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RS232引脚和标准DB9接口使用详解

rs-232

下面是典型的 9 针 RS232引脚排列,这种连接器类型也称为 DB-9 连接器。

公母头

计算机的 COM 端口 (DTE) 通常是公头,连接到此端口的任何外围设备通常都有母头连接器 (DCE)。

DTE—DCE

Pin 信号 信号方向 描述
1 DCD IN 载波检测
2 RXD IN 接收数据
3 TXD OUT Transmit Data 发射数据
4 DTR OUT Data Terminal Ready 数据终端准备好
5 GND 接地
6 DSR IN Data Set Ready 数据准备好
7 RTS OUT Request To Send 请求发送, RTS/CTS流量控制
8 CTS IN Clear To Send 清除发送, RTS/CTS流量控制
9 RI IN Ring Indicator 振铃提示

什么是RS232

RS232是电信标准协议之一,用于数据的串行通信。它基本上是在数据终端设备 (DTE)(例如文件服务器、路由器和应用程序服务器(例如调制解调器))之间连接信号的协议。

该标准定义了信号的电气特性和重要时序以及连接器的物理尺寸特定。 RS232 标准主要用于计算机端口。它涉及两种类型的通信,串行和并行。

RS232的电气特性

电气特性是指根据电压水平、信号变化率和线路电阻的规格。

电压水平

RS232 被称为 TTL 逻辑,因此 RS232 使用 TTL 特定的 5V 和 GND 逻辑电平。在这个逻辑中,“1”的范围从 -15 伏到 -3 伏,而逻辑“0”的范围从 +3 伏到 +15 伏,这意味着逻辑“1”是低电压,逻辑“0”是高电压。通常逻辑“0”约为+12伏,逻辑“1”约为-12伏。电压相对于“GND”,一个公共接地引脚。介于 -3V 和 +3V 之间的电压称为未确定的逻辑状态。逻辑“1”也称为标记,逻辑“0”称为间距。

转换速率

最重要的特征之一是信号电平变化的速率,称为转换速率。在 RS232 中,最大压摆率始终保持在 30V/µs。由于标准的这些限制,它有助于减少与其他信号的串扰。RS232的最高传输速率 20kbps。

通讯

RS-232标准只允许一对一通信,支持双向传输,全双工。

线路阻抗

线路阻抗是 DTE 和 DCE 线之间的电阻,大概是 3Ω 到 7Ω。根据 RS232 标准,有两种不同长度的电缆。 较早的RS232 标准定义电缆的最大长度为 15 米,而修订后的标准规定了与电缆单位长度容量决定最大长度。

工作原理

在 RS232 标准设备中,一根导线传输变化的电压,另一根导线接地,因为导线具有单端。由驱动器和接收器电路的接地电压差异引起的噪声会影响单端信号。 RS232 标准中的信息或数据仅通过一条数据线在一个方向上串行传输。为了结合双向通信,需要三根线(RX、TX 和 GND)以及控制信号。任何时候都可以传递一个字节的信息,因为前一个字节的数据已经被传输了。

RS232 严格遵循异步通信协议,即没有时钟信号来同步发送方和接收方。因此,它需要开始位和停止位来通知接收器何时检查数据。每个位的传输之间存在一定时间的延迟。此延迟是非活动状态意味着信号设置为 -12 伏或逻辑“1”,如前所述,逻辑 1 为 -12 伏,逻辑 0 为 RS232 中的 12 伏。

首先,发送器(即 DTE)向接收器(即 DCE)发送一个起始位,通知它数据传输从下一个位开始。我们始终将起始位保持为逻辑 0 或 +12 伏,接下来的 5 到 9 个字符是数据位。

如果使用奇偶校验位,则最多可以传输 8 位,如果不使用奇偶校验位,则可以传输 9 个数据位。成功发送数据后,发送器发送停止位,可以是 1 位、2 位或 5 位长。

由于 RS232 是一个完整的标准,许多制造商并没有遵循该标准。有的遵守完整的标识,有的仅部分遵循规范。

这是因为 RS232 标准实施的这种变化是并非所有设备和应用程序都需要 RS232 协议的完整规范和功能。例如,使用 RS2323 的串行模型可能需要比使用串行端口的串行鼠标更多的控制线。

局限性

  • 为了操作 RS232,发射器和接收器之间需要一个公共平台。这就是为什么在 RS232 协议中 DTE 和 DCE 之间使用短电缆的原因。
  • 如果波特率随着电缆长度的增加而增加,则很有可能串扰被电缆之间的电容所抑制。
  • 线路中的信号极易受到噪声的影响,噪声可以是内部的,也可以是外部的。
  • RS232 的电压电平不适应现代的 TTL 系统。为此,需要一个外部电平转换器。
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