串列通訊介面

RS232介面就是串口，電腦機箱後方的9芯插座，旁邊一般有 "|O|O|" 樣標識。一般機箱有兩個，新機箱有可能只有一個。筆記本電腦有可能沒有。有很多工業儀器將它作為標準通信埠。通信的內容與格式一般附在儀器的用戶說明書中。

計算機與計算機或計算機與終端之間的數據傳送可以採用串列通訊和并行通訊二種方式。由於串列通訊方式具有使用線路少、成本低，特別是在遠程傳輸時，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采 用。在串列通訊時，要求通訊雙方都採用一個標準介面，使不同 的設備可以方便地連接起來進行通訊。 RS-232-C介面（又稱 EIA RS-232-C）是目前最常用的一種串列通訊介面。它是在1970年由美國電子工業協會（EIA）聯合貝爾系統、數據機廠家及計算機終端生產廠家共同制定的用於串列通訊的標 准。它的全名是“數據終端設備（DTE）和數據通訊設備（DCE）之間 串列二進位數據交換介面技術標準”該標準規定採用一個25個腳的 DB25連接器，對連接器的每個引腳的信號內容加以規定，還對各種信 號的電平加以規定。

（1）介面的信號內容 實際上RS-232-C的25條引線中有許多是很少使用的，在計算機與終端通訊中一般只使用3-9條引線。RS-232-C最常用的9條引線的信號內容見附表1所示。

（2）介面的電氣特性 在RS-232-C中任何一條信號線的電壓均為負邏輯關係。即：邏 輯“1”，-5— -15V；邏輯“0” +5— +15V。雜訊容限為2V。即 要求接收器能識別低至+3V的信號作為邏輯“0”，高到-3V的信號 作為邏輯“1”

（3） 介面的物理結構 RS-232-C介面連接器一般使用型號為DB-25的25芯插頭座，通常插頭在DCE端，插座在DTE端. 一些設備與PC機連接的RS-232-C介面，因為不使用對方的傳送控制信號，只需三條介麵線，即“發送數據”、“接收數據”和“信號地”。所以採用DB-9的9芯插頭座，傳輸線採用屏蔽雙絞線。

（4）傳輸電纜長度 由RS-232C標準規定在碼元畸變小於4%的情況下，傳輸電纜長度應為50英尺，其實這個4%的碼元畸變是很保守的，在實際應用中，約有99%的用戶是按碼元畸變10-20%的範圍工作的，所以實際使用中最大距離會遠超過50英尺，美國DEC公司曾規定允許碼元畸變為10%而得出附表2 的實驗結果。其中1號電纜為屏蔽電纜，型號為DECP.NO.9107723 內有三對雙絞線，每對由22# AWG 組成，其外覆以屏蔽網。2號電纜為不帶屏蔽的電纜。型號為DECP.NO.9105856-04是22#AWG的四芯電纜。

1.RS-232-C是美國電子工業協會EIA（Electronic Industry Association）制定的一種串列物理介面標準。RS是英文“推薦標準”的縮寫，232為標識號，C表示修改次數。RS-232-C匯流排標準設有25條信號線，包括一個主通道和一個輔助通道，在多數情況下主要使用主通道，對於一般雙工通信，僅需幾條信號線就可實現，如一條發送線、一條接收線及一條地線。RS-232-C標準規定的數據傳輸速率為每秒50、75、 100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。RS-232-C標準規定，驅動器允許有2500pF的電容負載，通信距離將受此電容限制，例如，採用150pF/m的通信電纜時，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屬單端信號傳送，存在共地雜訊和不能抑制共模干擾等問題，因此一般用於20m以內的通信。

2.RS-485匯流排，在要求通信距離為幾十米到上千米時，廣泛採用RS-485 串列匯流排標準。RS-485採用平衡發送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上匯流排收發器具有高靈敏度，能檢測低至200mV的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復。

RS-485採用半雙工工作方式，任何時候只能有一點處於發送狀態，因此，發送電路須由使能信號加以控制。RS-485用於多點互連時非常方便，可以省掉許多信號線。應用RS-485 可以聯網構成分散式系統，其允許最多並聯32台驅動器和32台接收器。

以往，PC與智能設備通訊多藉助RS232、RS485、乙太網等方式，主要取決於設備的介面規範。但RS232、RS485隻能代表通訊的物理介質層和鏈路層，如果要實現數據的雙向訪問，就必須自己編寫通訊應用程序，但這種程序多數都不能符合 ISO/OSI的規範，只能實現較單一的功能，適用於單一設備類型，程序不具備通用性。在RS232或RS485設備聯成的設備網中，如果設備數量超過2台，就必須使用RS485做通訊介質，RS485網的設備間要想互通信息只有通過“主（Master）”設備中轉才能實現，這個主設備通常是PC，而這種設備網中只允許存在一個主設備，其餘全部是從（Slave）設備。而現場匯流排技術是以ISO/OSI模型為基礎的，具有完整的軟體支持系統，能夠解決匯流排控制、衝突檢測、鏈路維護等問題。... RS-232C介面標準詳解 串列通信介面標準經過使用和發展，目前已經有幾種。但都是在 RS-232標準的基礎上經過改進而形成的。所以，以RS-232C為主來討論。RS-323C標準是美國EIA(電子工業聯合會）與BELL等公司一起開發的1969年公布的通信協議。它適合於數據傳輸速率在0～20000b/s範圍內的通信。這個標準對串列通信介面的有關問題，如信號線功能、電器特性都作了明確規定。由於通行設備廠商都生產與RS-232C制式兼容的通信設備，因此，它作為一種標準，目前已在微機通信介面中廣泛採用。

