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RS-232概述

RS-232標(biāo)準(zhǔn)接口（又稱EIARS-232）是常用的串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)之一，它是由美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)（Electronic IndustryAssociation，EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)公司、調(diào)制解調(diào)器廠家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠家于1970年共同制定，其全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE）之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用一個(gè)25個(gè)腳的DB-25連接器，對連接器的每個(gè)引腳的信號內(nèi)容加以規(guī)定，還對各種信號的電平加以規(guī)定。后來IBM的PC機(jī)將RS-232的DB-25連接器簡化成了DB-9連接器，從而成為事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。而工業(yè)控制的RS-232接口一般只使用TXD、RXD、GND三條線。

DB-9連接器

DB-9連接器分為公頭和母頭。來認(rèn)識(shí)一下，下圖是其中一種的DB-9連接器實(shí)物圖。

DB-9連接器的引腳定義詳見下面的圖片和表格。

串口通信時(shí)主要用到的是2、3、5引腳。在嵌入式開發(fā)中主要用到串口通信功能，因此，本文主要介紹RS-232作為串口通信的使用方法。

DB-9連接方式

公母頭連接方式分為三種：公對母，公對公，母對母。這3種連接線都有直連線和交叉線，所以總共有6種連接方式。

什么是直連線和交叉線？

直連線：2對2，3對3，5對5；交叉線：2對3，3對2，5對5。

為什么會(huì)出現(xiàn)直連線和交叉線呢？

這里有個(gè)知識(shí)點(diǎn)，即通信的前提條件：RXD接TXD、TXD接RXD。

標(biāo)準(zhǔn)的DB-9定義是2腳為RXD，3腳為TXD。在設(shè)計(jì)電路的時(shí)候，有些人為了用直連線，于是就將2腳接TXD，3腳接RXD。

在電路設(shè)計(jì)時(shí)，如果不將收發(fā)引腳與標(biāo)準(zhǔn)引腳定義反接，就得用交叉線。一般情況下：兩母頭是交叉線，一公一母是直連線。

測試串口線好壞的方式

1、用萬用表測量連通性

測量時(shí)，直連線為2/3/5對應(yīng)2/3/5；交叉線為2對3，3對2，5對5進(jìn)行測量（即交叉串口一頭的2量另一頭的3）。若導(dǎo)通，則引腳連接良好；若不導(dǎo)通，則引腳連接存在問題。

Tips：測量母頭，需要將萬用表探針插入引腳洞中，因?yàn)槿f用表測量探針比較粗，所以需要在萬用表探針上焊接上兩個(gè)比較細(xì)的金屬針以便于測量母頭。

2、用串口助手測量收發(fā)功能

在串口收發(fā)功能已實(shí)現(xiàn)的情況下，短接DB-9的2/3腳，并用串口助手發(fā)送數(shù)據(jù)。連接如果沒有問題，即可實(shí)現(xiàn)自發(fā)自收。

RS-232的電氣特性

電氣特性是指電壓水平、信號轉(zhuǎn)換速率和線路電阻的規(guī)格。

電壓水平

RS-232 被稱為TTL邏輯，因此 RS-232使用TTL特定的5V和GND邏輯電平。在這個(gè)邏輯中，“1”的范圍從-15伏到-3伏，而邏輯“0”的范圍從+3伏到+15伏。這意味著邏輯“1”是低電壓，邏輯“0”是高電壓。通常邏輯“0”約為+12伏，邏輯“1”約為-12伏。電壓相對于“GND”，一個(gè)公共接地引腳。介于-3V和+3V之間的電壓稱為未確定的邏輯狀態(tài)。

轉(zhuǎn)換速率

最重要的特征之一是信號電平變化的速率，稱為轉(zhuǎn)換速率。在RS-232中，最大壓擺率始終保持在30V/μs。由于標(biāo)準(zhǔn)的這些限制，它有助于減少與其他信號的串?dāng)_。RS-232的最高傳輸速率為20kbps。

通訊

RS-232標(biāo)準(zhǔn)只允許一對一通信，支持雙向傳輸，全雙工。

線路阻抗

線路阻抗是DTE和DCE線之間的電阻，大概是3Ω到7Ω。根據(jù)RS-232標(biāo)準(zhǔn)，有兩種不同長度的電纜。 較早的RS-232標(biāo)準(zhǔn)定義電纜的最大長度為15米，而修訂后的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了與電纜單位長度容量決定最大長度。

RS-232的工作原理

在 RS-232標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備中，一根導(dǎo)線傳輸變化的電壓，另一根導(dǎo)線接地，因?yàn)閷?dǎo)線具有單端。由驅(qū)動(dòng)器和接收器電路的接地電壓差異引起的噪聲會(huì)影響單端信號。 RS-232標(biāo)準(zhǔn)中的信息或數(shù)據(jù)僅通過一條數(shù)據(jù)線在一個(gè)方向上串行傳輸。為了結(jié)合雙向通信，需要三根線（RXD、TXD和GND）以及控制信號。

RS-232嚴(yán)格遵循異步通信協(xié)議，即沒有時(shí)鐘信號來同步發(fā)送方和接收方。因此，它需要開始位和停止位來通知接收器何時(shí)檢查數(shù)據(jù)。每個(gè)位的傳輸之間存在一定時(shí)間的延遲。此延遲是非活動(dòng)狀態(tài)意味著信號設(shè)置為-12伏或邏輯“1”，如前所述，邏輯1 為-12伏，邏輯 0 為RS-232中的12伏。

首先，發(fā)送器（即DTE）向接收器（即DCE）發(fā)送一個(gè)起始位，通知它數(shù)據(jù)傳輸從下一個(gè)位開始。我們始終將起始位保持為邏輯0 或+12伏，接下來的5到9個(gè)字符是數(shù)據(jù)位。

如果使用奇偶校驗(yàn)位，則最多可以傳輸8位，如果不使用奇偶校驗(yàn)位，則可以傳輸9個(gè)數(shù)據(jù)位。成功發(fā)送數(shù)據(jù)后，發(fā)送器發(fā)送停止位，可以是1位、2位或5位長。

由于RS-232是一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)，但許多制造商并沒有遵循該標(biāo)準(zhǔn)。有的遵守完整的標(biāo)識(shí)，有的僅部分遵循規(guī)范。這是因?yàn)镽S-232標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的這種變化是并非所有設(shè)備和應(yīng)用程序都需要RS-232協(xié)議的完整規(guī)范和功能。例如，使用RS-232的串行模型可能需要比使用串行端口的串行鼠標(biāo)更多的控制線。

RS-232的局限性

為了操作RS-232，發(fā)射器和接收器之間需要一個(gè)公共平臺(tái)。這就是為什么在RS-232協(xié)議中DTE和DCE之間使用短電纜的原因。

如果波特率隨著電纜長度的增加而增加，則很有可能串?dāng)_被電纜之間的電容所抑制。

線路中的信號極易受到噪聲的影響，噪聲可以是內(nèi)部的，也可以是外部的。

RS-232的電壓電平不適應(yīng)現(xiàn)代的TTL系統(tǒng)。為此，需要一個(gè)外部電平轉(zhuǎn)換器。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-436253.html