UART中的硬體流控RTS與CTS

UART中的硬體流控RTS與CTS

5/23/2013 5:13:04 PM at rock-chips inshenzhen

最*太忙了，沒時間寫對Ucos-II的移植，先将工作中容易搞錯的一個知識點記錄下來，關于CTS與RTS的。

在RS232中本來CTS 與RTS 有明确的意義，但自從賀氏(HAYES ) 推出了聰明貓(SmartModem)後就有點混淆了，不過現在這種意義為主流意義的，各大晶片制造廠家對UART控制器的流控基本采用HAYES MODEM流控解釋。

在RS232中RTS 與CTS 是用來半雙工模式下的方向切換，本文不解釋；

如果UART隻有RX、TX兩個信号，要流控的話隻能是軟流控；如果有RX，TX，CTS，RTS 四個信号，則多半是支援硬流控的UART；如果有 RX，TX，CTS ，RTS ，DTR，DSR 六個信号的話，RS232标準的可能性比較大。

SIMCOM公司對RTS/CTS的解釋：

（要注意差別是不是講序列槽支援硬流控的RTS/CTS，别看為益，在和瑞芯微調試硬體流控時，别這個非主流的解釋搞得暈頭轉向的，下面用灰色小字型表示）

RTS是子產品的輸入端，用于MCU通知子產品，MCU是否準備好，子產品是否可向MCU發送資訊，RTS的有效電*為低。

CTS是子產品的輸出端，用于子產品通知MCU，子產品是否準備好，MCU是否可向子產品發送資訊，CTS的有效電*為低

HAYES Modem中的RTS ，CTS 是用來進 行硬體流控的。現在通常UART的RTC、CTS的含義指後者，即用來做硬流控的。

硬流控的RTS、CTS：

（現在做序列槽使用RTS/CTS必看内容，因為MTK/）

RTS （Require ToSend，發送請求）為輸出信号，用于訓示本裝置準備好可接收資料，低電*有效，低電*說明本裝置可以接收資料。

CTS （Clear ToSend，發送允許）為輸入信号，用于判斷是否可以向對方發送資料，低電*有效，低電*說明本裝置可以向對方發送資料。

此處有人将CTS翻譯為發送允許，我感覺的确比翻譯為清除發送好。因為CTS是對方的RTS控制己方的CTS是否允許發送的功能。

用AP與MODEM采用流控收發序列槽資料舉例：

CTS 為輸入

RTS 為輸出

AP的CTS對接MODEM的RTS；MODEM的CTS對接AP的RTS。

預設啟動時：

AP的CTS為高

AP的RTS為低

MODEM的CTS       高     但極容易被拉低

MODEM的RTS       低

預設休眠時

MODEM的RTS       高

其中CTS用電壓表測量電壓時發現：在測量最初的大概200ms時，為高電*，然後電壓值不斷下降，變成低電*，這說明CTS懸空時應該為高，這中高電*僅僅是一定量的正電荷而已。

不知道晶片設計時，規格說明書為什麼要寫CTS預設為高，CTS僅僅是輸入端，不需要什麼預設值啊。并且在流控打開情況下，不接CTS與RTS，也是可以正常3根線（RXD/TXD/GND）通信的，這說明不接RTS/CTS時，CTS為低電*才對。為何實際使用與晶片規格說明書不一緻，可能是被外殼金屬蓋幹擾到低電*了，畢竟自己用的子產品，CTS是如此靠*低電*的金屬保護蓋，并且CTS為輸入口，沒有上拉下拉電*能力。

