RS-232C標(biāo)準(zhǔn)(協(xié)議)的全稱是EIA-RS-232C標(biāo)準(zhǔn),定義是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備(DCE)之間串行二進制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”。它是在1970年由美國電子工業(yè)協(xié)會(EIA)聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠家及計算機終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)。其中EIA(Electronic Industry Association)代表美國電子工業(yè)協(xié)會,RS(Recommended standard)代表推薦標(biāo)準(zhǔn),232是標(biāo)識號,C代表RS232的最新一次修改。
1、RS-232C接口引腳定義
由于RS-232C并未定義連接器的物理特性,因此,出現(xiàn)了DB-25、DB-15和DB-9各種類型的連接器,其引腳的定義也各不相同。下面是常用的DB-25和DB-9連接器接口圖:
圖3 DB25 和DB9引腳圖
舊制JIS名稱 |
新制JIS名稱 |
全 稱 |
說 明 |
FG |
SG |
Frame Ground |
連到機器的接地線 |
TXD |
SD |
Transmitted Data |
數(shù)據(jù)輸出線 |
RXD |
RD |
Received Data |
數(shù)據(jù)輸入線 |
RTS |
RS |
Request to Send |
要求發(fā)送數(shù)據(jù) |
CTS |
CS |
Clear to Send |
回應(yīng)對方發(fā)送的RTS的發(fā)送許可,告訴對方可以發(fā)送 |
DSR |
DR |
Data Set Ready |
告知本機在待命狀態(tài) |
DTR |
ER |
Data Terminal Ready |
告知數(shù)據(jù)終端處于待命狀態(tài) |
CD |
CD |
Carrier Detect |
載波檢出,用以確認是否收到Modem的載波 |
SG |
SG |
Signal Ground |
信號線的接地線(嚴(yán)格的說是信號線的零標(biāo)準(zhǔn)線) |
• RS-232C規(guī)標(biāo)準(zhǔn)接口有25條線,4條數(shù)據(jù)線、11條控制線、3條定時線、7條備用和未定義線,常用的只有9根,它們是:
(1)、狀態(tài)線:
數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒(Data set ready-DSR)——有效時(ON)狀態(tài),表明數(shù)據(jù)通信設(shè)備可以使用。(DCE->DTE)
數(shù)據(jù)終端就緒(Data set ready-DTR)——有效時(ON)狀態(tài),表明數(shù)據(jù)終端設(shè)備可以使用。(DTE->DCE)
這兩個信號有時連到電源上,上電就立即有效。
這兩個設(shè)備狀態(tài)信號有效,只表示設(shè)備本身可用,并不說明通信鏈路可以開始進行通信了,能否開始進行通信要由下面的控制信號決定。
(2)、聯(lián)絡(luò)線
請求發(fā)送(Request to send-RTS)——DTE準(zhǔn)備向DCE發(fā)送數(shù)據(jù),DTE使該信號有效(ON狀態(tài)),通知DCE要發(fā)送數(shù)據(jù)給DCE了。(DTE->DCE)
允許發(fā)送(Clear to send-CTS)——是對RTS的響應(yīng)信號。當(dāng)DCE已準(zhǔn)備好接收DTE傳來的數(shù)據(jù)時,使該信號有效,通知DTE開始發(fā)送數(shù)據(jù)。(DCE->DTE)
RTS/CTS請求應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號是用于半雙工MODEM系統(tǒng)中發(fā)送方式和接收方式之間的切換。在全雙工系統(tǒng)中,因配置雙向通道,故不需要RTS/CTS聯(lián)絡(luò)信號,使其變高。
(3)、數(shù)據(jù)線
發(fā)送數(shù)據(jù)(Transmitted data-TxD)——DTE發(fā)送數(shù)據(jù)到DCE。(DTE->DCE)
接收數(shù)據(jù)(Received data-RxD)——DCE發(fā)送數(shù)據(jù)到DTE (DCE->DTE)
(4)、地線
有兩根線SG、PG——信號地和保護地信號線。
(5)、其余
載波檢測( Carrier Detection-CD)——用來表示DCE已接通通信鏈路,告知DTE準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。(DCE->DTE)
振鈴指示(Ringing-RI)——當(dāng)DCE收到交換臺送來的振鈴呼叫信號時,使該信號有效(ON狀態(tài)),通知DTE,已被呼叫。(DCE->DTE)
通常的應(yīng)用系統(tǒng)中,往往是CPU和I/O設(shè)備之間傳送信息,兩者都是DTE,比如PC和色溫計,PC和單片機之間的通信,雙方都能發(fā)送和接收,它們的連接只需要使用三根線即可,即RXD,TXD和GND,連接方式見圖4。
圖4 “三線連接法”
2、RS-232C的電氣特性
(1)邏輯電平
在TXD和RXD上:
邏輯1(MARK)=-3V~-15V
邏輯0(SPACE)=+3~+15V
在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上:
信號有效(接通,ON狀態(tài),正電壓)=+3V~+15V
信號無效(斷開,OFF狀態(tài),負電壓)=-3V~-15V
由以上定義可以看出,信號無效的電平低于-3V,也就是當(dāng)傳輸電平的絕對值大于3V時,電路可以有效地檢查出來,介于-3~+3V之間的電壓無意義,低于-15V或高于+15V的電壓也認為無意義,因此,實際工作時,應(yīng)保證電平的絕對值在(3~15)V之間。
當(dāng)計算機和TTL電平的設(shè)備通信時,如計算機和單片機通信時,需要使用RS-232C/TTL 電平轉(zhuǎn)換器件,常用的有MAX232。
(2)傳輸距離
由RS-232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在碼元畸變小于4%的情況下,傳輸電纜長度應(yīng)為15m,其實這個4%的碼元畸變是很保守的,在實際應(yīng)用中,約有99%的用戶是按碼元畸變10-20%的范圍工作的,所以實際使用中最大距離會遠超過15m。
3、 RS-232C的不足之處
由于RS-232C接口標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)較早,難免有不足之處,主要有以下四點:
(1)接口的信號電平值較高,易損壞接口電路的芯片,又因為與TTL 電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL電路連接。
(2)傳輸速率較低,在異步傳輸時,波特率最大為19200bps。
(3)接口使用一根信號線和一根信號返回線而構(gòu)成共地的傳輸形式, 這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾,所以抗噪聲干擾性弱。
(4)傳輸距離有限,實際最大傳輸距離只有50米左右.