RS-232C接口电气特性及接口定义
RS-232-C接口电气特性及接口定义

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(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RS-232-C、RS-422-A、RS-423A、RS-485。 这里只介绍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。　　



在TxD和RxD上，

逻辑1(MARK) =-3V～-15V　　

逻辑0(SPACE) =+3～＋15V



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)的电平高于+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±(3～15)V之间。





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。实现这种变换的方法可用分立元件，也可用集成电路芯片。



目前较为广泛地使用集成电路转换器件，如MC1488、SN75150芯片可完成TTL电平到EIA 电平的转换，而MC1489、SN75154可实现EIA电平到TTL电平的转换。MAX232芯片可完成TTL和EIA双 向电平转换，图1显示了1488和1489的内部结构和引脚。







MC1488的引脚(2)、(4，5)、(9，10)和(12，13)接TTL输入，引脚3、6、8、11 输出端接EIA-RS-232C。MC1498的14的1、4、10、13脚接EIA输入，而3、6、8、 11脚接TTL输出。具体连接方法如图2所示。







图中的左边是微机串行接口电路中的主芯片UART，它是TTL器件，右边是EIA-RS-232C连接器， 要求EIA高电压。因此，RS-232C所有的输出、输入信号都要分别经过MC1488和MC1498转换器，进行电平转换后才能送到连接器上去或从连接 器上送进来。




2、连接器的机械特性



1)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。下面介绍连接器DB-25。　　　



DB-25连接器定义了25根信号线，分为4组：　　



a、异步通信的9个电压信号(含信号地SG)：2，3，4，5，6，7，8，20，22；



b、20mA电流环信号：9个 (12，13，14，15，16，17，19,23，24)；



c、空：6个 (9，10，11，18，21，25)；



d、保护地(PE)：1个，作为设备接地端(1脚)。　　



DB-25型连接器的外形及信号线分配如图3所示。







注意，20mA电流环信号仅IBM PC和IBM PC/XT机提供，至AT机及以后，已不支持。



2) 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)。



最大直接传输距离说明：RS-232C标准规定，若不使用MODEM，在码元畸变小于4%的情况 下，DTE和DCE之间最大传输距离为15m(50英尺)。可见这个最大的距离是在码元畸变小于4%的前提下给出的。为了保证码元畸变小于 4%的要求，接口标准在电气特性中规定，驱动器的负载电容应小于2500pF。

RS-232C的接口信号



　　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：　　



a、联络控制信号线



数据装置准备好(DSR，Data set ready)，有效时(ON)状态，表明 MODEM处于可以使用的状态。



数据终端准备好(DTR，Data terminal ready)，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(RTS，Request to send)，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是否要进入发送状态。



允许发送(CTS，Clear to send)，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，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(RLSD，Received Line signal detection)， 用来表示DCE已接通通信链路，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(DCD，Data Carrier dectection)线。　



振铃指示(RI，Ringing)，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。



b、数据发送与接收线　　　

发送数据(TxD，Transmitted data)，通过TxD终端将串行数据发送到 MODEM，从DTE到DCE。
　　

接收数据(RxD，Received data)，通过RxD线终端接收从MODEM发来的串行 数据，从DCE到DTE。
　　



c、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DCE已由接收方向改为发送方向，这时线路才能开始发送。