串口使用系列学习之什么是流控

article/2025/8/25 6:01:42

概念

在两个设备正常通信时,由于处理速度不同,就存在这样一个问题,有的快,有的慢,在某些情况下,就可能导致丢失数据的情况。
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。
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,实现收发双方的速度匹配,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)。

硬件流控

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。

  • RTS :全名为Require To Send,请求发送,为输出信号,用于指示本设备准备好可接收数据,低电平有效,低电平说明本设备可以接收数据。
  • CTS :全名为Clear To Send,允许发送,为输入信号,用于判断是否可以向对方发送数据,低电平有效,低电平说明本设备可以向对方发送数据。

硬件流控的RTS 、CTS :
RTS (Require To Send,发送请求)为输出信号,用于指示本设备准备好可接收;
CTS (Clear To Send,允许发送)为输入信号,有效时停止发送。
假定有两通信设备:主机和从机,主机的RTS 连接从机的CTS ;主机的CTS连接从机的RTS。
前一路信号控制从机的发送,后一路信号控制主机的发送。
对从机的发送(主机接收)来说,如果主机接收缓冲快满的时发出RTS信号(高电平)(意思通知从机停止发送),从机通过CTS 检测到该信号,停止发送;一段时间后主机接收缓冲有了空余,发出RTS信号(低电平),指示从机开始发送数据。

在这里插入图片描述
物理连接:交叉连接
主机的RTS(输出)信号,连接到从机的CTS(输入)信号。
主机的CTS(输入)信号,连接到从机的RTS(输出)信号。

主机发送过程:
 主机查询主机的CTS脚信号,此信号连接到从机的RTS信号,受从机控制。如果主机CTS
信号为有效(低),表示从机的接收FIFO未满,从机可以接收,此时主机可以向从机发送
数据。并且在发送过程中要一直查询CTS信号是否为有效状态。一旦无效,则终止发送。

那主机的CTS信号什么时候会无效呢?

从机在接收到主机发送的数据时,从机的接收模块的FIFO如果满了,则会使从机RTS无效,
也即主机的CTS信号无效。主机则查询到CTS无效时,主机发送中止。

此过程可以由硬流控完成。我们只要设置开启硬流控,设置FIFO大小。RTS信号和CTS
信号由控制器代码查询和设置。

主机接收过程:
 主机如果接收FIFO未满,则使主机RTS信号有效,也即从机的CTS信号有效。此时从机
如果要发送,发送前会查询从机的CTS信号,如果为有效,则开始发送。并且在发送过程
中移植查询从机CTS信号的有效状态,如果无效则中止发送。是否无效由主机的RTS信号
决定。主机如果FIFO满了,则使主机RTS信号无效,也即从机CTS信号无效。主机接收
中止。

软件流控

软件流控和硬件流控都方式一样,只是实现方式不同而已。在通信过程中,软件流控通过在数据流中插入Xoff(特殊字符)和Xon(另一个特殊字符)信号来实现。A设备一旦接收到B设备发送过来的Xoff,立刻停止发送;反之,如接收到B设备发送过来的Xon,则恢复发送数据给B设备。同理,B设备也类似,从而实现收发双方的速度匹配。


http://chatgpt.dhexx.cn/article/qW8AvgP8.shtml

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