串口与modem流量控制大全（1）

MODEM是用户接入互联网的重要设备。虽然网络干线上已经普及宽带光纤传输，但是在拥有庞大用户群的最后一公里路段上，目前最现实的接入方式还是铜线连接(电话线，双绞线、电缆)。另外，随着无线技术的发展，采用无线接入的固定/移动用户也越来越多。不论是铜线连接还是无线接入，都要采用调制解调器，以便使数据信号能够在信道内传输。
 

   MODEM的对外接口是串口，这个串行I/O口用于传输控制信号、状态信号、数据、AT指令及其响应。虽然MODEM种类繁多(56K猫/GPRS/CDMA等)，但对外都表现为一个标准的串口，只要将这个串口了解清楚，那么就可以将所有的MODEM一网打尽。
   
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    * (1) UART   *
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    一般地，我们把这个串口叫作UART(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter通用异步收发器)。
    其中，RT是接收和发送的英文缩写，能收能发又是串口，说白了就是串行I/O口的意思。
    A表示异步模式。这种模式的优点是适应性强，对时钟精度要求低(成本低)。每次发送字节数据前都首先发送一个开始位同步时钟相位，抖动误差不会在整个通信过程中累积，只影响单个字节的传输单元。
    U的意思是通用。为什么一定要冠以“通用”二字，这个定语到底想强调什么呢？
    话说很早以前，还没有出现计算机的时候，就已经出现了串口设备。例如：MODEM、电传打字机、工控设备、数传机等等。为了方便设备互连，EIA制定了RS232标准化规范，采用DB25接口连接DTE(Data Terminal Equipment数据终端设备)和DCE(DataCommunicationsEquipment数据通信设备)。后来，出现了个人计算机(PC机)，这些已有的设备毫无疑问地成了最初的外设，为了将其接入主机，制造商们自然地选择了标准的RS232串口。在这个标准中，DB25接口支持同步和异步两种工作模式，采用D型接插件，防止插反。这种设计兼容性好，使用方便，但是制造商们并不买帐，他们更倾向于进一步减少接插件的大小和成本。通过删除DB25中未使用的引脚和支持同步模式的引脚，将DB25改造成只有9根线，只支持异步模式，体积更小，成本更低的DB9。最初的状况比较混乱，因为DB9只给出了信号范围，但没有指出引脚和信号的对应关系，而且DB9也不是RS232规范所定义的接口标准，因此各个制造商只能自行定义对应关系。后来，IBM制造的PC机成了行业标准，DB9的对应关系就逐渐统一到了IBM的定义上，现如今使用的DB9就是遵守的IBM的定义。随着时代的发展，计算机越来越普及，外设的种类也越来越多，有些非RS232的串行设备需要接入主机，这就要求主机提供更多的I/O口。如果为每一种新出现的设备都提供一个I/O，显然是不现实的，因为主机后面板位置有限，不可能容纳太多的接口。幸运的是，外部I/O口大体上主要分为两类：并口和串口。如果复用已有的RS232串口接入非RS232的设备，那么就可以用有限的接口，接入大量的设备。一个有趣的现象是，早期的操作系统DOS和ROMBIOS提供的通信例程只支持RS232串口标准，即使是实现简单的字节收发这种非RS232应用，竟然也要先检测DSR、DCD、CTS等信号是否有效，如果不满足条件，将不会发送数据到TXD上。解决这个问题的方法有两种：1、旁路系统提供的API函数，自己直接操纵硬件实现非RS232的操作；2、短接接头里某些RS232控制信号线，使系统通信例程误以为是RS232设备，使非RS232的设备满足RS232规范的子集要求。
    现在，PC机上的串口既支持RS232应用又支持非RS232应用，通用串口指的就是这个意思。RS232规范对速度和距离都有约束，在码元畸变小于4%的条件下，传输距离上限是15米；速率上限是19200。目前，在PC机上的串口都突破了RS232标准的限制，速度可以达到115200甚至更高。软件上，已经可以选项配置是否支持硬件流控，是否检查DSR、DCD、RI等输入信号。可以说，现在的PC串口，来源于RS232，但又不拘泥于它的限制，越来越向通用目的的串口方向发展。UART到此可以总结为：用于通用目的的异步串行I/O口。
    综上，可以看出计算机串口发展的大致历程：
    (个 人计算机)史前出现原始的串口设备 --> EIA制定RS232统一标准，DB25出现--> 个人计算机诞生，为引入串口，DB9出现，软硬件仍然遵循RS232标准-->为引入新的非RS232串口，将原来的RS232口改造成通用目的的UART，软硬件可以不遵循RS232规范。
   
    PC机串口拥有多个名字：串口、RS232口、COM口(通信口)、异步口、UART等，他们是不同历史时期的产物，一直沿用至今，让现在的人们感觉有些莫名其妙。最开始PC机接入的串行外设是RS232设备，就叫RS232口。这个设备主要是通信用的MODEM，PC上就称为COM口。现在连非RS232设备也接了进来，就叫UART吧。不过新名字没有老名字有名，有些人的习惯改不过来，再说计算机发展太快，老名字还没消失，新名字就出现了，而且各有各的拥趸，约定俗成，那就这么乱着叫吧。
   
    就在UART准备一统江湖的时候，制造商们再一次不满于它的速度、灵活性(软件可配置)和体积，推出了USB串口和1394串口。现在越来越多的笔记本电脑上已经取消了UART串口，因此有不少网友发出“没有串口，吾谁与归”的慨叹，历史前进的脚步无法阻挡，古今多少事，都付笑谈中，USB取代UART是后话，暂且不表。
   
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    * (2) DB9引脚定义和表示 *
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    DB9遵循IBM定义，所有输入输出方向都是站在DTE角度说的。
    1--载波检测DCD    2--接收数据RXD    3--发送数据TXD    4--数据终端就绪DTR    5--信号地GND
    6--数据设备就绪DSR    7--请求发送RTS    8--清除发送CTS    9--振铃指示RI
   
    在TXD和RXD上:(一般，驱动器件都是反相器，用负表示"1"，用正表示"0"，采用负逻辑，完全可以理解。)
                    逻辑0(SPACE 空号) = +3V～+15V
                    逻辑1(MARK 传号)   = -3V～-15V
                   
    在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上:
                    信号有效（接通，ON状态，正电压，高电平）= +3V～+15V
                    信号无效（断开，OFF状态，负电压，低电平) = -3V～-15V

    -3V到+3V之间的电平无意义，称为死区，不应该处于这个电压范围。+3V以上，-3V以下的一段区间属于过渡区，尽量不要使电平落入此区间，以便使判断更可靠，最好在+12V以上，-12V以下。一般的驱动器件为+-12V电压。工程上，电压不可能如此理想，判断需要在一定范围内进行，有些半导体器件也不容易升压到+-15V，同时，大摆幅电路速度也高不了。
   
    以上说的是RS232电平，在未经驱动的芯片引脚上是TTL电平：