串行接口、并行接口专题

1、绪论串行接口串行接口,简称串口,也就是COM接口(cluster communication port接口,即串行通讯端口,是采用串行通信协议的扩展接口。串口的出现是在1980年前后,数据传输率是115kbps230kbps,串口一般用来连接鼠标和外置Modem以及老式摄像头和写字板等设备,目前部分新主板已开始取消该接口。现在的PC 一般有两个串行口COM 1 和COM 2 。通常COM 1 使用的是9 针D 形连接器,也称之为RS-232接口,而COM 2 有的使用的是老式的DB25 针连接器,也称之为RS-422接口,这种接口目前已经很少使用。串行口不同于并行口之处在于它的数据和控制信息是

2、一位接一位地传送出去的。虽然这样速度会慢一些,但传送距离较并行口更长,因此若要进行较长距离的通信时,应使用串行口。一般机箱有两个,新机箱有可能只有一个。笔记本电脑有可能没有。有很多工业仪器将它作为标准通信端口。通信的内容与格式一般附在仪器的用户说明书中。RS-232电平规定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

3、用的一种串行通讯接口。它是在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讯的标准。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"该标准规定采用一个25个脚的DB25连接器,对连接器的每个引脚的信号内容加以规定,还对各种信号的电平加以规定。DB25连接器D型数据接口连接器,用于连接电子设备(比如:计算机与外设的接口标准。因形状类似于英文字母D,故得名D型接口。按照接口数量细分为A型(15针,B型(25针,C型(37针,D型(50针,E型(9针。因此常见的计算机并口即为DB2

4、5针的连接器。而串口则应为DE9针连接器。由于早期的计算机的串口与并口都是使用DB25针连接器,而人们则习惯把字幕B与D合在一起记了下来,当作D型接口的共同名字,以至于后来计算机串口改用9针接口以后,人们更多的使用DB9而不是DE9来称呼9针的接口。这一习惯进一步推广的结果就是如今人们使用DBxx来代表D型接口,数字xx则为接口的针数。实际上RS-232-C的25条引线中有许多是很少使用的,在计算机与终端通讯中一般只使用3-9条引线。RS-232-C最常用的9条引线的信号。在RS-232-C中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即:逻辑"1",-5- -15V;逻辑&quo

5、t;0" +5- +15V 。噪声容限为2V。即要求接收器能识别低至+3V的信号作为逻辑"0",高到-3V的信号作为逻辑"1" RS-232-C接口连接器一般使用型号为DB-25的25芯插头座,通常插头在DCE 端,插座在DTE端. 一些设备与PC机连接的RS-232-C接口,因为不使用对方的传送控制信号,只需三条接口线,即"发送数据"、"接收数据"和"信号地"。所以采用DB-9的9芯插头座,传输线采用屏蔽双绞线。 由RS-232C标准规定在码元畸变小于4%的情况下,传输电缆长度应为5

6、0英尺,其实这个4%的码元畸变是很保守的,在实际应用中,约有99%的用户是按码元畸变10-20%的范围工作的,所以实际使用中最大距离会远超过50英尺。1.RS-232-C是美国电子工业协会EIA(Electronic Industry Association制定的一种串行物理接口标准。RS是英文"推荐标准recommended standard"的缩写,232为标识号,C表示修改次数。RS-232-C总线标准设有25条信号线,包括一个主通道和一个辅助通道,在多数情况下主要使用主通道,对于一般双工通信,仅需几条信号线就可实现,如一条发送线、一条接收线及一条地线。RS-232-

7、C标准规定的数据传输速率为每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。RS-232-C标准规定,驱动器允许有2500pF的电容负载,通信距离将受此电容限制,例如,采用150pF/m的通信电缆时,最大通信距离为15m;若每米电缆的电容量减小,通信距离可以增加。传输距离短的另一原因是RS-232属单端信号传送,存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题,因此一般用于20m以内的通信。2.RS-485总线,在要求通信距离为几十米到上千米时,广泛采用RS-485 串行总线标准。RS-485采用平衡发送和差分接收,因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线

8、收发器具有高灵敏度,能检测低至200mV的电压,故传输信号能在千米以外得到恢复。RS-485采用半双工工作方式,任何时候只能有一点处于发送状态,因此,发送电路须由使能信号加以控制。RS-485用于多点互连时非常方便,可以省掉许多信号线。应用RS-485可以联网构成分布式系统,其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。 以往,PC与智能设备通讯多借助RS232、RS485、以太网等方式,主要取决于设备的接口规范。但RS232、RS485只能代表通讯的物理介质层和链路层,如果要实现数据的双向访问,就必须自己编写通讯应用程序,但这种程序多数都不能符合ISO/OSI的规范,只能实现较单一的功能,适用于

