串行端口有什么用，怎样工作
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- 时间：2012-11-25
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- 本文标签：串行端口
串行端口一直被视作计算机最基础的外部连接设备之一，在过去的20多年时间里，它一直是大多数计算机不可或缺的组成部分。虽然许多较新的系统在采用USB连接设备后，已经彻底放弃了串行端口，但大多数调制解调器都仍然在使用，一些打印机、掌上型电脑 和数码相机也是如此。不过，计算机所带的串行端口一般都不会超过两个
从本质上说，串行端口可提供标准的连接器和协议，允许我们将调制解调器等设备连接到计算机上。当今人们使用的所有计算机操作系统都支持串行端口，因为其“入驻”计算机已有数十年的历史了。而并行端口的发明要晚得多，速度也比串行端口快得多。USB端口的历史只有数年，它很可能在接下来的几年内全面取代串行端口和并行端口。
之所以取名为“串行”端口，是因为这种端口会将数据“串行化”。更具体地说，它一次获取一个字节的数据并传输该字节的8位。这样做的优势在于，串行端口只需要一条线路就能传输8个位，而并行端口则需要8条。相应的劣势在于，其传输数据的用时是拥有八条线路时的8倍。此外，串行端口还可以降低线缆成本，使线缆更加小巧。
在发送数据的每个字节之前，串行端口会发送一个开始位，这是一个值为0的单个位。在发送完数据的每个字节之后，它将发送一个停止位，表示该字节已传输完成。此外，它还可以发送奇偶校验位。
串行端口也称为通信（COM）端口，是一种双向端口。在双向通信中，每个设备都可以接收数据和传输数据。串行设备使用不同的针脚来接收和传输数据——如果使用相同的针脚，通信将限制为半双工模式，这表示信息一次只能在一个方向上传播。使用不同的针脚可以实现全双工通信，在这种模式中，信息可以同时在两个方向上传播。
串行端口依靠特殊的控制器芯片通用异步接收/传输器（UART）来实现自己的功能。UART芯片从计算机的系统总线获得并行输出，然后将其转换成串行形式，以便通过串行端口传输。为了提高效率，大多数UART芯片都内置有16到64千字节的缓冲区。利用这个缓冲区，芯片便可以在处理要流向串行端口的数据的同时，缓存从系统总线流入的数据。大多数标准串行端口的最大传输速率为115Kbps（千比特每秒），增强型串行端口（ESP）和超级增强型串行端口（Super ESP）等高速串行端口可以实现460Kbps的数据传输速率。
下面这个40针的双列直插封装（DIP）芯片是NS16550D UART芯片的一种型号。
适用于串行端口的外部连接器可以是9针脚的，也可以是25针脚的。最初，串行端口的主要用途是将调制解调器连接到计算机上。针脚的功能分配反映了这一点。下面，让我们详细了解一下在连接调制解调器时，每个针脚都有何作用。
9针连接器：
1.载波检测——确定调制解调器是否连接到了可用的电话线路。
2.接收数据——计算机接收调制解调器发送过来的信息。
3.传输数据——计算机向调制解调器发送信息。
4.数据终端就绪——计算机通知调制解调器自己已准备好通话。
5.信号地线——针脚接地。
6.数据集就绪——调制解调器通知计算机自己已准备好通话。
7.请求发送——计算机询问调制解调器是否可以发送信息。
8.同意发送——调制解调器通知计算机可以发送信息。
9.振铃指示器——发起呼叫后，计算机指示检测到振铃的信号（发送自调制解调器）已收到。
25针连接器：
1.传输数据——计算机向调制解调器发送信息。
2.接收数据——计算机接收调制解调器发送过来的信息。
3.请求发送——计算机询问调制解调器是否可以发送信息。
4.同意发送——调制解调器通知计算机可以发送信息。
5.数据集就绪——调制解调器通知计算机自己已准备好通话。
6.信号地线——针脚接地。
7.已接收线路信号检测器——确定调制解调器是否连接到了可用的电话线路。
8.未使用：传输当前回路返回值（+）
9.未使用
10. 未使用：传输当前回路数据（-）
11. 未使用：接收当前回路数据（+）
12. 数据终端就绪——计算机通知调制解调器自己已准备好通话。
13. 振铃指示器——发起呼叫后，计算机指示检测到振铃的信号（发送自调制解调器）已收到。
14. 未使用：接收当前回路返回值（-）
然后通过针脚发送的电压可以是以下两种状态之一：开或关。开（二进制值“1”）表示该针脚正在传输-3到 -25伏之间的信号，而关（二进制值“0”）表示该针脚正在传输+3到+25伏之间的信号。
串行通信一个很重要的方面就是流控制的概念。利用流控制，一个设备便能够通知另一个设备暂时停止发送数据。启用流控制需要用到命令“请求发送”（RTS）、“同意发送”（CTS）、“数据端就绪”（DTR） 和“数据集就绪”（DSR）。
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