rs232有什么用？rs232通讯协议详解

RS-232(又称EIA RS-232)是常用的串行通信接口标准之一，由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统公司、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家于1970年共同制定。

它具有信号线少、灵活的波特率选择、采用负逻辑传送和传送距离较远等特点。

在串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标准接口，使不同的设备可以方便地连接起来进行通讯。RS-232-C接口(又称EIARS-232-C)是目前最常用的一种串行通讯接口。(“RS-232-C”中的“-C”只不过表示RS-232的版本，所以与“RS-232”简称是一样的)

它是在1970年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25个脚的DB-25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。后来IBM的PC机将RS232简化成了DB-9连接器，从而成为事实标准。而工业控制的RS-232口一般只使用RXD、TXD、GND三条线。

一、串口协议标准

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(recommended 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EIARS-422A、EIA RS-423A、EIARS-485。这里只介绍EIA RS-232C(简称232，RS232)。例如，目前在IBM PC机上的COM1、COM2接口，就是RS-232C接口。

一、串口的引脚定义：

两个串口连接时，接收数据针脚与发送数据针脚相连，彼此交叉，信号地对应相接即可。

二、串口的电气特性：

1)RS-232串口通信最远距离是50英尺

2)RS232可做到双向传输，全双工通讯，最高传输速率20kbps

3)RS-232C上传送的数字量采用负逻辑，且与地对称

逻辑1：-3 ～-15V

逻辑0：+3～+15V

所以与单片机连接时常常需要加入电平转换芯片：

三、串口的机械特性：

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)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

②20mA电流环信号 9个(12，13，14，15，16，17，19,23，24)

③空6个(9，10，11，18，21，25)

④保护地(PE)1个，作为设备接地端(1脚)

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)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。DB-9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-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。

三、串口的接线 ：

在工程当中经常会用到232口，一般是圆头8针与D型9针两种串口。在一定的条件下，必须要自己制作一个相应的"圆头或者是D型的"232串口。

RS232C串口通信接线方法(三线制)

首先，串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现：同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连，两个串口相连或一个串口和多个串口相连

同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连对9针串口和25针串口，均是2与3直接相连;

两个不同串口(不论是同一台计算机的两个串口或分别是不同计算机的串口)

DB9-DB9

2-3,3-2,5-5

DB25-DB25

2-3,3-2,7-7

DB9-DB25

2-3,3-2,5-7

上面是对微机标准串行口而言的，还有许多非标准设备，如接收GPS数据或电子罗盘数据，只要记住一个原则：接收数据针脚(或线)与发送数据针脚(或线)相连，彼此交叉，信号地对应相接。

8针圆形串口接线：2"逻辑地"，4"TXD",7"RXD"。

9针D型串口：2"RXD"，3"TXD"，5"逻辑地"。

RS-232-C的电气接口电路

RS-232-C的电气接口电路采取的是不平衡传输方式，即所谓单端通讯，其发送电平与接收电平的差只有2～3V，所以共模抑制能力较差，容易受到共地噪声和外部干扰的影响，再加上信号线之间的分布电容，因此其传送距离最大为约15米，最高数据传输速率为20kb/s。此外RS-232-C的接口电路的信号电平较高，容易损坏接口电路的芯片，与TTL电路的电平也不兼容，影响其通用性。为了弥补RS-232-C的不足，提高数据传输率和延长通信距离，EIA于1977年制订了RS-499串行通信标准，这个标准对RS-232-C的不足做了改进和补充。RS-422A是RS-499的标准子集之一。

从过往事件上看，RS232通信协议是由EIA(电子工业协会)/ TIA(电信工业协会)-232在1962年开发的旧串行通信协议。现代硬件设计使用创新的串行通信协议，如USB、以太网和Wi-Fi。但是，RS232已经被证明是突出的。原因是，与I2C和串行TTL信号相比，RS232信号传播距离更长，而且具有更好的抗噪性。它被证明是兼容不同制造商的接口计算机和调制解调器。

什么是RS232协议?

