RS-232的开端规范主张将电缆长度约束在50 ft以内，关于≤20 000 b/s的数据传输速度，能够运用任何类型的电缆。

后来的规范是在接纳器规则了一个最大的电容2500 pF。这个数值包含了接纳器的电容、电缆中衔接器之间的动态电容以及导线与电缆屏蔽之间，或许在非屏蔽电缆中，导线和地线之间的电容。电容约束了回转速度，或许在输出切换的时分的电压改动速度。一个较高的电容导致一个较低的回转速度和较慢的跃迁。一个较高的电容还意味着一个电压改动需求更大的电流来对电容充电，因而驱动器总的电能耗费要更大一些。在导线之间的电容还能导致搅扰。假如想要运用一个超出了电容约束的衔接，或许依旧能够进行通讯，可是以更低的波特率。运用短电缆及相应的更小的电容，假如发送和接纳端硬件都支撑更高的速度，则能够比20 000 b/s更快的速度进行通讯。

5.1） 非屏蔽电缆

关于非屏蔽电缆，核算非屏蔽电缆的电缆长度的公式如下：

??电缆长度＝(2500—接纳器输入电容)／(电缆电容×1.5)?

? 电缆长度的单位是ft，输入电容的单位是pF，电缆电容的单位是pF／ft。

带状电缆的典型电容是15 pF／ft，假定接纳器的输人电容是100 pF，电缆最长能够到达106 ft((2500—100)／(15×1.5) )。一个单根非屏蔽双绞线的典型电容是12 pF／ft。依然假定输入电容为100 pF， 则最大电缆长度为133ft。

5.2） 屏蔽电缆

为电缆添加屏蔽缩短了最大长度，可是屏蔽有时关于阻挠噪声混入电缆或许从电缆中“溢出”是需求的。关于屏蔽的双绞线，主张将导线到导线电容乘以3以便把导线到屏蔽的电容考虑在内。

? 因而核算屏蔽导线的电缆长度的公式如下：

? 电缆长度＝(2500—接受器输入电容)／(电缆电容×3)

? 电缆长度的单位为ft，输入电容的单位是pF，电缆电容的单位是pF／ft。

这就将屏蔽双绞线电缆的最大长度削减到66 ft。

5.3） 双绞线

为了削减搅扰，能够对RS-232运用双绞线电缆和多个接地线。每一根信号线应和一个接地线绞在一同。

5.4） 电缆测验成果

RS-232-C规范规则，在码元畸变小于4%的状况下，传输电缆长度应为50 英尺（约15米），其实这个4%的码元畸变是很保存的，在实践运用中往往按码元畸变10-20%的规模作业的，所以最大间隔会远超越15米。

美国DEC公司曾在答应码元畸变为10%得出下面试验成果。其间1 号电缆为屏蔽电缆，型号为DECP. NO. 9107723，内有三对双绞线，每对由22# AWG 组成，其外覆以屏蔽网。2 号电缆为不带屏蔽的电缆。型号为DECP. NO. 9105856-04是22#AWG 的四芯电缆。DEC 公司的试验成果

波特率bps	1号电缆传输间隔（米）	2号电缆传输间隔（米）
110	1500	900
300	1500	900
1200	900	900
2400	300	150
4800	300	75
9600	75	75

6. 串口通讯功用的完结

单片机完结串口通讯一般运用UART接口或运用GPIO口仿照异步串行通讯数据格局，外加驱动芯片衔接RS-232口。

在PC机上一般直接调用Window API中的一系列规范的串口通讯函数，来完结异步串行通讯，操控RS-232口。一般常用VC++或VB来编程。常用的串口通讯函数：

CreatFile()函数：完结串口初始化并翻开串口;

ReadFile()函数：接纳串口传递过来的二进制流并回来数据到接纳缓冲区中

WriteFile()函数：把运用程序宣布的指令送到发送缓冲区以供串口接纳

1. 翻开串口

以下程序用于以同步办法翻开串口COM1;

