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  • 2021-08-14 07:12:38

    对于某些设备,网络管理员或程序员唯一可用的访问是通过串口传输数据。其原因部分是历史的,部分是进化的。从历史上看,以太网接口通常是一个漫长的开发过程,涉及多个供应商协议(其中一些协议是专有协议)和许多RFC的解释。一些供应商认为,对于集中于中央计算机中心的产品而言,以太网不是必需的;另一些供应商则认为,在产品上具有以太网接口所需的开发时间和费用并不合理。从进化的角度来看,许多站点的网络基础结构直到最近才发展到获得一致且稳定的程度。

    随着用户和管理人员对网络性能的适应,他们现在专注于如何最大程度地提高网络性能。串口服务器技术通过提供一种简单且经济的方式将串行设备连接到网络来解决此问题。

    让我们以行业热销的有人串口服务器设备410s为例,说明如何将串口设备连接到串口服务器的串口端上。操作非常简单,用户只需将常用的串口设备连接到410s的串口上(RS232/485可自选,也可以同时工作),然后将410s的以太网接口连接到网络即可。配置完成后,410s将该串口变成具有自己的IP地址的网络端口。用户现在可以通过网络从PC或终端仿真设备连接到410s的串口,并执行与使用直接连接到网口端口的PC相同的命令。现在已启用网络,可以从网络上的任何地方或通过Internet来管理串口设备了。

    1d5ec820fe55de28b9b7fbc4911fbdc8.png

    支持网络的串口设备的关键在于串口服务器处理两个单独区域的能力:

    串口设备和串口服务器之间的连接;

    串口服务器与网络(包括其他网络设备)之间的连接。

    传统的终端设备,例如打印机和串行服务器可专门作为终端,打印机和DTU连接到网络并使这些设备作为联网设备而开发的。现在,更现代的需求要求其他设备启用网络,因此串口服务器在处理连接的设备方面变得更具适应性。此外,它们以提供网络连接的方式变得更加强大和灵活。

    串口服务器是否都能够在PC上运行

    串口服务器是“一个专门的基于网络的硬件设备被设计为执行一个单一的或专业组具有客户机访问独立于任何操作系统或专有协议的功能。”

    串口服务器允许独立于专有协议,并具有满足多种不同功能的能力。上述案例的应用程序只是设备服务器可用于在网络上放置任何设备或“机器”的众多应用程序之一。

    PC已成功用于串口设备的联网。但是,这要求串口终端设备具有能够在PC上运行的软件,然后使该应用程序软件允许PC的网络软件访问该应用程序。这项任务等同于将以太网放在串口设备本身上的问题,因此这不是令人满意的解决方案。

    为了获得成功,串口服务器必须提供用于将设备联网的简单解决方案,并允许对其进行访问,就好像可以通过其串口在本地访问该设备一样。另外,串口服务器应提供设备在连接的串口和网络侧可能需要的多种连接可能性。设备是否应该一直连接到特定的主机或PC?是否有多个主机或网络设备可能想要或需要连接到新联网的串行设备?对于在某些情况下要求串口设备拒绝网络连接的应用程序是否有特定要求?最重要的是,服务器必须既具有灵活性,可以满足多种应用程序需求,又能够满足这些应用程序的所有需求。

    这样的联网设备是否存在?

