RS232通信協(xié)議

1、RS-232-CRS-232-C是美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA（Electronic Industry Association）制定的一種串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)。RS是英文􀂳推薦標(biāo)準(zhǔn)􀂴的縮寫，232為標(biāo)識(shí)號(hào)，C表示修改次數(shù)。RS-232-C總線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)有25條信號(hào)線，包括一個(gè)主通道和一個(gè)輔助通道。在多數(shù)情況下主要使用主通道，對于一般雙工通信，僅需幾條信號(hào)線就可實(shí)現(xiàn)，如一條發(fā)送線、一條接收線及一條地線。RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸速率為50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，

2、69217;動(dòng)器允許有2500pF的電容負(fù)載，通信距離將受此電容限制，例如，采用150pF/m的通信電纜時(shí)，最大通信距離為15m；若每米電纜的電容量減小，通信距離可以增加。傳輸距離短的另一原因是RS-232屬單端信號(hào)傳送，存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問題，因此一般用于20m以內(nèi)的通信。EIA RS-232C 接口標(biāo)準(zhǔn)串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過使用和發(fā)展，目前已經(jīng)有幾種。但都是在RS-232標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上經(jīng)過改進(jìn)而形成的。所以，以RS-232C為主來討論。RS-232C標(biāo)準(zhǔn)是美國EIA（電子工業(yè)聯(lián)合會(huì)）與BELL等公司一起開發(fā)的1969年公布的通信協(xié)議。它適合于數(shù)據(jù)傳輸速率在020000b/s范圍內(nèi)

3、的通信。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對串行通信接口的有關(guān)問題，如信號(hào)線功能、電器特性都作了明確規(guī)定。由于通信設(shè)備廠商都生產(chǎn)與RS-232C制式兼容的通信設(shè)備，因此，它作為一種標(biāo)準(zhǔn)，目前已在微機(jī)通信接口中廣泛采用。在討論RS-232C接口標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容之前，先說明兩點(diǎn)：編輯本段遠(yuǎn)程􄙊信連接數(shù)據(jù)終端首先，RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)最初是遠(yuǎn)程通信連接數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE(Data Terminal Equipment）與數(shù)據(jù)通信設(shè)備DCE（Data Communication Equipment）而制定的。因此這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的制定，并未考慮計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用要求。但目前它又廣泛地被借來用于計(jì)算機(jī)（更準(zhǔn)確的說，是計(jì)算機(jī)接口

4、）與終端或外設(shè)之間的近端連接標(biāo)準(zhǔn)。顯然，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的有些規(guī)定及和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是不一致的，甚至是相矛盾的。有了對這種背景的了解，我們對RS-232C標(biāo)準(zhǔn)與計(jì)算機(jī)不兼容的地方就不難理解了。􀂳發(fā)送􀂴和􀂳接收􀂴其次，RS-232C標(biāo)準(zhǔn)中所提到的“發(fā)送”和“接收”，都是站在DTE立場上，而不是站在DCE的立場來定義的。由于在計(jì)算機(jī)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，因此雙方都能發(fā)送和接收。􀀵􀀶-232C 標(biāo)準(zhǔn)（協(xié)􄇞）RS-232C 標(biāo)準(zhǔn)（協(xié)議）的全稱是 EI

5、A-RS-232C 標(biāo)準(zhǔn)，其中EIA (Electronic Industry Association）代表美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)，RS（recommended standard）代表推薦標(biāo)準(zhǔn)，232是標(biāo)識(shí)號(hào)，C代表RS232的最新一次修改（1969），在這之前，有RS232B、RS232A。它規(guī)定連接電纜和機(jī)械、電氣特性、信號(hào)功能及傳送過程。常用物理標(biāo)準(zhǔn)還有有EIA RS-422A、EIA RS-423A、EIA RS-485。這里只介紹EIA RS-232C（簡稱232，RS232）。例如，目前在IBM PC機(jī)上的COM1、COM2接口，就是RS-232C接口。1.電氣特性EIA-RS-232C

