當(dāng)我們知道了工業(yè)上串口通信（RS232\RS422\RS485）通信的甲乙雙方如何在物理層面上建立起通信的鏈路认境。是不是有了這些條件通信的甲乙雙方就可以進(jìn)行溝通了呢胚委？
其實(shí)還是不夠的。這就好比兩個(gè)人打電話叉信，電話線路是通暢的亩冬，但是兩個(gè)人說(shuō)的不是同一種語(yǔ)言，一個(gè)人說(shuō)中文硼身，一個(gè)人說(shuō)德文硅急，說(shuō)了半天一句沒(méi)聽(tīng)懂，“你這是弄啥勒”鸠姨？啪铜秆，電話掛掉了淹真。
兩個(gè)講著不同語(yǔ)言的人是無(wú)法進(jìn)行交流的讶迁，要想交流，就必須對(duì)語(yǔ)言進(jìn)行統(tǒng)一核蘸，比如都用英文巍糯，這樣兩個(gè)人就能夠進(jìn)行溝通，愉快的玩耍了客扎。
工業(yè)上的通信和日常說(shuō)話其實(shí)是一樣一樣的祟峦，當(dāng)我們把物理上的線路都正確的連接后，還需要對(duì)相互的之間數(shù)據(jù)的發(fā)送接收進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)定徙鱼，這種規(guī)定稱為通信協(xié)議宅楞。
通信協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行了明確的定義，比如：幀的起始信號(hào)袱吆，結(jié)束信號(hào)厌衙，數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，校驗(yàn)碼等等绞绒。工業(yè)上的通信協(xié)議非常多婶希，比如：Modbus總線協(xié)議；ProfiBus總線協(xié)議蓬衡，ProfiNet總線協(xié)議喻杈，S7 通信協(xié)議彤枢；Interbus總線協(xié)議；汽車上用的最廣泛的CAN協(xié)議筒饰；及很多基于CAN協(xié)議的如DeviceNet,CanOpen等等缴啡。有了這些協(xié)議，通信的甲乙雙方（總線協(xié)議可以有很多通信小伙伴）就可以建立起連接瓷们，愉快的交換數(shù)據(jù)了盟猖。
這里我們要著重說(shuō)的是串口通信的協(xié)議，稱之為ASCII協(xié)議换棚。該協(xié)議有這樣一些參數(shù)：波特率式镐，起始位，數(shù)據(jù)位固蚤，停止位娘汞，校驗(yàn)位。
1）波特率（baud rate）：是指每秒鐘所傳輸?shù)淖址ㄒ卜Q為碼元）的個(gè)數(shù)夕玩。注意這里的字符不是字節(jié)你弦，不一定是8位。波特率的單位是 “Baud”燎孟。
?很多小伙伴容易把“波特率”和“比特率”進(jìn)行混淆禽作。比特是英文的"bit"的翻譯，表示二進(jìn)制的“位”揩页。比特率是指每秒鐘所傳輸?shù)奈坏膫€(gè)數(shù)旷偿，單位為bps(bit per second)。假設(shè)一秒鐘傳輸2個(gè)字節(jié)(一個(gè)字節(jié)有八個(gè)位)爆侣，比特率就是2*8=16bps萍程。
再回到波特率，假如波特率中的字符（碼元）是這樣定義的：1個(gè)起始位兔仰，1個(gè)停止位茫负，8個(gè)數(shù)據(jù)位 。那么碼元的總位數(shù)(bit)=1+1+8=10乎赴。在波特率等于9600的情況下忍法，傳輸?shù)谋忍芈?9600*10=96000 bps。
2）起始位：串行通信在空閑的時(shí)候榕吼，總線上的電平為高電平（邏輯1）饿序，開(kāi)始傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，要先把總線上的電平拉低一個(gè)時(shí)間單位（邏輯0）友题，稱為1個(gè)起始位嗤堰。時(shí)間單位是與波特率相關(guān)的，波特率越高，時(shí)間單位的寬度越窄踢匣。起始位不需要設(shè)置告匠，默認(rèn)為1，是包含在數(shù)據(jù)位里的离唬。
3）數(shù)據(jù)位：表示傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的位數(shù)后专，范圍是5-8，通常是8位输莺；注意戚哎，8位數(shù)據(jù)由于包含了一個(gè)起始位，其有效的數(shù)據(jù)位數(shù)為7位嫂用。
4）校驗(yàn)位：校驗(yàn)是數(shù)據(jù)傳送時(shí)采用的一種校正數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的一種方式型凳，通常分為奇校驗(yàn)和偶校驗(yàn)，串行通信中可以有如下幾種校驗(yàn)位的選擇：
4.1）奇校驗(yàn)(Odd)：數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中嘱函，為1的位（bit）的總數(shù)應(yīng)為奇數(shù)甘畅；若不是奇數(shù)，則校驗(yàn)位=1往弓；若是疏唾，則校驗(yàn)位=0；
4.2）偶校驗(yàn)(Even)：數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中函似，為1的位（bit）的總數(shù)應(yīng)為偶數(shù)槐脏；若不是偶數(shù)，則校驗(yàn)位=1撇寞；若是顿天，則校驗(yàn)位=0；
4.3）空位校驗(yàn)(Space)：校驗(yàn)位=0