HANDLE hCom;

DWORD dwErrorHcomm=”CreateFile”(“COM1”,GENERIC_READ|GENERIC_WRITE

,0, NULL,OPEN_EXISTING, 0, NULL);

if (hComm==(HANDLE)0Xffff)

{

dwError=GetLastError();

MessageBox(dwError);

}

2. 装备串口

装备串口是经过改动设备操控块DCB(Device Control Block)的成员变量值来完结的，程序完结如下:

DCB dcb

dcb.BaudRate=9600;//波特率为9600bps

dcb.ByteSize=8;//数据位8位

dcb.Parity=EVENPARTTY;//有校验

dcb.StopBits=ONESTOPRTT; //一个中止位

SetCommState(hCom，&dcb);

3. 数据读写

对串口进行读写与对文件进行读写所用的函数相同，详细为可选用查询、同步、异步或事情驱动等办法对串口进行读写所用函数如下所示:

bReadStatus=ReadFile(hCom,buffer,length,&length &m_lpOverlapped);

if(!bReadStatus)

{

if(GetLastError()=ERROR_IO_PENDING)

{

WaitForSingleObject(m_lpOverlapped,hEvent,1000);

return((char)length);

}

return 0;

}

//写入函数程序为:

bWriteStatus=WriteFile(hCom,buffer,length,&length,&m_lpOverlapped)

if(!bWriteStatus)

{

if(GetLastError()=ERROR_IO_PENDING)

{

WaitForSingleObject(m_lpOverlapped, hEvent,1000);

return((char)length);

}

return 0;

}

4. 程序的编制

用VC++进行程序的编制首要要对串口进行初始化，设定端口，通讯速率和校验办法，并在运用前翻开串口，程序部分如下:

{

Cdialog::OnInitDialog();//TOD Add extra initialization here

m_comm.SetCommPort(1);//挑选串口1

if(! m_comm.GetPortOpen())

m_comm.SetPortOpen(TRUE);//翻开串口1

m_comm.SetSettings(“9600,n,8,1”); //设置串口参数

m_comm.SetRThreshold(1);

m_comm.SetInputMode(1);//设置二进制方法

return TRUE;

}

除了串口的方位和根本串口参数(数据传输速率9600bps，1位开端位，8位数据位，1位中止位，一位奇偶校验)设置外，为了完结实时数据收集功用，接受数据的读写要尽或许的快速，则设置RTHreshold=1即接纳缓冲区收到一个字节发生OnComm事情InputLen=1每次读取一个字节。假如PC上位机在必定时刻内不能将数据处理完，接纳缓冲区会停留数据，数据会发生丢掉现象，咱们有必要对接受缓冲区进行恰当的设置。RS-232 的缺点及改善

由于RS-232规范开发较早，运用的是其时盛行的DTL技能，跟着技能的前进，越老越显显露其约束。

7.1）RS-232 的缺点

1）接口的信号为DTL电平，电压值较高，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（现在已开展到超越115.2 Kbps）。
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法，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（约15米），实践上也只能用在50米左右。　　　　
5）接口为1对1衔接

7.2）RS-422/485接口

为补偿其技能缺点，后来又在其基础上开展了其他一些串行接口规范，最常见的是422/485：

RS-422（EIA-422）：

规范全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”，收发都运用差分信号，为四线接口，还有一根信号地线（必定要接地，要求通讯两边的地电位差小于1V），共5根线（+发、-发、+收、-收、地），一般运用双绞线传输差分信号，因而有杰出的抗共模搅扰才干。选用独自的发送和接纳通道，为全双工办法，支撑点对多的双向通讯，答应在相同传输线上衔接多个接纳节点，最多可接10个节点，即一个主设备（Master）,其他为从设备（Salve），从设备之间不能通讯。

RS-422多节点构成网络。网络拓扑一般选用终端匹配的总线型结构,不支撑环形或星形网络。发送驱动器A、B之间的正电平在+2～+6V，是一个逻辑状况，负电平在-2～-6V，是另一个逻辑状况。接纳端A比B高200mV以上即以为是逻辑”1″，A 比B 低200mV 以上即以为是逻辑”0″。

