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1、RS-232-C 详解 第一章 使用范围最广的一种接口标准是由 ITU-T(国际电信联合会电信标准部)定义的标准 V.24，事实上，这个标准只对接口的功能方面和过程方面做了定义 。V.24在电气和机械方面 引用了其他标准， 在美国有一种包括了所有这四个方面内容的规约： EIA-232-F,实质上 V.24 和 EIA-232 是一回事，对应关系如下： 机械规约：ISO 2110（涉及的是 DTE 到 DCE 的实际物理连接） 电气规约：V.28 （与电压电平及电压变换的时序有关，DTE 和 DCE 都必须使用相同 的编码，相同的电压电平必须表示相同的含义，还必须使用持续时间相同的信号元素，这
2、些特性决定了能够达到的数据率和传输距离。 功能规约：V.24 （定义的各种功能由具有不同含义的各种交换电路来执行，有数据电 路，控制电路，时序电路以及电器接地。 过程规约：V.24 （定义了传输数据时发生的事件序列） 大多数数据处理设备的数据传输能力是有限的，并且能够达到的数据传输距离也是有 限的，因此，这一类设备很少与传输设备或网络直接连接 。DTE 通过 DCE 来使用传输系统 。 DCE 一端通过传输媒体， 负责发送和接收数据， 另一端又必须与 DTE 交互作用 （交换数据， 控制信息）；通过传输线路进行信号交换的两台 DCE之间必须互相了解。为了减轻数据处 理设备厂商的负担，开发出一些
3、标准。这些标准定义了 DTE 和 DCE 之间接口的本质。 EIA-232 最初是由美国电子工业协会在 1962 年发布的，当时成为 RS-232,现在它已经 发展到了第六版EIA-232-F,于1997年发布 。目前使用的V.24和V.28规约分别于1996和1993 年发布。 在讨论 RS-232C 接口标准的内容之前，先说明两点： 首先， RS-232-C 标准最初是远程通信连接数据终端设备 DTE(Data Terminal Equipment) 与数据通信设备 DCE（Data Communication Equipment)而制定的。因此这个标准的制定，并 未考虑计算机系统的应用要
4、求 。但目前它又广泛地被借来用于计算机（更准确的说，是计算 机接口）与终端或外设之间的近端连接标准 。显然，这个标准的有些规定及和计算机系统是 不一致的，甚至是相矛盾的 。有了对这种背景的了解，我们对 RS-232C标准与计算机不兼容 的地方就不难理解了。 其次，RS-232C 标准中所提到的“发送”和“接收”，都是站在 DTE 立场上，而不是站在 DCE 的立场来定义的。由于在计算机系统中，往往是 CPU和 I/O设备之间传送信息，两者 都是 DTE，因此双方都能发送和接收。 一、RS-232-C RS-232C 标准（协议）的全称是 EIA-RS-232C标准，其中 EIA(Electro
5、nic Industry Association)代表美国电子工业协会，RS（ecommeded standard）代表推荐标准，232 是标识 号，C 代表 RS232 的最新一次修改（1969），在这之前，有 RS232B 、RS232A 。 。它规定连接 电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。常用物理标准还有有 EIA;RS-232-C、 EIA;RS-422-A、EIA;RS-423A、EIARS-485。 这里只介绍 EIA;RS-232-C（简称 232， RS232）。 例如，目前在 IBM PC 机上的 COM1、COM2 接口，就是 RS-232C接口。 1.电气规约 E
6、IA-RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。 在 TxD和 RxD上：逻辑 1(MARK)=-3V-15V 逻辑 0(SPACE)=+315V 在 RTS、CTS、DSR、DTR 和 DCD等控制线上： 信号有效（接通，ON状态，正电压）+3V+15V 信号无效（断开，OFF状态，负电压)=-3V-15V 以上规定说明了 RS-323C标准对逻辑电平的定义。对于数据（信息码）：逻辑“1”（传 号）的电平低于-3V，逻辑“0”（空号）的电平告语+3V；对于控制信号；接通状态（ON） 即信号有效的电平高于+3V， 断开状态(OFF)即信号无效的电平低于-3V， 也就是当传输
7、电平 的绝对值大于 3V时， 电路可以有效地检查出来， 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(315)V之间。 EI 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 。 MAX232 芯片可完成 TTLEIA双向电 平转换， 2、机械规约： 连接器：由于 RS-232C 并未定义连接器的物理特性，因此，出
8、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。 DB9 引脚 序号 DB25 引脚 序号 信号名称 符号 流向 功能 3 2 发送数据 TXD DTEDCE DTE 发送串行数据 2 3 接收数据 RXD DTEDCE DTE 接收串行数据 7 4 请求发送 RTS DTEDCE DTE 请求 DCE 将线路切 换到发送方式 8 5 允许发送 CTS DTEDCE DCE 告诉 DTE 线路已接 通可以发送数据 6 6 数据设备准 备好 DSR DTEDCE DCE 准备好 5 7 信号地 GND 信号公共地 1 8 载波检测 D