在討論RS-232C介面標準的內容之前，先說明兩點：首先，RS-232-C標準最初是遠程通信連接數據終端設備DTE(Data Terminal Equipment)與數據通信設備DCE（Data Communication Equipment)而制定的。因此這個標準的制定，並未考慮計算機系統的應用要求。但目前它又廣泛地被借來用於計算機（更準確的說，是計算機介面）與終端或外設之間的近端連接標準。顯然，這個標準的有些規定及和計算機系統是不一致的，甚至是相矛盾的。有了對這種背景的了解，我們對RS-232C標準與計算機不兼容的地方就不難理解了。其次，RS-232C標準中所提到的“發送”和“接收”，都是站在DTE立場上，而不是站在DCE的立場來定義的。由於在計算機系統中，往往是CPU和I/O設備之間傳送信息，兩者都是DTE，因此雙方都能發送和接收。

RS-232C標準（協議）的全稱是EIA-RS-232C標準，其中EIA(Electronic Industry Association)代表美國電子工業協會，RS（ecommeded standard）代表推薦標準，232是標識號，C代表RS232的最新一次修改（1969），在這之前，有RS232B、RS232A。。它規定連接電纜和機械、電氣特性、信號功能及傳送過程。常用物理標準還有有EIA-RS-232-C、EIA-RS-422-A、EIA-RS-423A、EIA-RS-485。這裡只介紹EIA-RS-232-C（簡稱232，RS232）。例如，目前在IBM PC機上的COM1、COM2介面，就是RS-232C介面。 1.電氣特性 EIA-RS-232C對電器特性、邏輯電平和各種信號線功能都作了規定。

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：信號有效（接通，ON狀態，正電壓）=+3V～+15V 信號無效（斷開，OFF狀態，負電壓)=-3V～-15V 圖1 以上規定說明了RS-323C標準對邏輯電平的定義。對於數據（信息碼）：邏輯“1”（傳號）的電平低於-3V，邏輯“0”（空號）的電平告語+3V；對於控制信號；接通狀態（ON）即信號有效的電平高於+3V，斷開狀態(OFF)即信號無效的電平低於-3V，也就是當傳輸電平的絕對值大於3V時，電路可以有效地檢查出來，介於-3～+3V之間的電壓無意義，低於-15V或高於+15V的電壓也認為無意義，因此，實際工作時，應保證電平在±(3～15)V之間。

EIA-RS-232C與TTL轉換：EIA-RS-232C是用正負電壓來表示邏輯狀態，與TTL以高低電平表示邏輯狀態的規定不同。因此，為了能夠同計算機介面或終端的TTL器件連接，必須在EIA-RS-232C與TTL電路之間進行電平和邏輯關係的變換。實現這種變換的方法可用分立元件，也可用集成電路晶元。目前較為廣泛地使用集成電路轉換器件，如MC1488、SN75150晶元可完成TTL電平到EIA電平的轉換，而MC1489、SN75154可實現EIA電平到TTL電平的轉換。MAX232晶元可完成TTL←→EIA雙向電平轉換，圖1顯示了1488和1489的內部結構和引腳。MC1488的引腳(2)、(4,5)、(9,10)和(12,13)接TTL輸入。引腳3、6、8、11輸出端接EIA-RS-232C。MC1498的14的1、4、10、13腳接EIA輸入，而3、6、8、11腳接TTL輸出。具體連接方法如圖2所示。圖中的左邊是微機串列介面電路中的主晶元UART，它是TTL器件，右邊是EIA-RS-232C連接器，要求EIA高電壓。因此，RS-232C所有的輸出、輸入信號都要分別經過MC1488和MC1498轉換器，進行電平轉換后才能送到連接器上去或從連接器上送進來。

連接器的機械特性：

連接器：由於RS-232C並未定義連接器的物理特性，因此，出現了 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機採用DB-25型連接器。DB-25連接器定義了25根信號線，分為4組： ①非同步通信的9個電壓信號（含信號地SG）2，3，4，5，6，7，8，20，22 ②20mA電流環信號 9個（12，13，14，15，16，17，19,23，24） ③空6個（9，10，11，18，21，25） ④保護地（PE）1個，作為設備接地端（1腳） DB-25型連接器的外形及信號線分配如圖3所示。注意，20mA電流環信號僅IBM PC和IBM PC/XT機提供，至AT機及以後，已不支持。電纜長度：在通信速率低於20kb/s時，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：RS-232C標準規定，若不使用MODEM，在碼元畸變小於4%的情況下，DTE和DCE之間最大傳輸距離為15m（50英尺）。可見這個最大的距離是在碼元畸變小於4%的前提下給出的。為了保證碼元畸變小於4%的要求，介面標準在電氣特性中規定，驅動器的負載電容應小於2500pF。