3.2　串口及串口連接形式

串口的形式多種多樣，主要分為三大類，第一類是標準9針串行通信接口，這種接口除了使用第2引腳、第3引腳和地線進行數(shù)據(jù)通信外，還可以使用剩余的針腳用于控制，以前使用電話線路進行通信的調(diào)制解調(diào)器就是采用這種方式；第二類為TTL串行通信接口，這類接口主要用于單片機，因為單片機的電壓一般為3.3V或5.0V，不需要加轉(zhuǎn)換芯片；第三類為485串行通信接口，用于上位機與多臺或多個地址的下位機進行通信，可以一對多。但是，臺式計算機的機箱后方只有一個9針串口，如果用戶想使用第二個、第三個串口，或者筆記本電腦要連接串口，必須通過安裝轉(zhuǎn)換器，如圖3-3所示。這類轉(zhuǎn)換器品種繁多，圖中列出了各類轉(zhuǎn)換接口，用戶可以根據(jù)需要購置和安裝，每種轉(zhuǎn)換器內(nèi)部芯片不同，兼容的操作系統(tǒng)也有差別，在購置前一定要確定好使用環(huán)境再進行選型。

圖3-4為USB轉(zhuǎn)標準9針串行接口和USB轉(zhuǎn)TTL串行接口實物圖；圖3-5是USB轉(zhuǎn)RS-485和簡化RS-232串行接口實物圖，簡化RS-232串行接口只保留了數(shù)據(jù)通信針腳，即第2、3和5引腳。這類轉(zhuǎn)換器用途廣泛，僅在第一次使用時安裝驅(qū)動，以后可以像U盤一樣即插即用。

當上位機與儀表進行通信時，首先要將硬件電路連接正確，如圖3-6所示。此時需分清兩種情況，一種是通信方式；另一種為數(shù)據(jù)傳輸方向。通信方式是指RS-232、RS-485和TTL，不同通信方式對應(yīng)信號的電壓不同，例如TTL為3.3～5.0V，RS-232為3.0～15.0V。RS-485為差壓方式，如果將RS-232電平連接到TTL電平上，會燒壞芯片。因此，必須嚴格對應(yīng)。數(shù)據(jù)傳輸方向是上位機與儀表進行通信時數(shù)據(jù)的流動方向，每一根引腳已經(jīng)規(guī)定了信號的電平高低與傳輸方向，兩者通信時，上位機的發(fā)送引腳必須與儀表的接收引腳相連，同理，儀表的發(fā)送引腳必須與上位機的接收引腳相連，如果是RS-232或TTL通信方式，還要將GND相連，以保證上位機與通信儀表處于同一電壓水平；RS-485則不需要考慮收發(fā)關(guān)系，只要A+對A+，B-對B-即可，A+與B-可以看作電池的正負極，A+表示正極，B-表示負極。因此，A+的電壓高于B-。

3.2.1　臺式機串口

一般情況下，每臺計算機都會有一個串口，可以觀察臺式機機箱后方各種接口中是否有圖3-7所示接頭，一般情況下，計算機后方的DB-9為公頭。此外，還可以通過Windows操作界面來觀察，鼠標左鍵點擊“我的電腦”，右鍵點擊彈出菜單，選取“屬性”，在“系統(tǒng)屬性”中選“硬件”，鼠標左鍵點擊“設(shè)備管理器”，在彈出的視窗中點擊“端口（COM和LPT）”前面的“+”號展開子項，此時會列出本臺計算機所有的串口，如圖3-8所示，可以看出，該臺計算機有一個并行端口（ECP打印機端口，LPT1）和兩個串行端口（通信端口，COM1和COM2）。

3.2.2　USB轉(zhuǎn)串口

當臺式機提供的串口不夠用時，或者使用筆記本電腦時，必須采用USB轉(zhuǎn)串口，這種轉(zhuǎn)換器內(nèi)部安裝有芯片，當插入USB接口時，會檢測硬件，如果芯片類型較老，則可以直接找到并安裝對應(yīng)驅(qū)動程序；如果采用較新的芯片，則需要手動安裝。