    答案是肯定的!通过M2M蜂窝网络实现的DTU联网设备,就可以解决上述疑问,详情请点击:M2M通信技术联网解决方案

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    本文介绍如何使用一个串口连接两个设备,可实现某个设备,如单片机,使用一个串口和另外两个设备的串口通信。
    连接情况如下:P2与P1、P3通信,P1与P3不需要通信。所有的设备都是1脚接收,2脚发送。
    在这里插入图片描述
    如上图,但是不可采用这种方法作为原理图。这种情况下P2发送的数据P1与P3都可以收到,但是P1发送给P2的数据不能正常接收,因为P3的TXD虽然配置为输出(比如推挽输出),但仍然是有吸附电流的能力,会影响P1发出去的数据。也就是P1TXD发送的数据会被P3TXD干扰,让P2RXD收到的不对。
      可采用以下方法:
    在这里插入图片描述
    P1与P3发送的数据均通过反向串联的二极管接P2的RXD。例如,P1发送高电平,则P2的RXD为高电平。P1发送低电平,则D1导通,RXD2被拉低,且D2截止,P3无法影响到P2。
    RXD2默认情况下被拉高,是否会影响通信?答案是不会的,因为串口数据的起始位是低电平,只有检测到低电平,才能认为当前有数据要发送。
    注意,这种方法P1和P3是不能同时发送数据的。这种设计可以使用跳线帽代替,只不过比跳线帽方便一点。

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    通过串口设置第一部分大家应该基本会使用单个串口进行收发了

    所以本次介绍通过串口进行转发
    【适合情景为一个串口设备波特率为38400,但是接收模块仅支持115200波特率】

    一、基本思路

    在以上情况下,我们就需要两个串口和一个存储位置,在一个串口接收一个信号之后通过MCU转发到另一个串口以不同的波特率输出。

    二、操作步骤

    要求:通过串口向PC发送一段字符

    1、根据自己的stm32的芯片型号来选择,我这里是STM32F767IGTx

    在这里插入图片描述

    2、选好芯片之后照旧设置RCC为外部时钟

    在这里插入图片描述

    3、使能串口1、3(usart1、usart3),如图:

    模式设为异步(Asynchronous)其他默认,波特率可以自己改,USART1为115200Bits/s,USART3为38400Bits/s。
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    之后再使能串口1、3中断
    在这里插入图片描述

    4、设置中断优先级,如图:

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    设置中断优先级在这里插入图片描述

    5、看原理图,找到串口对应引脚,如图:

    我这里是

    PA10——>USART1_RX  
    PA9——>USART1_TX
    
    PB11——>USART3_RX  
    PB10——>USART3_TX
    

    串口1
    串口3

    6、根据对应引脚设置串口引脚,如图:

    找到PA9、PA10引脚左键点击分别选择USART1_TX和USART1_RX
    (不用担心选错选反,针脚的功能是ST公司已经定义好了的)
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    7、设置时钟树,如图:

    这里会搞的按自己习惯搞,不会搞的默认就好,但是不能有里面是红色的框(红色框就是错了意思)
    在这里插入图片描述

    8、项目设置,如图:

    红框里的按照自己的Keil版本来
    在这里插入图片描述
    个人喜欢把.c/.h文件分开
    在这里插入图片描述

    9、点击右上角的‘GENERATE CODE’直接生成代码,如图:

    在这里插入图片描述

    10、生成代码后用Keil打开项目并在Application/User中找到usart.c并在/USER CODE BEGIN 0/后添加如下代码,如图:

    #include <stdio.h>
    struct __FILE 
    { 
    	int handle; 
    }; 
    
    FILE __stdout;       
    void _sys_exit(int x) 
    { 
    	x = x; 
    } 
    int fputc(int ch, FILE *f)
    { 	
    	while((USART3->ISR&0X40)==0);
    	USART3->TDR=(uint8_t)ch;      
    	return ch;
    }
    
    uint16_t USART3_RX_STA=0;
    uint8_t USART3_RX_BUF[800];//串口转存空间
    

    在这里插入图片描述

    11、生成代码后用Keil打开项目并在Application/User中找到main.c:

    在/USER CODE BEGIN PV/后添加如下代码

    extern uint8_t USART3_RX_BUF[800];//重申明外部转存空间
    

    在/* USER CODE BEGIN WHILE */后添加如下代码

    	HAL_UART_Receive_IT(&huart3,USART3_RX_BUF,1);	
    	HAL_UART_Transmit(&huart1,USART3_RX_BUF,sizeof(USART3_RX_BUF),100);
    	\\开启中断
    

