行,至少只需要一根传输线即可完成,节省传输线。由于串行通信方式使用线路少、成本低,特别是在远程传输时,避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用. 1.1 RS 2232 端口简介 RS232 串行通信端口属于PC 机(个人计算机)及电信应用领域中最为成功的串行数据标准。它被定义为一种在低速率串行通信中增加通信距离的单端标准,是目前PC 机与通信工业中应用最广泛的一种串行通信接口。现在的PC机一般有1 到2 个串行通信端口COM1 及COM2 ,这些串行通信端口均为9 个引脚,即异步通信的9 个信号。在通信速率低于20 kbit / s时,与其直接连接的电缆最大物理距离为15 m(即直接传输距离) 。RS232 标准规定,若不使用Modem ,在码元畸变小于4 %的情况下,数据终端设备(DTE)和数据通信设备(DCE)之间最大传输距离为15 m。一般应用中当通信距离小于12 m 时,可以用电缆线直接连接标准RS232 端口。若距离较远, 须附加调制解调器(Modem) 。本方案中传输数据的2 台计算机距离很近,采用最基本的接法,将RS232 端口的关键引脚直接用电缆线相连。 RS2232 端口引脚说明见表1。 主机程序： /* 主机主要处理： 主—>从 1.给从机发送命令 2.给从机发送数据 3.命令从机向主机发送数据 从—>主由中断程序处理根据从机发送过来的请求类型 0.请求主机发送命令(包括主到从的1,2命令) 1.请求主机接收数据 2,3保留 */ #include TR1=1; //要在设置scon后开定时 ES=1; //开中断 EA=1; } //发送命令 void uart_send_cmd(uchar addr,uchar cmd)//uchar *date) { while(signal==0); //检查总线是否被占 signal=0; //占用总线 EA=0;//关中断 do { do { SBUF=addr; //发送从机地址 while(TI!=1); TI=0; } while(RI!=1); //一直等待从机响应 //while循环里可加入出错处理temp_addr=SBUF; RI=0; } while(temp_addr!=addr); //一直等到从机回应的地址相同 //while循环里可加入出错处理 TB8=0; //发送数据第9位为0 // SM2=0; // 接收到第九位为1时才置位RI //每次一个数据 SBUF=cmd; while(TI!=1); TI=0; TB8=1; // SM2=1; RI=0; TI=0; //不处理期间发生的中断 EA=1; signal=1; //释放总线 } 1 串口 串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议（不要与通用串行总线Universal SerialBus或者USB混淆）。 2 串行通信的传输方向 2.1 单工 单工是指数据传输仅能沿一个方向，不能实现反向传输。 2.2 半双工 半双工是指数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行。 2.3 全双工 全双工是指数据可以同时进行双向传输。 单工半双工全双工 3 重要参数 串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于两个进行通行的端口，这些参数必须匹配。 3.1 波特率 这是一个衡量通信速度的参数。它表示每秒钟传送的bit的个数。例如300波特表示每秒钟发送300个bit。当我们提到时钟周期时，我们就是指波特率例如如果协议需要4800波特率，那么时钟是4800Hz。这意味着串口通信在数据线上的采样率为4800Hz。通常电话线的波特率为14400，28800和36600。波特率可以远远大于这些值，但是波特率和距离成反比。高波特率常常用于放置的很近的仪器间的通信，典型的例子就是GPIB设备的通信。 常用的波特率有,1200，2400,4800,9600,19200,38400,115200等。 3.2 数据位 这是衡量通信中实际数据位的参数。当计算机发送一个信息包，实际的数据不会是8位的，标准的值是5、7和8位。如何设置取决于你想传送的信息。比如，标准的ASCII码是0～127（7位）。扩展的ASCII码是0～255（8位）。如果数据使用简单的文本（标准ASCII码），那么每个数据包使用7位数据。每个包是指一个字节，包括开始/停止位，数据位和奇偶校验位。由于实际数据位取决于通信协议的选取，术语“包”指任何通信的情况。 标签：RS232RS485串口协议比较 串口通信协议比较 串口通信协议主要有RS232、RS422 、RS485。下面将从其发展历史、各自特点来介绍各种协议，RS232和RS485的区别和接法。 首先是发展历史。最开始出现的串口通信协议是RS232，1962年发布的。由于其传输速度、单向传递、传输距离短等多方面的制约，因此使用受到限制。于是人们在RS232的基础上做了相应的改进，提高了相应的传输速度、传输距离，于是出现了RS422的雏形，并在工业上得到了相应的应用。但由于任然是单向传输的，使构成的网络只能是单向的。既只能是主机给从机发送指令或数据，从机只能接受并处理相应的消息，不能反映相应的结果。于是人们又做了相应的调整。最后于1983年发布了RS485通信协议。 正如前面所说的。RS232协议是一种简单的串口通信协议，也是最基本的。一般用在实验室等短距离、对传输速度等要求不高的场合，并且与TTL电平不兼容。 RS422有了相应的提高。是一种单机发送，多机接收的平衡通信协议接口，传输速度最高可以达到10Mbps，传输距离最远可达到4000英尺，并且在这条平衡总线上能最多带10个从机，但是任然是单向的传输。 RS485是一种多点，双向通信的平衡通信协议接口。再RS422的基础上增加了网络中接点（多机）的数量和双向通信能力，同时还增加了驱动器的传输能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围。传输速度最高可以达到10Mbps，标准距离可以达到4000英尺，实际能达到3000米，并且在这条线上最多可以带128个收发器。 RS232和RS485的区别： 1.传输速度不同。RS485可以达到10Mbps，高于RS232的速度。 2.电气特性不同。RS485采用的是平衡驱动器和差分接收器的组合。