串口数据流控制

1.流控制在串行通讯中的作用

这里讲到的“流”，当然指的是数据流。数据在两个串口之间传输时，常常会出现丢失数据的现象，或者两台计算机的处理速度不同，如台式机与单片机之间的通讯，接收端数据缓冲区已满，则此时继续发送来的数据就会丢失。现在我们在网络上通过MODEM进行数据传输，这个问题就尤为突出。流控制能解决这个问题，当接收端数据处理不过来时，就发出“不再接收”的信号，发送端就停止发送，直到收到“可以继续发送”的信号再发送数据。因此流控制可以控制数据传输的进程，防止数据的丢失。 PC机中常用的两种流控制是硬件流控制（包括RTS/CTS、DTR/CTS等）和软件流控制XON/XOFF（继续/停止），下面分别说明。

2.硬件流控制

硬件流控制常用的有RTS/CTS流控制和DTR/DSR（数据终端就绪/数据设置就绪）流控制。

硬件流控制必须将相应的电缆线连上，用RTS/CTS（请求发送/清除发送）流控制时，应将通讯两端的RTS、CTS线对应相连，数据终端设备（如计算机）使用RTS来起始调制解调器或其它数据通讯设备的数据流，而数据通讯设备（如调制解调器）则用CTS来起动和暂停来自计算机的数据流。这种硬件握手方式的过程为：我们在编程时根据接收端缓冲区大小设置一个高位标志（可为缓冲区大小的75％）和一个低位标志（可为缓冲区大小的25％），当缓冲区内数据量达到高位时，我们在接收端将CTS线置低电平（送逻辑0），当发送端的程序检测到CTS为低后，就停止发送数据，直到接收端缓冲区的数据量低于低位而将CTS置高电平。RTS则用来标明接收设备有没有准备好接收数据。

常用的流控制还有还有DTR/DSR（数据终端就绪/数据设置就绪）。我们在此不再详述。由于流控制的多样性，我个人认为，当软件里用了流控制时，应做详细的说明，如何接线，如何应用。

3.软件流控制

由于电缆线的限制，我们在普通的控制通讯中一般不用硬件流控制，而用软件流控制。一般通过XON/XOFF来实现软件流控制。常用方法是：当接收端的输入缓冲区内数据量超过设定的高位时，就向数据发送端发出XOFF字符（十进制的19或Control-S，设备编程说明书应该有详细阐述），发送端收到XOFF字符后就立即停止发送数据；当接收端的输入缓冲区内数据量低于设定的低位时，就向数据发送端发出XON字符（十进制的17或Control-Q），发送端收到XON字符后就立即开始发送数据。一般可以从设备配套源程序中找到发送的是什么字符。

应该注意，若传输的是二进制数据，标志字符也有可能在数据流中出现而引起误操作，这是软件流控制的缺陷，而硬件流控制不会有这个问题。

附：

DTR,DSR------DTE设备准备好/DCE设备准备好。主流控信号。

RTS,CTS------请求发送/清除发送。用于半双工时，收发切换。属于辅助流控信号。半双工的意思是说，发的时候不收，收的时候不发。那么怎么区分收发呢？缺省时是DCE向DTE发送数据，当DTE决定向DCE发数据时，先有效RTS，表示DTE希望向DCE发送，一般DCE不能马上转换收发状态，DTE就通过监测CTS是否有效来判断可否发送，这样避免了DTE在DCE未准备好时发送所导致的数据丢失。

XON/XOFF

　　XON/XOFF 是一种流控制协议(通信速率匹配协议)，用于数据传输速率大于等于1200b/s时进行速率匹配，方法是控制发送方的发速率以匹配双方的速率。

　　XMODEM是一种低速文件传输协议。KERMIT是异步通信环境中使用的一种文件传输协议。它与XMODEM的主要区别是：KERMIT一次可传送多个文件，而XMODEM一次只能传送一个文件；KERMIT在接收方以完整的信息包应答，而XMODEM以单字节应答；KERMIT提供多种错误校验技术，而XMODEM只提供一种错误校验技术。

　　在流量控制方面，可以从不同侧面采取不同的控制方案。最简单的方法就是增加接收端的缓冲存储空间，使得接收端可以缓存更多的数据。但这只是一种被动、消极的方法。因为，一方面系统不允许开设过大的缓冲空间；另一方面对于速率显著失配，并且又传送大量数据的场合，即使缓存空间再大也会出现不够的现象。目前普遍采取一种称之为“XON/XOFF”的发送控制字符的方案，通过控制字符来确定发送方是否继续发送数据，相比之下更主动、更积极、更有效。

　　XON/XOFF（继续/停止）是异步串行连接的计算机和其他元件之间的数据流控制协议。例如，计算机向打印机发送数据的速度通常快于打印机打印的速度，打印机包含一个缓冲器，用来存储数据，使打印机能够赶上计算机。如果在打印机赶上之前缓冲器变满了，打印机的小微处理器便发回一个XOFF信号来停止数据传送，打印完相当多的数据，缓冲存储器变空时，打印机发送XON信号，让计算机继续发送数据。“X”表示“发送器”，X/ON和X/OFF为开启和关闭发送器的信号。X/ON的实际信号为ASCII的Ctrl-Q键盘组合的位组合，X/OFF信号为Ctrl-S字符。在为计算机操作系统定义调制解调器时，可能需要用XON/XOFF或CTS/RTS来指定流控制的使用。在发送二进制数据时，XON/XOFF可能不能识别，因为它被译成了字符。

　　XON/XOFF是一种异步通信协议，接收设备或计算机使用特殊字符来控制发送设备或计算机传送的数据流。当接收计算机不能继续接收数据时，发送一个XOFF控制字符告诉发送方停止传送；当传输可以恢复时，该计算机发送一个XON字符来通知发送方。其中XON采用ASCII字符集中的控制字符DC1，XOFF采用ASCII字符集中的控制字符DC3。当通信线路上的接收方发生过载时，便向发送方发送一个XOFF字符，发送方接收XOFF字符后便暂停发送数据；等接收方处理完缓冲器中的数据，过载恢复后，再向发送方发送一个XON字符，以通知发送方恢复数据发送。在一次数据传输过程中，XOFF、XON的周期可重复多次，但这些操作对用户来说是透明的，也就是说用户不用管它。

　　许多异步数据通信软件包均支持XON/XOFF协议。这种方案也可用于计算机向打印机或其他终端设备（如MODEM的串行通信）发送字符，在这种情况下，打印机或终端设备中的控制部件用以控制字符流量。

XON/XOFF　异步通信协议

：一种异步通信协议，接收设备或计算机使用特殊字符来控制发送设备或计算机传送的数据流。当接收计算机不能继续接收数据时，发送一个 XOFF 控制字符告诉发送方停止传送；当传输可以恢复时，该计算机发送一个 XON 字符来通知发送方。