    在/* USER CODE BEGIN 4 */后添加回调函数

    void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
    {
    
    	if(huart->Instance == USART3)
    	{
    		HAL_UART_Transmit(&huart1,USART3_RX_BUF,1,100);//串口1发送接收buff里的东西	
    		HAL_UART_Receive_IT(&huart3,USART3_RX_BUF,1);	//重新开启串口3接收中断	
    	}
    }
    

    编译、下载

    三、实验验证

    正所谓没有实验结果的教程都是耍流氓,出结果

    目的是USART3接收后通过USART1发送出来,为了正确表达实验内容,首先我将USART3的输入直连在USB,在PC端展示一下USART3的发送内容(这里用了GPS+BD模块):
    直连
    上图相当于把GPS输出直连USB,所以打开串口调试助手,波特率设置为38400Bits/s
    串口三接收的数据
    改回原样后重新连接SUART1看情况,USART1的比特率为115200Bits/s,所以串口调试助手波特率也相应进行修改
    USART1
    可知USART1输出和USART3接收的数据一致,到此试验成功。

    		  Good Game!!!!!!
    
    接下来会推出一系列的关于串口使用的分享,有需要的猿们敬请关注!!!!!
    

    以上内容欢迎大家转载引用,标明出处即可!!!!!

    展开全文
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    设备com口与PC接口之间由于并无统一标准,有的提供了公头有的提供了母头。造成从PC的COM口与设备COM口之间可能还需要一根数据线转换拨接的可能。这根拨接的数据线却有可能是直通线、23交叉线、全交叉线中的一种,使用错误将导致设备不能正常工作。

    1. 串口线的接口定义

    Image

    2. 直通和交叉

    串口线也分直通和交叉,直通一般用于延长PC与设备,将2、3、5分别连接2、3、5,因为PC上一般为公头,而设备上多为母头,所以正好它们是通用的,既可用于延长也可用于连接;交叉一般用于PC与PC对接,将2对3、3对2、5对5,一般两头都是母头!

    计算机出现之前,为连接串口设备,EIA 制定了RS232 标准。PC 机出现后,已有的串口设备成为PC机外设,自然采用RS232 标准。目前PC 机的串行通信接口采用EIA-RS-232C 标准,C 代表1969年最新一次的修改。EIA-RS-232C标准对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能作了规定。EIA-RS-232C标准用正负电压来表示逻辑状态,在数据信号线上若电压在-3V~-15V之间表示逻辑1,若电压在+3V~+15V之间表示逻辑0;在控制信号线上若电压在-3V ~-15V 之间表示断开状态,若电压在+3V ~+15V之间表示接通状态。介于-3V ~+3V 之间和低于-15V 、高于+15V 的电压无意义。

    而CPU 和终端则采用TTL 电平及正逻辑,TTL 电平用+5V 表示逻辑1,0V 表示逻辑0,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。EIA-RS-232C 标准没有定义连接器的物理特征.因此出现了DB-25、DB-15 和DB-9 各种类型的连接器,PC 机的COM1和COM2串行接口采用DB-9连接器。ELA-RS-232C 标准规定,当误码率小于4%时,允许导线长度15m 。实际应用中,当使用9600b/s、普通双绞屏蔽线时,传输距离可达30m ~35m 。PC 机的COM1和COM2两个串行接口采用的DB-9连接器是公( 针) 头,提供异步通信的 9 个引脚功能。分别为:①脚 (DCD) 数据载波检测,②脚 (RXD)接收数据,③脚(TXD) 发送数据,④脚 (DTR) 数据终端准备,⑤脚 (SG) 信号地,⑥脚 (DSR) 数据设备准备好,⑦脚(RaS)请求发送,⑧脚 (CTS) 清除发送,⑨脚 (RI) 振铃指示。DB-9 公( 针) 头排列顺序如下图左,DB-9母(孔)头排列顺序如下图右,特别注意公头引脚号从坐到右,母头是从右到左。EIA-RS-232C 标准中 , 有三个发送信号:TXD、RTS和DTR,每根线的典型输出电流为±8mA/±12V 。通常由RTS和DTR供电的话,可提供约192mW 功率。

    结合上述说明,如果不涉及Modem。串口传输数据只要有接收数据端②脚和发送数据端③脚就能实现.应将一个设备的接收数据端与另一设备的发送数据端相连。即接收与发送彼此交叉,信号地对应相接。

    2.1. 何时用交叉,何时用直连?