RS485 是输出的是差分信号，抗共模干扰能力强。逻辑“1”是两输出信号的+（2~6）V，“0”是-（2~6）V表示。电气信号低于RS232的电气信号，不容易损坏接口芯片，并且与TTL电平兼容。 3.传输距离不同。RS485标准距离为4000英尺，实际可以达到3000米。远远大于RS232的距离。 4.接收器数量不同。RS485接收器最多可以达到128个，即多站能力。而RS232只能是一个，即单站接点。 SPI串行通信协议 同步串行外设接口(S PI)是由摩托罗拉公司开发的全双工同步串行总线，该总线大量用在与EEPROM、ADC、FRAM和显示驱动器之类的慢速外设器件通信。 SPI（Serial Peripheral Interface）是一种串行串行同步通讯协议，由一个主设备和一个或多个从设备组成，主设备启动一个与从设备的同步通讯，从而完成数据的交换。SPI 接口由SDI（串行数据输入），SDO（串行数据输出），SCK（串行移位时钟），CS（从使能信号）四种信号构成，CS 决定了唯一的与主设备通信的从设备，如没有CS 信号，则只能存在一个从设备，主设备通过产生移位时钟来发起通讯。通讯时，数据由SDO 输出，SDI 输入，数据在时钟的上升或下降沿由SDO 输出，在紧接着的下降或上升沿由SDI 读入，这样经过8/16 次时钟的改变，完成8/16 位数据的传输。 总线协议 该总线通信基于主-从(所有的串行的总线均是这样，USB，IIC，SPI等)配置，而且下面提到的方向性的操作合指代全部从主设备的角度说得。它有以下4个信号： MOSI:主出/从入 MISO:主入/从出 SCK:串行时钟 SS:从属选择；芯片上“从属选择”(slave-select)的引脚数决定了可连到总线上的器件数量。 在SPI传输中，数据是同步进行发送和接收的。数据传输的时钟基于来自主处理器的时钟脉冲(好像也可以是IO上的电平的模拟时钟)，摩托罗拉没有定义任何通用SPI的时钟规范。然而，最常用的时钟设置基于时钟极性(CPOL)和时钟相位(CPHA)两个参数，CPOL定义SPI串行时钟的活动状态，而CPHA定义相对于SO-数据位的时钟相位。CPOL和CPHA的设置决定了数据取样的时钟沿。 数据方向和通信速度 SPI传输串行数据时首先传输最高位。波特率可以高达5Mbps，具体速度大小取决于SPI硬件。例如，Xicor公司的SPI 串行器件传输速度能达到5MHz。 SPI总线接口及时序 SPI总线包括1根串行同步时钟信号线以及2根数据线。 SPI模块为了和外设进行数据交换，根据外设工作要求，其输出串行同步时钟极性和相位可以进行配置，时钟极性（CPOL）对传输协议没有重大的影响。如果CPOL=0，串行同步时钟的空闲状态为低电平；如果CPOL=1，串行同步时钟的空闲状态为高电平。时钟相位（CPHA）能够配置用于选择两种不同的传输协议之一进行数据传输。如果CPHA=0，在串行同步时钟的第一个跳变沿（上升或下降）数据被采样；如果CPHA=1，在串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样。SPI主模块和与之通信的外设音时钟相位和极性应该一致。SPI接口时序如图3、图4所示。 串口通信协议程序 主机程序: /* 主机主要处理 : 主—>从 1.给从机发送命令 2.给从机发送数据 3.命令从机向主机发送数据 从—>主由中断程序处理根据从机发送过来的请求类型 0.请求主机发送命令(包括主到从的1,2命令) 1.请求主机接收数据 2,3保留 */ #include void delay(unsigned int i) { while(i--); } void init_uart(void) { TMOD=0x20; //定时器方式2--8位reload模式 TH1=0xfd; TL1=0xfd; PCON=0; //波特率不加倍 SCON=0xf0; //方式三 TB8=1; //发送地址时第九位为1 SM2=1; //接收到第九位为1时才能接收数据 TR1=1; //要在设置scon后开定时 ES=1; //开中断 EA=1; } //发送命令 void uart_send_cmd(uchar addr,uchar cmd)//uchar *date) { while(signal==0); //检查总线是否被占 signal=0; //占用总线 EA=0;//关中断 do { SPI串口通信协议 1.1 SPI串口通信介绍 SPI是英文Serial Peripheral Interface的缩写，中文意思是串行外围设备接口，SPI是Motorola公司推出的一种同步串行通讯方式，是一种三线同步总线，因其硬件功能很强，与SPI有关的软件就相当简单，使CPU有更多的时间处理其他事务。 SPI：高速同步串行口。3～4线接口，收发独立、可同步进行. SPI，是英语Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。SPI接口主要应用在EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议，比如AT91RM9200. SPI总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。外围设置FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等。SPI总线系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口，该接口一般使用4条线：串行时钟线（SCK）、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI和低电平有效的从机选择线SS(有的SPI接口芯片带有中断信号线INT或INT、有的SPI接口芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI)。 SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以（单向传输时）。也是所有基于SPI的设备共有的，它们是SDI（数据输入），SDO（数据输出），SCK（时钟），CS（片选）。 （1）SDO –主设备数据输出，从设备数据输入 （2）SDI –主设备数据输入，从设备数据输出串口通信协议
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