6、 對電器特性、邏輯電平和各種信號(hào)線功能都作了規(guī)定。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(hào)有效（接通，ON狀態(tài)，正電壓）=+3V+15V信號(hào)無效（斷開，OFF狀態(tài)，負(fù)電壓）=-3V-15V以上規(guī)定說明了RS-232C標(biāo)準(zhǔn)對邏輯電平的定義。對于數(shù)據(jù)（信息碼）：邏輯“1”（傳號(hào)）的電平低于-3V，邏輯“0”（空號(hào)）的電平􅄈于+3V；對于控制信號(hào)；接通狀態(tài)（ON）即信號(hào)有效的電平􅄈于+3V，斷開狀態(tài)（OFF）即信號(hào)無效的電平低于-3V，也就是當(dāng)傳輸電平的絕對值大

7、于3V時(shí)，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􅄈于+15V的電壓也認(rèn)為無意義，因此，實(shí)際工作時(shí)，應(yīng)保證電平在±（315）V之間。EIA RS-232C 與TTL轉(zhuǎn)換：EIA RS-232C 是用正負(fù)電壓來表示邏輯狀態(tài)，與TTL以􅄈低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因此，為了能夠同計(jì)算機(jī)接口或終端的TTL器件連接，必須在EIA RS-232C 與TTL電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換。實(shí)現(xiàn)這種變換的方法可用分立元件，也可用集成電路芯片。目前較為廣泛地使用集成電路轉(zhuǎn)換器件，如MC1488、SN75150芯片可完成TTL電平

8、到EIA電平的轉(zhuǎn)換，而MC1489、SN75154可實(shí)現(xiàn)EIA電平到TTL電平的轉(zhuǎn)換。MAX232芯片可完成TTL􀄺EIA雙向電平轉(zhuǎn)換。2、連接器的機(jī)械特性連接器：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。下面分別介紹兩種連接器。（1）DB-25：PC和XT機(jī)采用DB-25型連接器。DB-25連接器定義了25根信號(hào)線，分為4組：異步通信的9個(gè)電壓信號(hào)（含信號(hào)地SG）2，3，4，5，6，7，8，20，2220mA電流環(huán)信號(hào) 9個(gè)（12，13，14，15，16，17，19,23，24）空6個(gè)（

9、9，10，11，18，21，25）保護(hù)地（PE）1個(gè)，作為設(shè)備接地端（1腳）注意，20mA電流環(huán)信號(hào)僅IBM PC和IBM PC/XT機(jī)提供，至AT機(jī)及以后，已不支持。（2）DB-9：在AT機(jī)及以后，不支持20mA電流環(huán)接口，使用DB-9連接器，作為提供多功能I/O卡或主板上COM1和COM2兩個(gè)串行接口的連接器。它只提供異步通信的9個(gè)信號(hào)。DB-9型連接器的引腳分配與DB-25型引腳信號(hào)完全不同。因此，若與配接DB-25型連接器的DCE設(shè)備連接，必須使用專門的電纜線。電纜長度：在通信速率低于20kb/s時(shí)，RS-232C 所直接連接的最大物理距離為15m（50英尺）。最大直接傳輸距離說明：R

10、S-232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，若不使用MODEM，在碼元畸變小于4%的情況下，DTE和DCE之間最大傳輸距離為15m（50英尺）。可見這個(gè)最大的距離是在碼元畸變小于4%的前提下給出的。為了保證碼元畸變小于4%的要求，接口標(biāo)準(zhǔn)在電氣特性中規(guī)定，驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載電容應(yīng)小于2500pF。3、􀀵􀀶-232C 􂲴接口信號(hào)RS-232C 的功能特性定義了25芯標(biāo)準(zhǔn)連接器中的20根信號(hào)線，其中2條地線、4條數(shù)據(jù)線、11條控制線、3條定時(shí)信號(hào)線，剩下的5根線作備用或未定義。常用的只有10根，它們是：（􀀔）聯(lián)絡(luò)控制信號(hào)線：數(shù)據(jù)發(fā)送準(zhǔn)備好（Data se

