RS232接口简介
1. RS232
RS-323C标准是美国EIA(电子工业联合会)与BELL等公司一起开发的1969年公布的通信协议。RS-232C标准(协议)的全称是EIA-RS-232C标准,其中EIA (Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会,RS(commended standard)代表推荐标准,232是标识号,C代表RS232的最新一次修改(1969)。它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。
1.1 电气特性
EIA-RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。
NOTE:
1、介于-3~+3V之间的电压无意义,低于-15V或高于+15V的电压也认为无意义,因此,实际工作时,应保证电平在±(3~15)V之间。
2、EIA-RS-232C与TTL转换:EIA-RS-232C是用正负电压来表示逻辑状态,与TTL以高低电平表示逻辑状态的规定不同。因此,为了能够同计算机接口或终端的TTL器件连接,必须在EIA-RS-232C与TTL电路之间进行电平和逻辑关系的变换。
1.2 连接器的机械特性
连接器:由于RS-232C并未定义连接器的物理特性,因此,出现了DB-25、DB-15和DB-9各种类型的连接器,其引脚的定义也各不相同。下面分别介绍两种连接器。
1.2.1 DB-25
PC和XT机采用DB-25型连接器。DB-25连接器定义了25根信号线,分为4组:
1.2.2 DB-9
在AT机及以后,不支持20mA电流环接口,使用DB-9连接器,作为提供多功能I/O卡或主板上COM1和COM2两个串行接口的连接器。它只提供异步通信的9个信号。
电缆长度:在通信速率低于20kb/s时,RS-232C所直接连接的最大物理距离为15m(50英尺)。
1.3 RS-232C的接口信号
RS-232C规标准接口有25条线,4条数据线、11条控制线、3条定时线、7条备用和未定义线,常用的只有9根,它们是:
1.3.1联络控制信号线:
1.3.2 数据发送与接收线
1.3.3 地线
有两根线SG、PG——信号地和保护地信号线,无方向。
1.3.4 NOTE:
1、DSR/DTR信号有时连到电源上,一上电就立即有效。这两个设备状态信号有效,只表示设备本身可用,并不说明通信链路可以开始进行通信了,能否开始进行通信要由其他的控制信号决定。
2、RTS/CTS请求应答联络信号是用于半双工MODEM系统中发送方式和接收方式之间的切换在全双工系统中,因配置双向通道,故不需要RTS/CTS联络信号。
3、上述控制信号线何时有效,何时无效的顺序表示了接口信号的传送过程。例如,只有当DSR和DTR都处于有效(ON)状态时,才能在DTE和DCE之间进行传送操作。若DTE要发送数据,则预先将DTR线置成有效(ON)状态,等CTS线上收到有效(ON)状态的回答后,才能在TxD线上发送串行数据。这种顺序的规定对半双工的通信线路特别有用,因为半双工的通信才能确定DCE已由接收方向改为发送方向,这时线路才能开始发送。
1.3.5 总结
1.4 近距离通信
当通信距离较近时,可不需要Modem,通信双方可以直接连接,这种情况下,只需使用少数几根信号线。最简单的情况,在通信中根本不需要RS-232C的控制联络信号,只需三根线(发送线、接收线、信号地线)便可实现全双工异步串行通信,即是这里要讨论的第一种情况。
1.4.1 零Modem 的最简连线(3线制)
如下图示:图中的TXD线与RXD线交叉连接是因为在直连方式时,把通信双方都当作DTE看待,双方都可发也可收。在这种方式下,通信双方的任何一方,只要请求发送RTS有效和数据终端准备好DTR有效就能开始发送和接收。
(1)RTS与CTS互联:只要请求发送,立即得到允许
(2)DTR与DSR互联:只要本端准备好,认为本端立即可以接收(DSR、数传机准备好)。
1.4.2 零Modem标准连接:
如果想在直接连接时,而又考虑到RS-232C的联络控制信号,则采用零MODEM方式的标准连接方法,其通信双方信号线安排如下1-2-3顺序所演示的那样。
从中可以看出,RS-232C接口标准定义的所有信号线都用到了,并且是按照DTE和DCE之间信息交换协议的要求进行连接的,只不过是把DTE自己发出的信号线送过来,当作对方DCE发来的信号,因此,又把这种连接称为双叉环回接口。
双方的握手信号关系如下
(1)当甲方的DTE准备好,发出DTR信号,该信号直接联至乙方的RI(振铃信号)和DSR(数传机准备好)。即只要甲方准备好,乙方立即产生呼叫(RI)有效,并同时准备好(DSR)。尽管此时乙方并不存在DCE(数传机)。
(2)甲方的RTS和CTS相连,并与乙方的DCD互连。即:一旦甲方请求发送(RTS),便立即得到允许(CTS),同时,使乙方的DCD有效,即检测到载波信号。
(3)甲方的TXD与乙方的RXD相连,一发一收。