4.4）標(biāo)記校驗(yàn)(Mark)：校驗(yàn)位=1
4.5）無(wú)校驗(yàn)(no parity)：不使用校驗(yàn)位
5）停止位：當(dāng)一個(gè)字符的數(shù)據(jù)傳輸完成后重抖，要把總線的電平拉高露氮。停止位也是以時(shí)間長(zhǎng)度來(lái)衡量的祖灰，通持优妫可以選擇“1”，“1.5”局扶，“2”恨统。以1.5為例，它表示停止位的高電平要保持1.5個(gè)時(shí)間單位的長(zhǎng)度（取決于波特率）三妈。停止位之后總線就轉(zhuǎn)入空閑狀態(tài)等待下次的起始信號(hào)畜埋。
下圖就是方正智芯的串口調(diào)試軟件“Como”的串口配置界面迫肖。
這里注意的是“串口名稱”這一項(xiàng)闪盔，計(jì)算機(jī)上可能有很多串口真朗，COM1琐谤，COM2等结窘，在這里選擇你要使用的是哪個(gè)串口。
細(xì)心的小伙伴可能會(huì)發(fā)現(xiàn)渡冻，在上圖的界面中砾赔，有個(gè)"RTS/CTR使能"的選項(xiàng)，這是什么東東呢么翰？這就要說(shuō)到串行通信的“流控制”（handshaking）了牺汤。
這里所說(shuō)的“流”，是指數(shù)據(jù)流浩嫌。數(shù)據(jù)在兩個(gè)串口之間進(jìn)行傳輸時(shí)檐迟，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的情況。因?yàn)殡m然我們配置好了波特率码耐，數(shù)據(jù)位等相關(guān)的信息追迟，但是兩個(gè)串口各自的數(shù)據(jù)處理速度很多時(shí)候是不一樣的。比如臺(tái)式機(jī)與單片機(jī)的通信骚腥，當(dāng)單片機(jī)來(lái)不及處理臺(tái)式機(jī)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)時(shí)怔匣，就會(huì)造成數(shù)據(jù)緩存區(qū)滿的情況。如果此時(shí)臺(tái)式機(jī)繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)桦沉，單片機(jī)就無(wú)法接收這些數(shù)據(jù)每瞒，從而造成數(shù)據(jù)丟失。
為了解決串行通信中甲乙雙方數(shù)據(jù)處理速度不同造成的數(shù)據(jù)丟失的情況纯露，聰明的工程師們提出了“流控制”的概念剿骨。流控制有兩種：一種是硬件流控制，一種是軟件流控制埠褪。
1）硬件流控制浓利。
所謂硬件流控制，是指利用硬件線路的電氣信號(hào)進(jìn)行發(fā)送和接收的控制钞速，硬件流控制必須用電纜將相應(yīng)的控制引腳進(jìn)行連接贷掖。例如當(dāng)使用RTS\CTS這一對(duì)硬件流控制，首先要將通信甲乙雙方的RTS和CTS進(jìn)行連接渴语。
下圖是Datalog 掃碼槍硬件流控制（RTS\CTS）的示意圖：
當(dāng)掃碼槍要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)苹威，先將RTS的電平拉高，然后檢測(cè)CTS的電平驾凶，如果CTS為高電平牙甫，則啟動(dòng)數(shù)據(jù)的發(fā)送。如果CTS為低電平调违，則暫停數(shù)據(jù)的發(fā)送窟哺。當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送完畢時(shí)，將RTS的電平拉低技肩。
硬件流控制還可以使用DTR和DSR這一對(duì)連線的信號(hào)且轨，和RTS\CTS類似，不再贅述。
2）軟件流控制
硬件流控制由于需要相應(yīng)的電纜接線阿蝶，會(huì)增加項(xiàng)目的成本爽丹。在某些對(duì)控制要求不是很嚴(yán)格的場(chǎng)合真仲，可以使用軟件進(jìn)行流控制碑宴。軟件流控制一般通過(guò)XOFF和XON來(lái)實(shí)現(xiàn)祸挪。還以Datalog的掃碼槍為例，如下圖：
當(dāng)上位機(jī)或PLC（Host）的輸入緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)超過(guò)設(shè)定的上限值時(shí)（比如緩沖區(qū)大小的75%）峻仇，上位機(jī)發(fā)送XOFF字符（13 Hex帆调，表示16進(jìn)制的13）影锈。掃碼槍收到XOFF字符即停止數(shù)據(jù)的發(fā)送。當(dāng)上位機(jī)或PLC（Host）的輸入緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)恢復(fù)到正常范圍時(shí)，上位機(jī)發(fā)送XON字符（11 Hex,表示16進(jìn)制的11），掃碼槍收到XON字符時(shí)一喘，就繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)议蟆。
軟件流控制可以減少布線的成本萎战，但是在設(shè)計(jì)程序時(shí)必須謹(jǐn)慎使用0x13(13 Hex）和0x11(11 Hex)這兩個(gè)字符作為數(shù)據(jù)包的內(nèi)容咪鲜，否則很有可能引起軟件的誤操作。
文章來(lái)源：電氣系? （全網(wǎng)同名）
