rs232

rs232

個人計算機上的通訊接口之一,由電子工業協會(Electronic Industries Association,EIA) 所制定的異步傳輸標準接口。通常 RS-232 接口以9個引腳 (DB-9) 或是25個引腳 (DB-25) 的型態出現,一般個人計算機上會有兩組 RS-232 接口,分別稱為 COM1 和 COM2。

基本信息

簡介

RS232接口就是串口,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連線埠。通信的內容與格式一般附在儀器的用戶說明書中。

歷史和作用

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在串列通訊時,要求通訊雙方都採用一個標準接口,使不同的設備可以方便地連線起來進行通訊。RS-232-C接口(又稱EIARS-232-C)是目前最常用的一種串列通訊接口。(“RS-232-C”中的“-C”只不過表示RS-232的版本,所以與“RS-232”簡稱是一樣的)
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準。它的全名是“數據終端設備(DTE)和數據通訊設備(DCE)之間串列二進制數據交換接口技術標準”該標準規定採用一個25個腳的DB-25連線器,對連線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。後來IBM的PC機將RS232簡化成了DB-9連線器,從而成為事實標準。而工業控制的RS-232口一般只使用RXD、TXD、GND三條線。

接口標準

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RS-232-C是美國電子工業協會EIA(ElectronicIndustryAssociation)制定的一種串列物理接口標準。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,如一條傳送線、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50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400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,存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問題,因此一般用於20m以內的通信。具體通訊距離還與通信速率有關,例如,在9600pbs時,普通雙絞禁止線時,距離可達30-35米。
串列通信接口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-232C標準是美國EIA(電子工業聯合會)與BELL等公司一起開發的1969年公布的通信協定。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接口的有關問題,如信號線功能、電氣特性作了明確規定。由於通信設備廠商都生產與RS-232C制式兼容的通信設備,因此,它作為一種標準,目前已在微機通信接口中廣泛採用。
首先,RS-232-C標準最初是遠程通信連線數據終端設備DTE(DataTerminalEquipment)與數據通信設備DCE(DataCommunicateEquipment)而制定的。因此這個標準的制定,並未考慮計算機系統的套用要求。但目前它又廣泛地被借來用於計算機(更準確的說,是計算機接口與終端或外設之間的近端連線標準)。顯然,這個標準的有些規定和計算機系統是不一致的。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“傳送”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,因此雙方都能傳送和接收。

協定標準

RS-232C標準(協定)的全稱是EIA-RS-232C標準,其中EIA(ElectronicIndustryAssociation)代表美國電子工業協會,RS(recommendedstandard)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。它規定連線電纜和機械、電氣特性、信號功能及傳送過程。常用物理標準還有EIARS-422A、EIARS-423A、EIARS-485。這裡只介紹EIARS-232C(簡稱232,RS232)。例如,目前在IBMPC機上的COM1、COM2接口,就是RS-232C接口。

詳細說明

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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並行通訊二種方式。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採用。 在串列通訊時,要求通訊雙方都採用一個標準接口,使不同 的設備可以方便地連線起來進行通訊。 RS-232-C接口(又稱 EIA RS-232-C)是目前最常用的一種串列通訊接口。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 準。它的全名是“數據終端設備(DTE)和數據通訊設備(DCE)之間 串列二進制數據交換接口技術標準”該標準規定採用一個25個腳的 DB25連線器,對連線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)接口的信號內容 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)接口的電氣特性 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 。噪聲容限為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) 接口的物理結構 RS-232-C接口連線器一般使用型號為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機連線的RS-232-C接口,因為不使用對方的傳送控制信號,只需三條接口線,即“傳送數據”、“接收數據”和“信號地”。所以採用DB-9的9芯插頭座,傳輸線採用禁止雙絞線。
(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,在實際套用中,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號電纜為禁止電纜,型號為DECP.NO.9107723 內有三對雙絞線,每對由22# AWG 組成,其外覆以禁止網。2號電纜為不帶禁止的電纜。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接口標準。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,如一條傳送線、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,存在共地噪聲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採用平衡傳送和差分接收,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傳送狀態,因此,傳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。套用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與智慧型設備通訊多藉助RS232、RS485、乙太網等方式,主要取決於設備的接口規範。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式,但這種程式多數都不能符合ISO/OSI的規範,只能實現較單一的功能,適用於單一設備類型,程式不具備通用性。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。

同類匯流排

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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
RS-485採用平衡傳送和差分接收,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傳送狀態,因此,傳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。套用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。
RS-422與RS-485接口差異
RS-422的電氣性能與RS-485完全一樣。主要的區別在於:
RS-422有4根信號線:兩根傳送(Y、Z)、兩根接收(A、B)。由於RS-422的收與發
是分開的所以可以同時收和發(全雙工)。
RS-485有2根信號線:傳送和接收都是A和B。由於RS-485的收與發是共用兩根線所
以不能夠同時收和發(半雙工)。

缺點

(1)接口的信號電平值較高,易損壞接口電路的晶片,又因為與TTL電平不兼容故需使用電平轉換電路方能與TTL電路連線。
(2)傳輸速率較低,在異步傳輸時,波特率為20Kbps;因此在CPLD開發板中,綜合程式波特率只能採用19200,也是這個原因。
(3)接口使用一根信號線和一根信號返回線而構成共地的傳輸形式,這種共地傳輸容易產生共模干擾,所以抗噪聲干擾性弱。
(4)傳輸距離有限,最大傳輸距離標準值為50英尺,實際上也只能用在15米左右。

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