接纳器输入阻抗为4k。RS-422需求一终接电阻，终接电阻接在传输电缆的最远端，要求其阻值约等于传输电缆的特性阻抗。在矩间隔传输时（一般在300米以下）可不需终接电阻。

RS-422的最大传输间隔为4000英尺（约1200米），最大传输速率为10Mb/s，其平衡双绞线的长度与传输速率成反比。在100kb/s速率以下，才或许到达最大传输间隔；只需在很短的间隔下才干获得最高速率传输，一般100米长的双绞线上所能获得的最大传输速率仅为1Mb/s。

RS-485（EIA-485）：

RS-485是从RS-422基础上开展而来的，许多电气规则与RS-422相仿，但一般选用二线办法，运用屏蔽双绞线，共有三条信号线（+A、-B、地），是半双工多点双向通讯，总线上可接到32个设备。

RS-485接纳器最小输入阻抗为12k。需求2个终接电阻，在传输线的两头，其阻值要求等于传输电缆的特性阻抗。

为了安全起见，主张通讯机器的外壳接大地。RS-422/485光隔转化器的一切外接电源的“地”有必要悉数连在一同但不要与核算机外壳地相连，由于电源“地”一同也是RS-485或 RS-422的信号“地”。当通讯间隔超越100米时主张最好运用光电阻隔的通讯接口转化器。RS-485 的国际规范并没有规则RS485 的接口衔接器规范。

7.3）RS-422/485的电缆长度：

在运用RS422/485接口时，关于特定的传输线径，从发生器到负载其数据信号传输所答应的最大电缆长度是数据信号速率的函数，这个长度数据首要是受信号失真及噪声等影响所约束。

下图所示的最大电缆长度与信号速率的联系曲线是运用24AWG铜芯双绞电话电缆（线径为0。51mm），线间旁路电容为52.5pF/m，终端负载电阻为100欧时所得出。（曲线引自GB11014-89附录A）。

由图中可知，当数据信号速率降低到90Kbit/S以下时，假定最大答应的信号丢失为6dBV时，则电缆长度被约束在1200M。实践上，图中的曲线是很保存的，在实用时是完全能够获得比它大的电缆长度。当运用不同线径的电缆。则获得的最大电缆长度是不相同的。例如： 当数据信号速率为600Kbit/S时，选用24AWG电缆，由图可知最大电缆长度是200m，若选用19AWG电缆（线径为0.91mm）则电缆长度将能够大于200m；若选用28AWG电缆（线径为0.32mm）则电缆长度只能小于200m。RS-485的远间隔通讯主张选用屏蔽电缆，而且将屏蔽层作为地线。
7.4）RS-422/485接口与RS-232比照的优势：

1）逻辑“1”以两线A、B间的电压差为+2～+6V表明，逻辑“0”以两线间的电压差为-2～-6V 表明，电平与TTL电平兼容，可便利与TTL电路衔接。
2）数据最高传输速率为10Mbps
3）接口是选用平衡驱动器和差分接纳器的组合，抗共模干才干增强，即抗噪声搅扰性好。　　　　
4）接口的最大传输间隔规范值为1200米（9600bps时），实践上可达3000米

5）接口可为总线办法，答应衔接多达128个收发器，具有多站才干，可便利地建立起设备网络。

尽管RS-422/485接口有如此对的优势，但RS-232仍是最遍及运用的串行通讯接口规范，这或许与PC机的遍及运用分不开，而RS-422/485往往只约束在一些特别场合，首要是工业操控方面，比方需求总线式衔接多个设备或需求长间隔、高速度传输的当地，而且也往往运用RS-232转RS-422/485接口完结。

3.RS-232的互连

假如需求衔接不同类型的衔接器，能够运用不同装备的适配器和电缆，或许自己制作适配器和电缆。一切的RS-232输出和输入有必要能够接受任何其他RS-232信号，包含接地信号的短路而不受损坏。

