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RS232 协议简介

RS-232是个人计算机上的通讯接口之一,由电子工业协会(ElectronicIndustriesAssociation,EIA)所制定的异步传输标准接口。通常RS-2…

RS-232是个人计算机上的通讯接口之一,由电子工业协会(Electronic Industries Association,EIA) 所拟定的异步传输规范接口。一般 RS-232 接口以9个接脚 (DB-9) 或是25个接脚 (DB-25) 的型态呈现,一般个人计算机上会有两组 RS-232 接口,别离称为 COM1 和 COM2。

RS-232-C

RS-232-C是美国电子工业协会EIA(Electronic Industry Association)拟定的一种串行物理接口规范。RS是英文“引荐规范”的缩写,232为标识号,C标明修正次数。RS-232-C总线规范设有25条信号线,包含一个主通道和一个辅佐通道。在大都情况下首要运用主通道,关于一般双工通讯,仅需几条信号线就可完结,如一条发送线、一条接纳线及一条地线。

RS-232-C规范规则的数据传输速率为每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。

RS-232-C规范规则,驱动器答应有2500pF的电容负载,通讯间隔将受此电容约束,例如,选用150pF/m的通讯电缆时,最大通讯间隔为15m;若每米电缆的电容量减小,通讯间隔能够添加。传输间隔短的另一原因是RS-232属单端信号传送,存在共地噪声和不能抑制共模搅扰等问题,因而一般用于20m以内的通讯。

串行通讯接口规范经过运用和开展,现在已经有几种。但都是在RS-232规范的基础上经过改从而构成的。所以,以RS-232C为主来评论。RS-323C规范是美国EIA(电子工业联合会)与BELL等公司一同开发的1969年发布的通讯协议。它适合于数据传输速率在0~20000b/s范围内的通讯。这个规范对串行通讯接口的有关问题,如信号线功用、电器特性都作了明确规则。由于通行设备厂商都出产与RS-232C制式兼容的通讯设备,因而,它作为一种规范,现在已在微机通讯接口中广泛选用。

在评论RS-232C接口规范的内容之前,先阐明两点:

首要,RS-232-C规范开端是长途通讯衔接数据终端设备DTE(Data Terminal Equipment)与数据通讯设备DCE(Data Communication Equipment)而拟定的。因而这个规范的拟定,并未考虑计算机体系的运用要求。但现在它又广泛地被借来用于计算机(更精确的说,是计算机接口)与终端或外设之间的近端衔接规范。明显,这个规范的有些规则及和计算机体系是不一致的,乃至是相对立的。有了对这种布景的了解,咱们对RS-232C规范与计算机不兼容的当地就不难理解了

其次,RS-232C规范中所说到的“发送”和“接纳”,都是站在DTE态度上,而不是站在DCE的态度来界说的。由于在计算机体系中,往往是CPU和I/O设备之间传送信息,两者都是DTE,因而两边都能发送和接纳。

一、RS-232-C

RS-232C规范(协议)的全称是EIA-RS-232C规范,其间EIA(Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会,RS(recommeded standard)代表引荐规范,232是标识号,C代表RS232的最新一次修正(1969),在这之前,有RS232B、RS232A。。它规则衔接电缆和机械、电气特性、信号功用及传送进程。常用物理规范还有有RS-232-C、RS-422-A、RS-423A、RS-485。 这儿只介绍RS-232-C(简称232,RS232)。 例如,现在在IBM PC机上的COM1、COM2接口,便是RS-232C接口。

1.电气特性

EIA-RS-232C对电器特性、逻辑电平缓各种信号线功用都作了规则。

在TxD和RxD上:逻辑1(MARK)=-3V~-15V

逻辑0(SPACE)=+3~+15V

在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等操控线上:

信号有用(接通,ON状况,正电压)=+3V~+15V

信号无效(断开,OFF状况,负电压)=-3V~-15V

以上规则阐明晰RS-323C规范对逻辑电平的界说。关于数据(信息码):逻辑“1”(传号)的电平低于-3V,逻辑“0”(空号)的电平高于+3V;关于操控信号;接通状况(ON)即信号有用的电平高于+3V,断开状况(OFF)即信号无效的电平低于-3V,也便是当传输电平的绝对值大于3V时,电路能够有用地查看出来,介于-3~+3V之间的电压无意义,低于-15V或高于+15V的电压也以为无意义,因而,实际工作时,应确保电平在±(3~15)V之间。

EIA-RS-232C与TTL转化:EIA-RS-232C是用正负电压来标明逻辑状况,与TTL以凹凸电平标明逻辑状况的规则不同。因而,为了能够同计算机接口或终端的TTL器材衔接,有必要在EIA-RS-232C与TTL电路之间进行电平缓逻辑关系的改换。完结这种改换的办法可用分立元件,也可用集成电路芯片。现在较为广泛地运用集成电路转化器材,如MC1488、SN75150芯片可完结TTL电平到EIA电平的转化,而MC1489、SN75154可完结EIA电平到TTL电平的转化。MAX232芯片可完结TTL←→EIA双向电平转化。

2、衔接器的机械特性:

衔接器:由于RS-232C并未界说衔接器的物理特性,因而,呈现了DB-25、DB-15和DB-9各种类型的衔接器,其引脚的界说也各不相同。下面别离介绍两种衔接器。

(1)DB-25: PC和XT机选用DB-25型衔接器。DB-25衔接器界说了25根信号线,分为4组:

①异步通讯的9个电压信号(含信号地SG)2,3,4,5,6,7,8,20,22

②20mA电流环信号 9个(12,13,14,15,16,17,19,23,24)

③空6个(9,10,11,18,21,25)