11、t ready-DSR）有效時(shí)（ON）狀態(tài)，表明MODEM處于可以使用的狀態(tài)。數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好（Data terminal ready-DTR）有效時(shí)（ON）狀態(tài)，表明數(shù)據(jù)終端可以使用。這兩個(gè)信號(hào)有時(shí)連到電源上，一上電就立即有效。這兩個(gè)設(shè)備狀態(tài)信號(hào)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(jìn)行通信了，能否開始進(jìn)行通信要由下面的控制信號(hào)決定。請求發(fā)送（Request to send-RTS）用來表示DTE請求DCE發(fā)送數(shù)據(jù)，即當(dāng)終端準(zhǔn)備要接收MODEM傳來的數(shù)據(jù)時(shí)，使該信號(hào)有效（ON狀態(tài)），請求MODEM發(fā)送數(shù)據(jù)。它用來控制MODEM是否要進(jìn)入發(fā)送狀態(tài)。允許發(fā)送（Clear to send

12、-CTS）用來表示DCE準(zhǔn)備好接收DTE發(fā)來的數(shù)據(jù)，是與請求發(fā)送信號(hào)RTS相應(yīng)的信號(hào)。當(dāng)MODEM準(zhǔn)備好接收終端傳來的數(shù)據(jù)，并向前發(fā)送時(shí)，使該信號(hào)有效，通知終端開始沿發(fā)送數(shù)據(jù)線TxD發(fā)送數(shù)據(jù)。這對RTS/CTS請求應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)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(hào)，使其變􅄈。接收線信號(hào)檢出（Received Line detection-RLSD）用來表示DCE已接通通信鏈路，告知DTE準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。當(dāng)本地的MODEM收到由通信鏈路另一端（遠(yuǎn)地）的MODEM送來的載波信號(hào)時(shí)，使RLSD信號(hào)有效，

13、通知終端準(zhǔn)備接收，并且由MODEM將接收下來的載波信號(hào)解調(diào)成數(shù)字兩數(shù)據(jù)后，沿接收數(shù)據(jù)線RxD送到終端。此線也叫做數(shù)據(jù)載波檢出（Data Carrier dectection-DCD）線。振鈴指示（Ringing-RI）當(dāng)MODEM收到交換臺(tái)送來的振鈴呼叫信號(hào)時(shí)，使該信號(hào)有效（ON狀態(tài)），通知終端，已被呼叫。（􀀕）數(shù)據(jù)發(fā)􄘱與接收線：發(fā)送數(shù)據(jù)（Transmitted data-TxD）通過TxD終端將串行數(shù)據(jù)發(fā)送到MODEM，（DTE􀄺DCE）。接收數(shù)據(jù)（Received data-RxD）通過RxD線終端接收從MODEM發(fā)來的串行數(shù)據(jù)，（DC

14、E􀄺DTE）。（􀀖）地線 ：GND、Sig.GND保護(hù)地和信號(hào)地，無方向。上述控制信號(hào)線何時(shí)有效，何時(shí)無效的順序表示了接口信號(hào)的傳送過程。例如，只有當(dāng)DSR和DTR都處于有效（ON）狀態(tài)時(shí)，才能在DTE和DCE之間進(jìn)行傳送操作。若DTE要發(fā)送數(shù)據(jù)，則預(yù)先將DTR線置成有效（ON）狀態(tài)，等CTS線上收到有效（ON）狀態(tài)的回答后，才能在TxD線上發(fā)送串行數(shù)據(jù)。這種順序的規(guī)定對半雙工的通信線路特別有用，因?yàn)榘腚p工的通信才能確定DCE已由接收方向改為發(fā)送方向，這時(shí)線路才能開始發(fā)送。2個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)：發(fā)送TXD；接收RXD。1個(gè)信號(hào)地線：SG。6個(gè)控制信號(hào)：DSR數(shù)傳發(fā)送

15、準(zhǔn)備好，Data Set Ready。DTR數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好，Data Terminal Ready。RTSDTE請求DCE發(fā)送（Request To Send）。CTSDCE允許DTE發(fā)送（Clear To Send），該信號(hào)是對RTS信號(hào)的回答。DCD數(shù)據(jù)載波檢測（Data Carrier Detection），當(dāng)本地DCE設(shè)備（Modem）收到對方的DCE設(shè)備送來的載波信號(hào)時(shí)，使DCD有效，通知DTE準(zhǔn)備接收， 并且由DCE將接收到的載波信號(hào)解調(diào)為數(shù)字信號(hào)， 經(jīng)RXD線送給DTE。RI振鈴信號(hào)（Ringing），當(dāng)DCE收到對方的DCE設(shè)備送來的振鈴呼叫信號(hào)時(shí)，使該信號(hào)有效，通知DTE已被

