串行通讯的一些认识

1、串行通讯只有一个传输通道，每个时刻只能表达一种状态。不管什么介质，不管是什么信号，我们用1表示一种状态，用0表示另一种状态。

2、只用1和0两种状态，是不能表达更多信息的。好在有一个物理量，对每个系统来讲是统一的，那就是时间。我们现在很容易做到不同系统之间的定时误差控制在PPM数量级。1和0在时间上进行有序的组合，就可表达近乎无限的信息。

3、任何一个信号，如果不赋给它一些特点的意义，实际上没什么用。两个系统要通过信号交换信息，必须对信号有一个共同的约定，这就是我们通常所说的协议。

4、最基本的协议是物理层面的(那个OSI的七层协议模型，第一层就是物理层协议)。RS232、RS485、RS422，这些是物理层面的一些协议。

5、我们现在要谈的是异步串行通讯。异步，发达方和接收方之间，没有额外的通道来传送信息何时传送与接收。每个信息单元的起止时间，发送方编在信息中，由接收方自已解码并同步。

6、好。现在来讲一下传送一个字节的过程。在没有传送信息时，传输线处于空闲状态。规定：空闲状态为1。发送方（TX）准备发送，驱动传输线让它由1变为0，并持一位的时间长度，我们把这一位叫做起始位。接收方（RX），检测到传输线由1变0，意味着可能有信息要传了，RX就持续检测，以验证这个0是不是持续了规定的一位时间长度，若是个合法的起始位，就按约定的定时方式，把后续的传输线状态，接收为1个字节。TX在发完起始位后，就发字节中的第一个位(bit)，并依次把字节中的所有位发完，每bit均持续相同的一位时长。然后再发校验位（如果约定发/收方都采用的话）、停止位。

7、停止位，这个要说一下。我们知道起始位是0，而这个停止位，规定是1，和传输线的空闲状态1是相同的。停止位规定的时长比较乱，有1位停止位（也就持续时间占1个位长）、1.5位、和2位停止位，其它时长的停止位好象没见过。停止位的作用，其一是作为一字节单元的成员，给接收方定时用的，也就是下一个字节，在停止位之后才开始。另一个作用，可供检查字节传送的完整性。因为停止位是规定为1状态的，若在停止位的时间里测到了非1状态，表示这个字节传送有问题，有可能被接收方丢弃，传送失败。

8、若收发双方的停止位不相同，怎么办？这个在论坛上经常有人问。好，我们来分析一下。若TX是2个停止位，RX要求是1个停止位，很好，TX多发的一个停止位，会被RX看作是空闲状态（也可认为是字符间隔），没有任何问题。若反过来，TX是1个停止位，RX要求是2个停止位，有问题吗？一般问题是很大的，但也有可能可以正常通讯。这要看TX是怎么发字节的。有些系统，硬件上，发送电路比较简单，没有缓冲机构，一个字节必须完整发送后，才准备下一个字节的数据，而这个准备需要花一些时间的，这就给传送的时序上，停止位之后，有了空闲时间，相当于停止位得到了延长。所以我曾经发过一个贴子说，S7200的发送改为单字节发送，每个字节之间有意插入一些延时，人为造成空闲时间，以充当停止位，但这个方法说归说，我并没有试过。可惜的是，现在的系统，硬件都做得很完美了，包括S7200，TX是有缓冲的，在一个字节还未发完前就可以接受下一个要发送的字节，硬件上保证一个字节发完后可以立即启动下一个字节发送，前后两字节间除了停止位，没有额外的间隙，这种情况下，接收方就要命了，RX认为还在收停止位时，下一个字节的起始位就来了，没办法完整接收，通讯就失败了。

9、波特率。两边设为一致就可以了。波特率不一致，铁定不能通讯。但允许有少量的误差。停止位实际上还用来调节这个误差的。比如1个停止位，RX并不死板要求停止位是完整的1个位时长，实际只要停止位超过0.5个位长就算是合格了。波特率，就是每秒最快能传送的位数，包括了起始位、停止位这些辅助位。实际每秒能传送的最快字节数，要看这些辅助位的多少。比如一个11位结构的字节单元：1起始位+8字节位+1校验位+1停止位，字节最快传送速率为band/11。好象还有一个概念，叫比特率，也就是有效的位传送速率，比特率=8*（band/11)，也就是比特率比波特率要小的。

10、RS232的TX和RX是两根独立的线，收/发可以同时进行，所以叫作全双工异步串行通讯。按我们日常两人交谈的经验，总是A说B听，当B要说时，A就停下来听B说。如果A、B同时说，这是吵架，要达到相互交流就难了。同样，通讯若同时收发，一般人会白白死掉很多脑细胞而写出的程序通讯效果还是很差。所以，即使RS232能双向同时， 一般使用时也是收、发不同时的。

11、RS485。RS232不错了，但局限性大大的。RS485收发同线，允许多少RS485并联使用，电气采用差分传送信号，可以抗干扰。S7200就属于RS485。RS485设备同一时间只能发或再改，收发是分时的，所以叫做准双向。尽管S7200中可以同时缓冲8个NETR和NETW，实际在RS485层面，还是一个一个分时完成的(由系统程序根据PPI协议协调)。RCV和XMT完全由用户程序控制，你就不能同时让两个都执行，否则就是哄抢资源而被S7200当成错误处理。

12、RS422，介于RS232和RS485。RS422和RS232一样收、发线独立，但电气上采用和RS485一样的差分信号。所以RS422能多机通讯，比RS232传得远，但比RS485浪费硬件资源。RS422只要软件上采用准双向的规则，通过发收线合并，可以简化为RS485，和RS485设备通讯。但RS485却不能复杂化成RS422使用。