④保护地(PE)1个,作为设备接地端(1脚)

DB-25型衔接器的外形及信号线分配如图3所示。留意,20mA电流环信号仅IBM PC和IBM PC/XT机供给,至AT机及今后,已不支撑。

(2)DB-9衔接器

在AT机及今后,不支撑20mA电流环接口,运用DB-9衔接器,作为供给多功用I/O卡或主板上COM1和COM2两个串行接口的衔接器。它只供给异步通讯的9个信号。DB-25型衔接器的引脚分配与DB-25型引脚信号彻底不同。因而,若与配接DB-25型衔接器的DCE设备衔接,有必要运用专门的电缆线。

电缆长度:在通讯速率低于20kb/s时,RS-232C所直接衔接的最大物理间隔为15m(50英尺)。

最大直接传输间隔阐明:RS-232C规范规则,若不运用MODEM,在码元畸变小于4%的情况下,DTE和DCE之间最大传输间隔为15m(50英尺)。可见这个最大的间隔是在码元畸变小于4%的前提下给出的。为了确保码元畸变小于4%的要求,接口规范在电气特性中规则,驱动器的负载电容应小于2500pF。

3、RS-232C的接口信号

RS-232C规规范接口有25条线,4条数据线、11条操控线、3条守时线、7条备用和未界说线,常用的只要9根,它们是

(1)联络操控信号线:

数据设备预备好(Data set ready-DSR)——有用时(ON)状况,标明MODEM处于能够运用的状况。

数据终端预备好(Data set ready-DTR)——有用时(ON)状况,标明数据终端能够运用。

这两个信号有时连到电源上,一上电就当即有用。这两个设备状况信号有用,只标明设备自身可用,并不阐明通讯链路能够开端进行通讯了,能否开端进行通讯要由下面的操控信号决议。

恳求发送(Request to send-RTS)——用来标明DTE恳求DCE发送数据,即当终端要发送数据时,使该信号有用(ON状况),向MODEM恳求发送。它用来操控MODEM是否要进入发送状况。

答应发送(Clear to send-CTS)——用来标明DCE预备好接纳DTE发来的数据,是对恳求发送信号RTS的呼应信号。当MODEM已预备好接纳终端传来的数据,并向前发送时,使该信号有用,告诉终端开端沿发送数据线TxD发送数据。

这对RTS/CTS恳求应对联络信号是用于半双工MODEM体系中发送方法和接纳方法之间的切换。在全双工体系中作发送方法和接纳方法之间的切换。在全双工体系中,因装备双向通道,故不需要RTS/CTS联络信号,使其变高。

接纳线信号检出(Received Line detection-RLSD)——用来标明DCE已接通通讯链路,奉告DTE预备接纳数据。当本地的MODEM收到由通讯链路另一端(远地)的MODEM送来的载波信号时,使RLSD信号有用,告诉终端预备接纳,而且由MODEM将接纳下来的载波信号解调成数字两数据后,沿接纳数据线RxD送到终端。此线也叫做数据载波检出(Data Carrier dectection-DCD)线。

振铃指示(Ringing-RI)——当MODEM收到交换台送来的振铃呼叫信号时,使该信号有用(ON状况),告诉终端,已被呼叫。

(2)数据发送与接纳线:

发送数据(Transmitted data-TxD)——经过TxD终端将串行数据发送到MODEM,(DTE→DCE)。

接纳数据(Received data-RxD)——经过RxD线终端接纳从MODEM发来的串行数据,(DCE→DTE)。

(3)地线

有两根线SG、PG——信号地和保护地信号线,无方向。

上述操控信号线何时有用,何时无效的次序标明晰接口信号的传送进程。例如,只要当DSR和DTR都处于有用(ON)状况时,才干在DTE和DCE之间进行传送操作。若DTE要发送数据,则预先将DTR线置成有用(ON)状况,等CTS线上收到有用(ON)状况的答复后,才干在TxD线上发送串行数据。这种次序的规则对半双工的通讯线路特别有用,由于半双工的通讯才干确认DCE已由接纳方向改为发送方向,这时线路才干开端发送。

2个数据信号:发送TXD;接纳RXD。

1个信号地线:SG。

6个操控信号:

数传机(即modem)预备好,Data Set Ready.

数据终端(DTE,即微机接口电路,如Intel8250/8251,16550)预备好,Data Terminal Ready。

DTE恳求DCE发送(Request To Send)。

DCE答应DTE发送(Clear To Send),该信号是对RTS信号的答复。

DCD数据载波检出,Data Carrier Detection当本地DCE设备(Modem)收到对方的DCE设备送来的载波信号时,使DCD有用,告诉DTE预备接纳, 而且由DCE将接纳到的载波信号解调为数字信号, 经RXD线送给DTE。

振铃信号 Ringing当DCE收到交换机送来的振铃呼叫信号时,使该信号有用,告诉DTE已被呼叫。

总结:RS-232数据接发方法为全双工,不过传输间隔较短,一般为15m,不能运用于数据传输间隔较长的体系中。

RS232缺陷:由于RS-232-C接口规范呈现较早,不免有不足之处,首要有以下四点:

(1) 接口的信号电平值较高,易损坏接口电路的芯片,又由于与TTL 电平不兼容故需运用电平转化电路方能与TTL电路衔接。

(2) 传输速率较低,在异步传输时,波特率为20Kbps。

(3) 接口运用一根信号线和一根信号回来线而构成共地的传输方式, 这种共地传输简单发生共模搅扰,所以抗噪声搅扰性弱。

(4) 传输间隔有限,最大传输间隔规范值为50英尺,实际上也只能用在50米左右。

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