4.1） 直连

在衔接的两头都有相同类型的衔接器的时分，要衔接DTE和DCE，电缆可直接衔接对应的每一根导线，引脚1到引脚1，引脚2到引脚2等等。

4.2）9到25针直连

假如衔接一个9针和一个25针的衔接器，运用如图所示的9到25针（或相反）的适配器。

4.3）全握手衔接（交互衔接）

DTE与DTE之间衔接，答应硬件握手，常用于核算机之间的互连。数据和握手信号输出衔接到它们在另一台设备上的相应的输入 。

4.4）循环回送衔接

在一个循环回送衔接中，握手信号输出循环回送给本身设备的相应输入，这在一台设备要求有握手信号而另一台不供给握手信号的时分就很有用途。如图所示：

数据线正常衔接，可是握手信号输出循环回送到它们相应的输入，RTS、CTS、DSR和CD衔接到一同。在这种办法下，不管什么时分只需DTE声明晰RTS，也会呈现DCE声明CTS、DSR和CD。一个改动是衔接RTS和CTS，以及将DTR衔接到DSR和CD。可是，运用这种类型的衔接假如接纳设备不能跟上发送速度就会导致数据过错。

4.5）不运用硬件握手衔接

3根导线衔接。衔接交流RD和TD线，因而每个TD衔接到对应的RD。如图所示。

4.6）串行打印机衔接

串行打印机一般装备成DTE，因而TD和RD 有必要在衔接到一台PC机的时分交流。别的，许多打印机运用DTR作为握手信号，而有的PC软件假定CTS为握手信号。呈现这种状况，电缆或许一个适配器有必要将这台打印机的DTR，而不是RTS，衔接到PC机的CTS。

4.7）串口测验常用的环回办法

3.RS-232接口的信号

现在的RS-232接口常用于异步（Asynchronous）串行通讯，实践上也能够用于同步（Synchronous）串行通讯。

3.1）RS-232接口信号引脚及界说

数据传输别离运用PIN2和PIN3，DSR指示DCE（如MODEM）已发动，而DTR指示DTE（如核算机）已发动，DCD指示远端MODEM已接纳到杰出的载波信号。

DTE宣布的RTS和DCE宣布的CTS 用于操控。在大都异步传输办法下，RTS和CTS 在通讯过程中坚持不变。然而在DTE衔接在多点传输线上时，RTS用来翻开和封闭MODEM的载波，由于多点传输线上在某个时刻只能有一个发送者，以使多终端共用一对电话线。 每逢一个DTE要发送数据，就使RTS有用， MODEM所以宣布载波，一般要等候几毫秒使载波安稳，然后使CTS有用。DTE在收到CTS后开端发送数据。当DTE完结发送数据，就使RTS无效，MODEM所以使CTS无效并封闭载波。

时钟信号(PIN15、17和24) 仅用于同步通讯（synchronous communications）。MODEM从数据码流中取出安稳的时钟信号并发给DTE。留意，即便波特率相一同，发送和接纳的时钟信号也不必定相同。

RS232 DB25

3.2）PC机常用的RS-232接口信号引脚及界说

IBM制作PC 机时将RS-232 简化成了DB-9衔接器，后来成为事实规范。

老式的PC 机有些带有DB-25针插座的串口衔接器（一般为COM2），为公头插座（或称MALE），这与常见的DB-25的并口衔接器不同，DB-25的并口运用25 芯孔插座（也称为母头或FEMALE）。

3.3）信号电平及电平转化

在RS-232-C中任何一条信号线的电压均为负逻辑联系。即：逻辑“1” 为-5—-15V；逻辑“0”为+5—+15V。噪声容限为2V，即要求接纳器能辨认低至+3V的信号作为逻辑“0”，高到-3V的信号作为逻辑“1”。+3V到-3V之间称为死区，为反抗线路噪声的搅扰。但不同的设备有或许运用不同的电平门限，比方CCITT V.10 界说死区为+0.3V to -0.3V。也有的接纳机把门限设为1V或更低。