16、呼叫。4、􀀵􀀶-232的接􃓯在工程當(dāng)中經(jīng)常會(huì)用到232口，一般是圓頭8針與D型9針兩種串口。在一定的條件下，必須要自己制作一個(gè)相應(yīng)的"圓頭或者是D型的"232串口。RS232C串口通信接線方法（三線制）首先，串口傳輸數(shù)據(jù)只要有接收數(shù)據(jù)針腳和發(fā)送針腳就能實(shí)現(xiàn)：同一個(gè)串口的接收腳和發(fā)送腳直接用線相連，兩個(gè)串口相連或一個(gè)串口和多個(gè)串口相連同一個(gè)串口的接收腳和發(fā)送腳直接用線相連對9針串口和25針串口，均是2與3直接相連；兩個(gè)不同串口（不論是同一臺(tái)計(jì)算機(jī)的兩個(gè)串口或分別是不同計(jì)算機(jī)的串口）DB9-DB92-3,3-2,5-5DB2

17、5-DB252-3,3-2,7-7DB9-DB252-2,3-3,5-7上面是對微機(jī)標(biāo)準(zhǔn)串行口而言的，還有許多非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，如接收GPS數(shù)據(jù)或電子羅盤數(shù)據(jù)，只要記住一個(gè)原則：接收數(shù)據(jù)針腳（或線）與發(fā)送數(shù)據(jù)針腳（或線）相連，彼此交叉，信號(hào)地對應(yīng)相接。8針圓形串口接線：2"邏輯地"，4"TXD",7"RXD"。9針D型串口：2"RXD"，3"TXD"，5"邏輯地"。􀀵􀀶-232-􀀵􀀶-485RS-485總線，在

18、要求通信距離為幾十米到上千米時(shí)，廣泛采用RS-485 串行總線RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發(fā)器具有􅄈靈敏度，能檢測低至200􀁐V的電壓，故傳輸信號(hào)能在千米以外得到恢復(fù)。RS-485采用半雙工工作方式，任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路須由使能信號(hào)加以控制。RS-485用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方便，可以省掉許多信號(hào)線。應(yīng)用RS-485 可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)，其允許最多并聯(lián)32臺(tái)驅(qū)動(dòng)器和32臺(tái)接收器。􀀵􀀶-232-􀀵􀀶-422接口RS-4

19、22的電氣性能與RS-485完全一樣。主要的區(qū)別在于：RS-422有4根信號(hào)線：兩根發(fā)送（Y、Z）、兩根接收（A、B）。由于RS-422的收與發(fā)是分開的所以可以同時(shí)收和發(fā)（全雙工）。RS-485有2根信號(hào)線：發(fā)送和接收都是A和B。由于RS-485的收與發(fā)是共用兩根線所以不能夠同時(shí)收和發(fā)（半雙工）。25芯􄪸轉(zhuǎn)換為9芯􄪸25芯接口 9芯接口23324758667581204229􀀵􀀶-232-􀀵􀀶-232C接口定義（25􃣟）針腳 定義 符號(hào)1 􄻁蔽地線2 發(fā)送數(shù)據(jù) TXD3 接收數(shù)據(jù) RXD4 發(fā)送請求RTS5 發(fā)送清除 CTS6 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好 DSR7 信號(hào)地 SG8 載波檢測 DCD9 發(fā)送返回（+)10 未定義11 數(shù)據(jù)發(fā)送（-)12􀁡17 未定義18 數(shù)據(jù)接收（+)19 未定義20 數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好 DTR21 未定義22 振鈴 RI23􀁡24 未定義25 接收返回（-)Pin 1 Protective GroundPin 2 Transmit DataPin 3 Received DataPin 4 Request To SendPin 5 Clear To Send