    标准串口引脚2是RX,引脚3是TX,(即九针串口的2号引脚连接的是主控芯片的RXD引脚,3号引脚连接的是主控芯片的TXD引脚),如果单片机开发板的串口和电脑串口都是标准串口,则俩串口应该用交叉线连接。但现实生活中直连线居多(可能是直连线生产起来没交叉线麻烦吧),为了配合直连线的使用,在画板的时候,把主控芯片的RXD引脚连接至串口的3脚,主控芯片的TXD引脚连接至串口的2脚,这样这个开发板上的串口就不是标准串口了,即2变成TX,3变成RX,和标准串口连接时当然应该使用直连线了。看一个开发板上的串口是标准串口还是非标准串口,根本还是要看原理图是怎么连的!

    总的来说:RS232的DB-9接口的连接线包括三种:公对母,公对公,母对母。这三种连接线都分别有交叉线和直连线,所以总共有6中连接方式。

    2.2. 如何辨别交叉串口线与直连串口线?

    用万用表测一下,如果2和2通,3和3通则为直连串口线;如果2和3通,3和2通则为交叉串口线。

    有人困惑母口外面是一块绝缘的橡胶,万用表的探针插不进去怎么测?那就截一小段焊锡丝(我也曾考虑过用金属丝,可是金属丝太细了,我们不能保证它能够跟母口中的金属部分完好接触,焊锡丝粗一点,是可以跟母口内的金属很好地接触的),然后把万用表探针接触焊锡丝来测试即可。

    当然了,如果每次拿到一根串口线都要拿个万用表来测测它是直连的还是交叉的岂不是很麻烦,教你一个轻松辨别的好方法,那就是:两头母口是交叉,一公一母是直连。(两头都是公口的串口线好像很少)

    注意:强烈建议不要带电插拨串口,插拨时至少有一端是断电的,否则串口易损坏。

    3. 协议

    3.1. RS232

    个人计算机上的通讯接口之一,由电子工业协会 (Electronic Industries Association,EIA) 所制定的异步传输标准接口。通常RS-232接口以9个引脚(DB-9)或是25个引脚 (DB-25) 的型态出现,一般个人计算机上会有两组RS-232接口,分别称为COM1和 COM2。

    3.2. RS422

    RS-422标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”,它定义了接口电路的特性。实际上还有一根信号地线,共5根线。由于接收器采用高输入阻抗和发送 驱动器 比RS232更强的驱动能力,故允许在相同传输线上连接多个接收 节点 ,最多可接10个节点。一个主设备(Master),其余为从设备(Slave),从设备之间不能通信,所以RS-422支持点对多的双向通信。

    3.3. RS485

    RS485是一个定义平衡数字多点系统中的驱动器和接收器的电气特性的标准,该标准由电信行业协会和电子工业联盟定义。使用该标准的数字通信网络能在远距离条件下以及电子噪声大的环境下有效传输信号。RS-485使得廉价本地网络以及多支路通信链路的配置成为可能。

    3.4. 三者对比

    RS232 -3线全双工,点对点通信,传输距离 25米以内

    RS485 -2线半双工,点对多主从通信,传输距离可达 1200米以上

    RS422 -4线全双工,主从通信,传输距离可达 1200米以上

    4. 串口转USB

    USB转串口输出,在kernel启动阶段加载相应的usb转串口芯片驱动,加载成功后,可通过usb转串口与pc机端交互。

    sudo usermod -aG dialout $USER && echo 1 | sudo tee /sys/bus/usb-serial/devices/ttyUSB0/latency_timer

    参考文献

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一个串口接2个设备

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