逻辑“1”表明 “idle” 状况（也称OFF或MARK），逻辑“0”表明”active”状况（也称ON或SPACE）。

这种信号办法源于其时首要运用的DTL电平，与现在数字电路常用的TTL电平不同，不能直接相连，中心需求加电平转化电路。

RS-232-C规则了25条引线，实践中有许多是很少运用的，如PC 机一般只需9条引线，3条输出5条输入，因PC 机有+12V和-12V电源，常用的电平转化芯片为SN75185、GD75232等芯片，也有独自的驱动芯片MC1488、SN75188和接纳芯片MC1489、SN75189。而DCE（数据通讯设备）方有3条输入5条输出线，需运用对应驱动芯片SN75196、GD75323，但往往DCE只需5V单电源，这时一般运用内带电荷泵的芯片MAX207、SN65C3238、SN65C3243等， 乃至也有运用3.3V单电源的芯片。

一些状况下，设备与PC 机衔接的RS-232 接口，不运用操控信号，仅运用三条接口线RXD、TXD、GND（如单片机经过UART衔接PC 机），也只需单电源，运用内带电荷泵的单路收发芯片，MAXIM、TI、SIPEX、ST等公司都有这种芯片。

3.4）信号格局

RS-232最常运用异步串行传输，每个数据包含有7 或 8 bit数据位和开始位start，中止位stop, 校验位parity (可选用，也可用于指示位)。 传输数据的样值如图所示：开始位（低有用，一般在+3v到+15v之间），紧接着数据位（7或8 bit），校验位（依据协议选用），由中止位完毕（一般回来逻辑高，电压在-3v到-15v之间）。留意：RS-232运用负逻辑。

3.5）串口鼠标

前期PC机运用串口鼠标，以规范的RS-232-C 输出信号 (+-12V) 作为输入。鼠标取用RS-232-C的输出线的电流（大约10mA），并发送核算机RS-232-C接纳芯片能够辨认的电平信号。鼠标一般输出信号为+-5V或0-5V ，有些输出+-12V。鼠标电路一般运用+5V电压，一般从DTR和RTS线发生MCU运用的正电源，而负电源一般取自TD，典型的机械鼠标需求4只红外LED做移动检测，一般运用二极管从DTR和RTS线取电，然后经过电阻加到4只LED上。鼠标整体需求10 mA 电流，作业电压6-15V。

鼠标能够正常作业，RTS和DTR线有必要为正电压， DTR-DSR和RTS-CTS之间不要衔接。当DTR正常，鼠标要发一个包含字母”M” (ascii 77) 的字节来辨认本身。而冷发动后，RTS 一般设为负电压，这时需求把RTS转化为正，称为回转RTS。要完结RTS电压的回转，负脉冲宽度至少为100ms。

串口鼠标运用格局为1200bps, 7 data bits, 1 stop-bit，发送的数据包为3字节长度，每次鼠标状况改动（移动或按键的按压与开释） 都要向核算机发送数据。数据格局如下：

	bit7	bit6	bit5	bit4	bit3	bit2	bit1	bit0
byte1	X	1	LB	RB	Y7	Y6	X7	X6
byte2	X	0	X5	X4	X3	X2	X1	X0
byte3	X	0	Y5	Y4	Y3	Y2	Y1	Y0

字节1（byte1）首要宣布，然后是其他2个字节。字节1的bit6用做同步数据包。

LB是左键的状况（1表明按下），RB是右键的状况（1表明按下）；X7-X0表明从上次数据包宣布后沿X方向移动的间隔，Y7-Y0表明从上次数据包宣布后沿Y方向移动的间隔。

用X表明的位，在运用7 bits数据和2 bits中止位格局时为0；而运用8 bits数据和1 bits中止位格局时为1 。最安全的办法是运用7 bits数据和1 bits中止位的接纳格局。

3.6）信号规范表