实验23 计算机串口通信实验

实验二十 计算机串口通信实验

实验二十三 计算机串口通信实验

实 验 内 容

1．RS-232接口芯片MAX202的功能与应用 2．PC机与实验箱的串行通信实验

一、实验目的

1．熟悉RS -232接口电路的作用与电路组成。 2．掌握计算机与实验箱串行通信的方法。

3．掌握计算机与实验箱串行通信的软件编程及运行程序。

二、计算机串行通信接口电路原理

数据通信设备与外部进行信息交换时，一般是通过数据接口进行。在数据接口中主要是传输两类信息：数据、时钟。有时也只有数据信息而没有时钟信息，这时时钟信息将由接收端从接收数据流中提取出来，数据接口的设计取决于应用场合。复杂的接口包括物理层、链路层，简单的只包括物理层，即物理结构与信号方式的定义（信号的传输方式）。在信号传输方式方面，目前可选的种类很多：TTL、RS23、RS422、V35、ECL等。信号传输方式的选择与信号的速率、传输距离、抗干扰性能等有关。对于低速、近距离信号的传输采用TTL方式，对于一般略高速率、距离较近时可选用RS232方式。随着距离的增加、信号速率的提高可采用RS422、V35等信号方式，对于很高的信号速率通常采用ECL信号接口方式。本实验章节中主要介绍RS232接口通信方式。

实验箱设有专门用于与外部计算机串行通信的接口电路。它采用RS-232标准。下面先介绍RS-232标准和RS-232接口芯片，然后介绍计算机与实验箱串行通信的实验电路。 (一)RS-232接口电路 1．RS-232C标准

EIA RS-232C（现在已发展到RS-232E）是异步串行通信中应用最广的标准总线，它 包括了按位串行传输的电气和机械方面的规定，适用于数据终端设备（DTE）和数据通信设备（DCE）之间的接口。一个完整的RS-232C接口有22根线，采用标准的25芯插头座。其中15根引线组成主信道通信，其它则为未定义和供辅信道使用的引线。辅信道也是一个串行通道，但其速率比主信道低得多，一般不使用。如果要使用的话，主要是传送通信电路两端所接的调制解调器的控制信号。实用的大多数计算机应用系统或智能单元之间只需要使用3～5根信号线路即可工作，其中包括两个方向的数据线和一对握手信号线RTS和DSR，另外一条是公用的信号地线。实验箱上不用握手信号，采用了最简单的3线连接

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方式。

RS-232C标准由于发送器和接收器之间具有公共信号地，不可能采用双端信号，只能采用单端信号即不平衡转输方式。因此，共模噪声会耦合到信号系统中。这是迫使RS-232C使用较高传输电压的主要原因，即便如此，该标准的信号传输速率也只能达到20KB/S，而且最大通信距离仅30米，只有这种条件下才能可靠地进行数据传输。

由于实验箱的信号电平使用TTL/CMOS电平，外部计算机内的发送器、接收器采用RS-232C电平。当计算机与实验箱进行串行通信时，必须加入电平转换器，把实验箱的TTL/CMOS电平转换为计算机接口的RS-232电平。这类电平变换器有许多产品，实验箱上选用具有电平转换功能的MAXIM公司200系列的MAX202型收发器。其标准参数见表20－1所示。

表20-1 EIA/TIA—232E，V28标准摘要 参 数 条 件 发送器输出电压 3KΩ—7KΩ负载 +5.0V—+15V 0电平 3KΩ—7KΩ负载 -5.0V—-15V 1电平 空载 ±25V 最大输出电压 数据速率 3KΩ≤RL≤7KΩ 最高20KB/S CL≤2500PF 接收器输入电压 0电平 +3.0V—+15V 1电平 -3.0V—-15V 最大输入电压 ±25V 最大瞬时转换速率 3KΩ≤RL≤7KΩ 30V/μS CL≤2500PF 100mA 发送器最大输出短路电流 驱动器输出变化率 V．28 1mS或3%周期 EIA/TIA -232E 4%/周期 发送器输出电阻 -2V<输出电压<+2V 300Ω

2．MAX202收发器

MAX200系列（MAX200-MAX211/MX213）收发器是一种集发送器与接收器于一体同时具有电平转换功能的接口电平转换电路，它可把TTL/CMOS电平与RS-232电平互换，是专为使用±10V或±12V电源的RS—232与V.28通信接口而设计。收发器使用+5V输入电源，片内设有充电泵式的电压变换器，把+5V变换为±10V以便提供RS-232输出电平。其中MAX209内部的电压变换器将+5V变换为±12V，故它们可提供±12V的RS-232输出电平。比其它型号输出电平更高，传输距离更远。

MAX200-MAX211/MAX213收发器在数据速率为20Kb/S时满足所有EIA/TIA-232E与CCITT V.28标准。在数据速率超过120Kb/S时发送器可输出±5V EIA/TIA-232E输出

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信号电平，符合EIA/TIA-232E标准。

(二)计算机与实验箱串行通信电路

RS232接口 实验箱 PC机 图20－1 计算机通信接口原理框图

三、实验内容

1．RS-232接口电路的标准和电路组成 2．RS-232接口芯片MAX202 的功能与应用

3．PC机与实验箱的串行通信实验

四、实验步骤

1． 要熟悉计算机数据接口电路输出信号的电平与实验箱接口电路输出信号的电平。 2． 将串口软件装载到PC机上。

3． 熟习软件的使用，将串口设置在COM1，选择波特率，置于自动发送数据状态。 4． 用夹子线将开关J110、J111的2脚接通，观察计算机窗口接收到的数据。 5． 比较发送与接收的数据。

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