9、单一设备类型,程序不具备通用性。在RS232或RS485设备联成的设备网中,如果设备数量超过2台,就必须使用RS485做通讯介质,RS485网的设备间要想互通信息只有通过"主(Master"设备中转才能实现,这个主设备通常是PC,而这种设备网中只允许存在一个主设备,其余全部是从(Slave设备。而现场总线技术是以ISO/OSI 模型为基础的,具有完整的软件支持系统,能够解决总线控制、冲突检测、链路维护等问题。并行接口并行接口,简称并口,也就是LPT打印终端(line print terminal打印终端(line print terminal,LPT是用于使用打印机或其它设

10、备的。大多数计算机都有一个或两个LPT,通常称为LPT1和LPT2,有些计算机支持三个LPT,称为LPT3,但无论它们有几个,名字如何,LPT1是默认的LPT。当用户需要增加新的设备时,可以加入一个并行口适配器即可。这里需要注意的是,不要以为LPT只能用于输出,它也可以用于输入。LPT并口是一种增强了的双向并行传输接口,在USB接口出现以前是扫描仪,打印机最常用的接口。设备容易安装及使用,但是速度比较慢。接口,是采用并行通信协议的扩展接口。并口的数据传输率比串口快8倍,标准并口的数据传输率为1Mbps,一般用来连接打印机、扫描仪等。所以并口又被称为打印口。另外,串口和并口都能通过直接电缆连接的

11、方式实现双机互连,在此方式下数据只能低速传输。微型计算机主机与外部设备的连接,基本上使用了两类接口;串行接口与并行接口。并行接口是指数据的各位同时进行传送,其特点是传输速度快,但当传输距离较远、位数又多时,导致了通信线路复杂且成本提高。/串行通信是指数据一位位地顺序传送,其特点是通信线路简单,只要一对传输线就可以实现双向通信,并可以利用电话线,从而大大降低了成本,特别适用于远距离通信,但传送速度较慢。串行通信本身又分为异步通信与同步通信两种。串行通信线路上传送的是数字信号,表示传送数字信号能力的指标为数据速率(Data Rate,其单位为bps(bit persecond,即每秒钟传送的二进制

12、位数。串行接口标准:目前普遍采用的一种串行接口标准是RS-232-C标准。RS-232-C接口标准采用25个引脚的连接器(D型插座。RS-232-C规定有25根连线。USB 接口 通用串行总线（英文：Universal Serial Bus，简称 USB）是连接外部装置的 一个串口汇流排标准，在计算机上使用广泛，但也可以用在机顶盒和游戏机上，补充标准 On-The-Go（ OTG）使其能够用于在便携装置之间直接交换资料。 USB 是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。USB 接口支持设 备的即插即用和热插拔功能。USB 接口可用于连接多达 127 种外设，如鼠标、调制解调器

13、和键盘等。USB 是在 1994 年底由英特尔、康柏、IBM、Microsoft 等多家公司联合提出的， 自 1996 年推出后，已成功替代串口和并口，并成为当今个人电脑和大量智能设备的必配的 接口之一。 从 1994 年 11 月 11 日发表了 USB V0.7 版本以后， USB 版本经历了多年的发展， 到如今已经发展为 3.0 版本。 USB1.0 折叠 USB 1.0 是在 1996 年出现的，速度只有 1.5Mb/s(位每秒； 1998 年升级为 USB 1.1，速 度也大大提升到 12Mb/s，在部分旧设备上还能看到这种标准的接口。USB1.1 是较为普遍 的 USB 规范，其高

14、速方式的传输速率为 12Mbps，低速方式的传输速率为 1.5Mbps（b 是 Bit 的意思），b/s 一般表示位传输速度，bps 表示位传输速率，数值上相等。B/s 与 b/s， BPS(字节每秒与 bps（位每秒）不能混淆。1MB/s（兆字节/秒）=8Mbps（兆位/秒）， 12Mbps=1.5MB/s，大部分 MP3 为此类接口类型。 USB2.0 折叠 USB2.0 规范是由 USB1.1 规范演变而来的。 它的传输速率达到了 480Mbps， 折算为 MB 为 60MB/s，足以满足大多数外设的速率要求。USB 2.0 中的“增强主机控制器接口”（EHCI） 定义了一个与 USB

15、1.1 相兼容的架构。它可以用 USB 2.0 的驱动程序驱动 USB 1.1 设备。 也就是说，所有支持 USB 1.1 的设备都可以直接在 USB 2.0 的接口上使用而不必担心兼容 性问题，而且像 USB 线、插头等等附件也都可以直接使用。 使用 USB 为打印机应用带来的变化则是速度的大幅度提升， USB 接口提供了 12Mbps 的连 接速度，相比并口速度提高达到 10 倍以上，在这个速度之下打印文件传输时间大大缩减。 USB 2.0 标准进一步将接口速度提高到 480Mbps，是普通 USB 速度的 20 倍，更大幅度降 低了打印文件的传输时间。 USB3.0 折叠 由 Intel、 微软、 惠普、 德州仪器、 NEC、 ST-NXP 等业界巨头组成的 USB 3.0Promoter Group 宣布，该组织负责制定的新一代 USB 3.0 标准已经正式完成并公开发布