AP與MODEM的流控這樣通信的：

AP序列槽可用時，将AP-RTS拉低，MODEM-CTS檢測到AP-RTS為低，知道AP序列槽已準備好，可以發送資料；

AP序列槽不可用時，将AP-RTS拉高，MODEM-CTS檢測到AP-RTS為高，知道AP序列槽還未準備好，就不會放資料。

MODEM序列槽可用與不可用時的互動是同樣道理。

沒有序列槽控制器，用中斷和普通IO口即可實作RTS與CTS功能。

RTS用GPIO實作，序列槽就緒拉低電*，序列槽忙拉高電*

CTS用中斷實作，檢測到低電*，将序列槽資料發送出去，檢測到高電*則保留序列槽資料直到檢測到低電*為止。

下面是摘錄網上有用的參考資料：

假定A、B兩裝置通信，A裝置的RTS 連接配接B裝置的CTS ；A裝置的CTS 連接配接B裝置的RTS 。前一路信号控制B裝置的發送，後一路信号控制A裝置的發送。對B裝置的發送（A裝置接收）來說，如果A裝置接收緩沖快滿的時發出RTS 信号（意思通知B裝置停止發送），B裝置通過CTS 檢測到該信号，停止發送；一段時間後A裝置接收緩沖有了空餘，發出RTS 信号，訓示B裝置開始發送資料。A裝置發（B裝置接收）類似。上述功能也能在資料流中插入Xoff（特殊字元）和Xon（另一個特殊字元）信号來實作。A裝置一旦接收到B裝置發送過來的Xoff，立刻停止發 送；反之，如接收到B裝置發送過來的Xon，則恢複發送資料給B裝置。同理，B裝置也類似，進而實作收發雙方的速度比對。

半雙工的方向切換：RS232中使用DTR（Date Terminal Ready，資料終端準備）與DSR（Data Set Ready ，資料裝置準備好）進行主流控，類似上述的RTS 與CTS 。對半雙工的通信的DTE（Date Terminal Equipment，資料終端裝置）與DCE（Data circuitEquipment ）來說，預設的方向是DTE接收，DCE發送。如果DTE要發送資料，必須發出RTS 信号，請求發送資料。DCE收到後如果空閑則發出CTS 回應RTS 信号，表示響應請求，這樣通信方向就變為DTE->TCE，同時RTS 與CTS 信号必須一直保持。從這裡可以看出，CTS ，TRS雖然也有點流控的意思（如CTS 沒有發出，DTE也不能發送資料），但主要是用來進行方向切換的。

流控制在串行通訊中的作用

這裡講到的“流”，當然指的是資料流。資料在兩個序列槽之間傳輸時，常常會出現丢失資料的現象，或者兩台計算機的處理速度不同，如桌上型電腦與單片機之間的通訊，接收端資料緩沖區已滿，則此時繼續發送來的資料就會丢失。現在我們在網絡上通過MODEM進行資料傳輸，這個問題就尤為突出。流控制能解決這個問題，當接收端資料處理不過來時，就發出“不再接收”的信号，發送端就停止發送，直到收到“可以繼續發送”的信号再發送資料。是以流控制可以控制資料傳輸的程序，防止資料的丢失。PC機中常用的兩種流控制是硬體流控制（包括RTS/CTS、DTR/CTS等）和軟體流控制XON/XOFF（繼續/停止），下面分别說明。

硬體流控制

硬體流控制常用的有RTS/CTS流控制和DTR/DSR（資料終端就緒/資料設定就緒）流控制。

硬體流控制必須将相應的電纜線連上，用RTS/CTS（請求發送/清除發送）流控制時，應将通訊兩端的RTS、CTS線對應相連，資料終端裝置（如計算機）使用RTS來起始數據機或其它資料通訊裝置的資料流，而資料通訊裝置（如數據機）則用CTS來起動和暫停來自計算機的資料流。這種硬體握手方式的過程為：我們在程式設計時根據接收端緩沖區大小設定一個高位标志（可為緩沖區大小的75％）和一個低位标志（可為緩沖區大小的25％），當緩沖區内資料量達到高位時，我們在接收端将CTS線置低電*（送邏輯0），當發送端的程式檢測到CTS為低後，就停止發送資料，直到接收端緩沖區的資料量低于低位而将CTS置高電*。RTS則用來标明接收裝置有沒有準備好接收資料。

常用的流控制還有還有DTR/DSR（資料終端就緒/資料設定就緒）。我們在此不再詳述。由于流控制的多樣性，我個人認為，當軟體裡用了流控制時，應做詳細的說明，如何接線，如何應用。

軟體流控制

由于電纜線的限制，我們在普通的控制通訊中一般不用硬體流控制，而用軟體流控制。一般通過XON/XOFF來實作軟體流控制。常用方法是：當接收端的輸入緩沖區内資料量超過設定的高位時，就向資料發送端發出XOFF字元（十進制的19或Control-S，裝置程式設計說明書應該有詳細闡述），發送端收到XOFF字元後就立即停止發送資料；當接收端的輸入緩沖區内資料量低于設定的低位時，就向資料發送端發出XON字元（十進制的17或Control-Q），發送端收到XON字元後就立即開始發送資料。一般可以從裝置配套源程式中找到發送的是什麼字元。

應該注意，若傳輸的是二進制資料，标志字元也有可能在資料流中出現而引起誤操作，這是軟體流控制的缺陷，而硬體流控制不會有這個問題。

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作者：zeroboundary

來源：CSDN

原文：https://blog.csdn.net/zeroboundary/article/details/8966586

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