技术标签: RS232最大传输速率 线缆长度 硬件接口 RS232
RS-232是美国电子工业联盟制定的串行数据通信接口标准,原始编号全称是EIA-RS-232(简称RS232),它被广泛用于DCE(Data Communication Equipment ) 和 DTE(Data Terminal Equipment) 之间的连接。DCE可以理解为数据通信端,比如modem设备;DTE可以理解为数据终端,比如电脑。最早的台式电脑都会保留9针的232接口,用于串口通信,目前基本被USB接口取代。现在RS232接口常用于仪器仪表设备,PLC以及嵌入式领域当作调试口来使用。
发展历史
具体标准协议是收费的,有兴趣的可以去TIA Standards store购买。
EIA:Electronic Industry Association 美国电子工业联盟
RS:Recommended standard 推荐标准
A/B/C/D/E/F:修改版本
TIA:Telecommunications Industry Association 美国电信工业协会-EIA的一个分支
ANSI:American National Standards Institute 美国国家标准协会
协议详细定义了信号的电气特性、时序、逻辑电平和连接器的物理尺寸及引脚定义功能,下面将分别讲述。
接口形态
按照引脚数量分类有两种:
公头(Male):带针脚
母座(Female):带孔座
接口定义
下图是公头9针RS232接口详细定义:
引脚编号 | 引脚定义 | 传输方向 | 说明 |
---|---|---|---|
1 | DCD-Data Carrier Detect | 载波检测通知给DTE | |
2 | RXD-Receive Data | 接收数据 | |
3 | TXD-Transmit Data | 发送数据 | |
4 | DTR-Data Terminal Ready | DTE告诉DCE准备就绪 | |
5 | GND | – | – |
6 | DSR-Data Set Ready | DCE告诉DTE准备就绪 | |
7 | RTS-Request to Send | 请求发送-DTE向DCE大宋数据请求 | |
8 | CTS-Clear to Send | 清除发送-DCE通知DTE可以传数据 | |
9 | RI-Ring Indicator | 振铃指示-DCE通知DTE有振铃信号 |
其中DTR/DSR和RTS/CTS用于硬件流控。
DTR/DSR状态表明DTE和DCE处于可用状态,有时候设备上电这两个信号即有效,表示设备本身可用使用,但要开始进行数据传输通讯,则需要RTS/CTS流控信号。
RTS即DTE发送数据时,该信号有效(ON),向DCE请求发送数据;CTS是对请求发送RTS信号的响应,当DCE已经准备好接收数据时,该信号有效(ON),通知DTE可用使用TXD发送数据了。比如A向B发送数据简单如下逻辑:
硬件连接
连接分为3种:
9线式连接示意图:
5线式连接示意图:
3线式连接示意图:
注:3线连接中,DTE使用TXD和RXD两条数据线,无法实现硬件流控功能,在做大量数据传输应用时,建议使用5线或9线连接方式。
电平及时序
RS232采用负逻辑电平,定义如下:
电平状态 | 电压 |
---|---|
0(space) | +3 ~ +15V |
1(mark) | -15 ~ -3V |
非法状态 | -3 ~ +3V |
下图是使用RS232接口按照UART串口协议进行传输,UART协议具体请参考 UART详解。图中
传输的数据为0100 1011b 即0x4B,按照1bit开始位,8bit数据位,1bit停止位格式传输。
最大通讯距离及速率
协议最初规定设备最大速率为20kbps,对于16550A UART最大速率为1.5Mbps。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。对于普通导线,其电容值约为 170pF/m,则允许距离 L=2500pF/(170pF/m)=15m。当速率下降时,传输距离会成倍增加,下表是Texas Instruments 在不同速率下对应的传输线缆长度:
速率(bps) | 最大线缆长度(m) |
---|---|
19200 | 15.24 |
9600 | 152.4 |
4800 | 304.8 |
2400 | 914.4 |
注:协议规定最大速率为20kbps,现在看来这个速率已经很低了。一些芯片制造商已经做出了高速率的芯片驱动,具体速率上限请查看器件手册。
参考
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