下面以CP210x芯片為例說明，圖3-9為一款市售USB轉(zhuǎn)換器，可以轉(zhuǎn)換為TTL/RS-232/RS-485三種電平，RS-232為簡化形式，只有數(shù)據(jù)通信針，沒有信號控制針。圖左側(cè)為USB梯形接口，可以直接連接USB線，即插即用。右側(cè)接線端子標號從②到⑨，②與③分別連接VCC和GND，VCC表示直流電源的正極，GND表示直流電源的負極，通常不需要外接電源，通過USB的供電即可滿足要求；④和⑤是簡化RS-232的接線端子；⑥和⑦分別表示RS-485的A+和B-，所有的A+均連接在⑥端子，所有的B-均連接在⑦端子；⑧、⑨和③是TTL的三個端子，③與下位機的GND必須連在一起，⑧和⑨與下位機進行收-發(fā)對應(yīng)連接，即⑧連接下位機的發(fā)送端子，⑨連接下位機的接收端子。內(nèi)嵌芯片為CP210x，這種芯片較新，大部分情況下需要手動安裝驅(qū)動。將USB接口用線連接至電腦的USB處，計算機會自動檢測新的硬件，經(jīng)過一段時間后，系統(tǒng)提示沒有安裝相應(yīng)驅(qū)動，說明這種新型的內(nèi)嵌芯片在Win7系統(tǒng)中識別起來非常困難，需要借助人工進行手動安裝。在電腦桌面上，點擊鼠標左鍵選中“我的電腦”快捷方式，右鍵點擊彈出菜單，選取“屬性”，在“系統(tǒng)屬性”中選“硬件”，鼠標左鍵點擊“設(shè)備管理器”，在彈出的視窗中發(fā)現(xiàn)“其他設(shè)備”一項中“CP2102 USB to UART Bridge Controller”顯示“！”號，如圖3-10所示，說明這個硬件設(shè)備的驅(qū)動存在問題，沒有完全安裝好，在這條記錄上點擊鼠標右鍵，彈出菜單，選中“更新驅(qū)動程序（P）…”，彈出圖3-11所示界面。“自動搜索更新的驅(qū)動程序軟件（S）”用于已經(jīng)安裝了驅(qū)動的硬件，如果是第一次安裝，采用“瀏覽計算機以查找驅(qū)動程序軟件（R）”按鈕，彈出圖3-12界面，選中“從計算機的設(shè)備驅(qū)動程序列表中選擇（L）”按鈕，有時，用戶并不清楚所安裝的設(shè)備叫什么名字，或者屬于哪一類。因此，可以選中圖3-13所示的“顯示所有設(shè)備”。

點擊“下一步”按鈕，圖3-14界面顯示的硬件中的芯片驅(qū)動型號，繼續(xù)點擊“下一步”按鈕，彈出“從磁盤安裝”對話框，如圖3-15所示。這時候，用戶必須清楚所要安裝的驅(qū)動文件放在哪個盤中，點擊“瀏覽（B）…”按鈕，找到文件所在的位置，如圖3-16所示，驅(qū)動文件一般是擴展名為inf的文件，系統(tǒng)會自動給出所在目錄下的所有安裝信息文件，用戶只要一個一個選擇，然后點擊“打開”按鈕，即可完成對這個配置文件內(nèi)相關(guān)驅(qū)動程序的安裝，如圖3-17所示。安裝完畢后，對應(yīng)的驅(qū)動會顯示出來，如圖3-18所示，繼續(xù)安裝后面的inf文件信息，如圖3-19所示。當“slabvxd.inf”文件安裝后，如圖3-20所示，在“端口（COM和LPT）”一項中出現(xiàn)“CP210x USB to UART Bridge Controller（COM22）”，說明串口驅(qū)動芯片安裝成功，并且分配的串口為COM22。