9、CD DTEDCE 表示 DCE 接收到远程载 波 4 20 数据终端准 备好 DTR DTEDCE DTE 准备好 9 22 振铃指示 RI DTEDCE 表示 DCE 与线路接通,出 现振铃 （2）DB-9 连接器 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。DB-25 型连接器的引脚分配与 DB-25型引脚信号完全不同 。因此， 若与配接 DB-25型连接器的 DCE 设备连接，必须使用专门的电缆线。 电缆长度： 在通信速率低于 20kb/s时， RS-
10、232C所直接连接的最大物理距离为 15m （50 英尺） 。 传输电缆长度 由 RS-232C 标准规定在码元畸变小于 4%的情况下，传输电缆长度应 为 50 英尺，其实这个 4%的码元畸变是很保守的，在实际应用中，约有 99%的用户是按码元 畸变 10-20%的范围工作的，所以实际使用中最大距离会远超过 50 英尺，在 9600 的时候可 以达到 250 英尺，即 75 米。 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）联络控制信号线： 数据通讯设备准备好
11、（Data set ready-DSR)有效时 （ON） 状态， 表明 MODEM 处于可以使用的状态。 数据终端设备准备好(Data Terminal ready-DTR)有效时（ON）状态，表明数 据终端可以使用。 这两个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下面的控制 信号决定。 请求发送(Request to send-RTS)用来表示 DTE 请求 DCE 发送数据，即当终端要发 送数据时，使该信号有效（ON状态），向 MODEM 请求发送。 它用来控制 MODEM 是否要
12、进入发送状态。 允许发送（Clear to send-CTS）用来表示 DCE 准备好接收 DTE 发来的数据，是对 请求发送信号 RTS的响应信号 。当MODEM 已准备好接收终端传来的数据， 并向前发送时， 使该信号有效，通知终端开始沿发送数据线 TxD发送数据。 这对 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。在全双工系统中作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，使其变高。 接收线信号检出(Received Line detection-RLSD)用来表示 DCE 已接通通信链
13、路， 告知 DTE 准备接收数据 。 当本地的 MODEM 收到由通信链路另一端（远地）的 MODEM 送 来的载波信号时，使 RLSD信号有效，通知终端准备接收，并且由 MODEM 将接收下来的 载波信号解调成数字两数据后，沿接收数据线 RxD送到终端。此线也叫做数据载波检出 (Data Carrier dectection-DCD)线。 振铃指示(Ringing-RI)当 MODEM 收到交换台送来的振铃呼叫信号时， 使该信号 有效（ON状态），通知终端，已被呼叫。 （2）数据发送与接收线： 发送数据(Transmitted data-TxD)通过 TxD终端将串行数据发送到 MODEM，
14、 (DTEDCE)。 接收数据(Received data-RxD)通过RxD线终端接收从MODEM发来的串行数据， (DCEDTE)。 （3）地线 有两根线 SG、PG信号地和保护地信号线，无方向。 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
15、 DCE 已由接收方向改为发送方向，这时线路才能开始发送。 2 个数据信号：发送 TXD；接收 RXD。 1 个信号地线：SG。 6 个控制信号： DSR;数传机（即 modem）准备好，Data Set Ready. DTR;数据终端（DTE，即微机接口电路，如 Intel8250/8251,16550 准备好， Data Terminal Ready。 RTS;DTE请求 DCE 发送(Request To Send)。 CTS;DCE允许 DTE发送（Clear To Send）,该信号是对 RTS信号的回答。 DCD;数据载波检出，Data Carrier Detection当本地 D
16、CE 设备（Modem）收到对方的 DCE 设备送来的载波信号时，使 DCD有效，通知 DTE 准备接收， 并且由 DCE 将接收到 的载波信号解调为数字信号， 经 RXD线送给 DTE。 RI;振铃信号 Ringing 当 DCE 收到交换机送来的振铃呼叫信号时，使该信号有效，通 知 DTE 已被呼叫。 第二章 一、远距离通信 第 1 和第 2中情况是属于远距离通信（传输距离大于 15m的通信）的例子，故一般要 加调制解调器MODEM， 因此使用的信号线较多 。 注意： 在以下各图中， DTE信号为RS-232-C 信号，DTE 与计算机间的电平转换电路未画出。 1、采用 Modem(DCE)和电话网通信时的信号连接： 若在双方 MODEM 之间采用普通电话交换线进行通信，除了需要 28 号信号线外还 要增加 RI(22 号)和 DTR(20 号)两个信号线进行联络
