串口通信調試軟件的功能與使用方法

串口通信簡介（原理）

串口按位（bit）發送和接收字節。盡管比按字節（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根線發送數據的同時用另一根線接收數據。它很簡單并且能夠實現遠距離通信。比如IEEE488定義并行通行狀態時，規定設備線總長不得超過20米，并且任意兩個設備間的長度不得超過2米；而對于串口而言，長度可達1200米。典型地，串口用于ASCII碼字符的傳輸。通信使用3根線完成，分別是地線、發送、接收。由于串口通信是異步的，端口能夠在一根線上發送數據同時在另一根線上接收數據。其他線用于握手，但不是必須的。串口通信最重要的參數是波特率、數據位、停止位和奇偶校驗。對于兩個進行通信的端口，這些參數必須匹配。

a，波特率：這是一個衡量符號傳輸速率的參數。指的是信號被調制以后在單位時間內的變化，即單位時間內載波參數變化的次數，如每秒鐘傳送240個字符，而每個字符格式包含10位（1個起始位，1個停止位，8個數據位），這時的波特率為240Bd，比特率為10位*240個/秒=2400bps。一般調制速率大于波特率，比如曼徹斯特編碼）。通常電話線的波特率為14400，28800和36600。波特率可以遠遠大于這些值，但是波特率和距離成反比。高波特率常常用于放置的很近的儀器間的通信，典型的例子就是GPIB設備的通信。

b，數據位：這是衡量通信中實際數據位的參數。當計算機發送一個信息包，實際的數據往往不會是8位的，標準的值是6、7和8位。如何設置取決于你想傳送的信息。比如，標準的ASCII碼是0～127（7位）。擴展的ASCII碼是0～255（8位）。如果數據使用簡單的文本（標準 ASCII碼），那么每個數據包使用7位數據。每個包是指一個字節，包括開始/停止位，數據位和奇偶校驗位。由于實際數據位取決于通信協議的選取，術語“包”指任何通信的情況。［1］ c，停止位：用于表示單個包的最后一位。典型的值為1，1.5和2位。由于數據是在傳輸線上定時的，并且每一個設備有其自己的時鐘，很可能在通信中兩臺設備間出現了小小的不同步。因此停止位不僅僅是表示傳輸的結束，并且提供計算機校正時鐘同步的機會。適用于停止位的位數越多，不同時鐘同步的容忍程度越大，但是數據傳輸率同時也越慢。

d，奇偶校驗位：在串口通信中一種簡單的檢錯方式。有四種檢錯方式：偶、奇、高和低。當然沒有校驗位也是可以的。對于偶和奇校驗的情況，串口會設置校驗位（數據位后面的一位），用一個值確保傳輸的數據有偶個或者奇個邏輯高位。例如，如果數據是011，那么對于偶校驗，校驗位為0，保證邏輯高的位數是偶數個。如果是奇校驗，校驗位為1，這樣就有3個邏輯高位。高位和低位不真正的檢查數據，簡單置位邏輯高或者邏輯低校驗。這樣使得接收設備能夠知道一個位的狀態，有機會判斷是否有噪聲干擾了通信或者是否傳輸和接收數據是否不同步。

串口通信結構

串口通信是指外設和計算機間，通過數據信號線 、地線、控制線等，按位進行傳輸數據的一種通訊方式。這種通信方式使用的數據線少，在遠距離通信中可以節約通信成本，但其傳輸速度比并行傳輸低。

串口是計算機上一種非常通用的設備通信協議。大多數計算機（不包括筆記本電腦）包含兩個基于RS-232的串口。串口同時也是儀器儀表設備通用的通信協議；很多GPIB兼容的設備也帶有RS-232口。同時，串口通信協議也可以用于獲取遠程采集設備的數據。

RS-232（ANSI/EIA-232標準）是IBM-PC及其兼容機上的串行連接標準?？捎糜谠S多用途，比如連接鼠標、打印機或者Modem，同時也可以接工業儀器儀表。用于驅動和連線的改進，實際應用中RS-232的傳輸長度或者速度常常超過標準的值。RS-232只限于PC串口和設備間點對點的通信。RS-232串口通信最遠距離是50英尺。

　　串口通信調試軟件的功能

plc都有串口（rs-232/rs-422/rs-485）通信功能，plc通過串口，可以與計算機或別的有串口的設備（例如智能儀表）通信。各廠家的串口通信協議差別很大，這些協議使用不同的幀結構、不同的數制（例如十六進制數或ascii碼）和不同的校驗方法。

使用串口通信調試軟件，可以用計算機模擬串口設備，來調試串口通信?，F在雖然有一些串口通信調試軟件，但是有的軟件是專門針對某種通信協議設計的，功能過于單一；有的生成計算機的發送幀不夠方便靈活和直觀。使用plc的通信協議時經常會遇到不同數制的轉換，校驗碼的計算也是必不可少的。如果這些都用手工來完成，或者編程來實現，不但工作量大，也容易出錯。

針對plc常用通信協議的幀格式和常見的校驗方式，結合通信調試中的體會，我指導研究生開發了一個能夠方便靈活地生成與plc通信的各種格式的幀，又能直觀地顯示和保存通信記錄的軟件。該軟件可以用于plc和其他設備（例如變頻器）的串口通信調試，有以下功能：

（1） 可以用3種數據格式輸入要發送的幀和顯示收、發的幀，各數據格式可以相互轉換。

（2） 可以計算常用的校驗碼（異或、求和、crc和lrc），生成plc通信中常用的多種協議格式的幀，適用范圍廣。

（3） 具有記憶功能，能保存上次退出時的工作狀態（包括通信記錄），便于繼續調試。

（4） 能按時間間隔劃分和顯示接收到的幀，間隔時間可以修改。

　　串口通信調試軟件使用方法

下圖是plc串口通信調試軟件的界面。

可用菜單命令打開/關閉串口、設置計算機的通信接口的參數，選擇單次發送或定時發送，設置定時發送的間隔時間。

可以選擇用字符串、十進制字節或十六進制字節這3種數據格式輸入發送幀?？梢詫⑤斎氲陌l送幀轉換為其他數據格式。

點擊“計算校驗碼”按鈕，在出現的對話框的“校驗內容”窗口中，將自動顯示出“發送幀”文本框中的數據或字符串對應的十六進制數。

點擊某一校驗方式按鈕，在它右邊的文本框內便可以得到對應的校驗碼。crc（循環冗余校驗）用于生成modbus協議的rtu模式的校驗碼。modbus的ascii模式的校驗內容逐字節求和后，和的低字節的補碼為lrc（縱向冗余校驗）碼。

可以選擇三種不同的數據格式查看收發的數據。字符串用“（s）”標識，十六進制數用“（h）”標識，十進制數無標識?？梢杂谩扒蹇铡卑粹o清除通信記錄。