串口通信的设计与实现.doc

第1章 绪论 1.1 课题研究的意义 21世纪是经济竞争的时代。串口通信的应用使得计算机对工程实现实时监控，能够在相关工业实践中企业提高效率，带来更多的效益。以串口通信应用为重点的企业要想在当前国内竞争日益激烈的环境中生存和发展，关键之一就在与注重串口调试系统的开发和管理维护，因而充分利用和发挥生产管理的优势和潜力，取得更大的社会和经济效益。科技的发展及计算机的广泛运用，串口通信的设计与实现将管理信息化和高效化，为提高企业的核心竞争力提供了广阔的平台。 1.2 本课题的发展现状与存在的问题 串口通信的设计与实现，常用的开发环境有visual basic和Delphi；工具有MSComm控件、Windows API编程、SPComm控件、APRO组件等。但是无论在开发环境还是工具的选择上，其实现数据的发送、接收功能部分都是大同小异的，也就是先对开发环境和工具组合，然后进行编程。所进行的串口通信设计都是在开发环境和工具的组合下完成的，未来的开发如果能设计出一套系统的简单易用的串口通信设计工具，能很好的用与后期深层次开发以及其他资源和串口外设进行交互使用，带来的经济效益和社会效益会更大。 1.3 课题来源与主要研究内容 随着当今串口通信技术的发展，串口开发环境和工具功能改善，以往的串口通信设计已经不能满足当今的需求，所以急需串口通信的设计能突破以前的常规思想，做到新颖、简单、可操作性强等特点。 本次串口通信的设计与实现，主要研究在什么环境下利用什么工具开发才能比较简单进行串口通信设计，详细设计其中的每一模块，因而达到设计简单，构思独特，用户界面友好，操作方便，可移植性好等特点。 第2章 相关技术介绍 2.1 常见接口及通信标准 在通常情况下，人们是通过外部设备使用计算机的，由于外设往往不能与CPU直接相连，他们之间的信息交换一般需要通过接口完成。接口包括主机提供的一组线路和接口电路以及外部设备内部的接口，它们实现规定的接口协议，使得不同外设能够与主机和CPU实现互连。 CPU与外部设备、存储器的连接和数据交换都需要通过接口设备来实现，前者被称为I/O接口，而后者则被称为存储器接口。存储器通常在CPU的同步控制下工作，接口电路比较简单；而I/O设备品种繁多，其相应的接口电路也各不相同，因此，习惯上说到接口只是指I/O接口，称为外部设备接口技术或者输入/输出接口技术。I/O接口根据接口数据传输形式的不同，可分为并行总线接口和串行总线接口两大类。并行口速度快，实时性好，但是占用的线多，比较复杂，如IEEE-488。串行口速度一般比较慢，但是简单、灵活、方便，如RS-232、USB等。2.1.1 并行接口 实现并行通信的接口就是并行接口。主机与接口、接口与外设之间都是以并行方式传送数据。也就是每次传送一个字或者字节的全部代码。并行通信是把一个字符的各数位用几条线同时进行传输，传输速度快，信息率高。但它比串行通信所用的电缆多，故常用在传输距离较短（几米至几十米）、数据传输率较高的场合。 并行接口可设计为只作为输入/输出接口，也可设计为既作为输入又作为输出的接口。它可以用两种方法实现，一种是利用同一个接口中的两个通路，一个作输入通路，一个作输出通路；另一种使用同一个双向通路，既作为输入又作为输出。 连接设备接口有PS/2，PATA，LPT等。 其特点有： 接口中具有与系统总线直接相连的输入/输出数据缓冲器和一组数据线； 接口中具有与外部设备进行联络的应答信号； 接口中具有地址译码电路，产生片选择信号和内部寄存器地址选择； 接口可使用程序传送方式或程序中断传送方式实现外设与主机之间的信息交换； 简单并行接口只有一个I/O通路驱动外设，对于复杂的、可编程并行接口可有几个I/O通路驱动不同外设的输入/输出。 2.1.2 串行RS-232接口 计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少、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。在串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标准接口，使不同的设备可以方便地连接起来进行通讯。 RS-232-C接口（又称 EIA RS-232-C）是目前最常用的一种串行通接口。串行通信接口标准经过使用和发展，目前已经有多种，但都是在RS-232标准的基础上经过改进而形成的。RS-232-C是在1970年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通的标准。它的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准” 。在PC机上一般至少有两个串行口COM1和COM2，老式的DB25针连接器引线中有许多是很少使用的，而在计算机与终端通讯中一般只使用3-9