在RS232中，“RS”代表推荐标准。它定义了使用DTE和DCE信号的串行通信。这里，DTE指的是数据终端设备，DCE指的是数据通信设备。DTE设备的示例是计算机，DCE是调制解调器。前者被指定为DTE设备和DCE设备之间使用串行二进制数据交换的接口。

DTE(计算机)将信息串行传输到另一端设备DCE(调制解调器)。在这种情况下，DTE向DCE发送二进制数据“11011101 ”, DCE向DTE设备发送二进制数据“11010101”。

RS232描述了从DTE传输到DCE的公共电压电平、电气标准、操作模式和位数。该标准用于电话线上的信息交换传输。

RS232的电气标准

RS232的电气规格在1969年更新。它规定了电压、转换速率、线路阻抗、工作模式和波特率。

RS232电压水平

RS232的线电压范围从-25V到+25V。它们被分为信号电压和控制电压。

+3V到+25V之间的信号电压表示逻辑“1”，而-3V到-25V之间的信号电压表示逻辑“0”。而控制电压信号使用负逻辑，即逻辑“1”表示-3到-25伏，逻辑“0”表示+3V到+25V。从-3V到+3V的电压被认为是不确定的状态。

RS232转换速度

输入电压的变化决定了RS232驱动器的响应速度。这通常称为压摆率。RS232标准保持最低转换速率，上升和下降时间缓慢，以减少相邻信号之间的串扰。正常情况下，允许的最大压摆率为30V/秒。

RS232线路阻抗

RS232驱动器和接收器之间的阻抗桥接被定义为最大化发送器和接收器之间的电压传输。它在3Kω到7Kω的范围内。

RS232运行方式

RS232设备工作于单端信号(双线)。这意味着一根导线传输交变电压，另一根导线接地。单端信号会受到驱动器和接收器电路的地电压差引起的噪声的影响。单端技术的优势在于，它需要更少的导线来传输信息。

RS232波特率

它是每秒传输的二进制位数。RS232支持从110到230400的波特率。通常，1200、4800、9600、115200的波特率都被使用。它决定了数据从发射机发送到接收机的速度。

注意:发送端和接收端的波特率必须相同。

RS232通信接口

RS232使用DB9和DB25连接器确定DTE和DCE之间的通信。D-sub连接器(DB9、DB25)带有公母电缆。DB9连接器有9个引脚，DB25连接器有25个引脚，每个引脚都有自己的功能。

RS232功能描述

除了电气特性，RS232还定义了串行接口中使用的信号功能。其中一些是公共接地、数据、控制和定时信号。以下是RS232引脚排列中使用的信号列表。

引脚名及功能

Protective Ground，该信号连接到金属连接器的底盘接地。

Common Ground，所有控制信号的零参考电压电平。

TxD(传输引脚)，将数据从DTE传输到DCE。

RxD(接收引脚)，将数据从DCE发送到DTE。

DTR(数据终端就绪)，DTE准备接受请求。

DCD(数据载波检测)，DCE接受来自远程DTE的载波。

DSR(数据集就绪)，DCE准备发送和接收信息。

RI(铃声指示器)，检测电话线路上的来电铃声。

RTS(请求发送)，DTE呼叫DCE发送数据。

RTR(准备接收)，DTE准备接收来自DCE的数据。

CTS(清除发送)，DCE处于就绪状态，接受来自DTE的数据。

除上述信号外，(主要信号)RS232还提供次要信号，如次要DTE、次要RTS、次要DCD、次要TxD和次要RxD，用于可选连接DTE和DCE。

RS232串行电缆的类型

为了使DTE和DCE之间的串行通信成为可能，存在两种类型的RS232电缆。它们是零调制解调器和直电缆。在零调制解调器电缆中，公接头的TX(发送器)引脚与母接头的RX(接收器)引脚相连，公接头的RX引脚连接到母接头的TX引脚。

下一个是直通电缆。顾名思义，它是一对一连接器，即一个器件的发射引脚连接到另一个器件的发射引脚，一个器件的接收引脚连接到另一个器件的接收引脚。除了连接之外，电缆长度取决于布线电容。根据规范，电缆长度接近80英尺。

RS232通信是如何工作的?

RS-232的工作方式可以通过协议格式来理解。由于RS-232是点对点异步通信协议，它单向发送数据。这里，不需要时钟来同步发射机和接收机。数据格式以一个起始位开始，随后是7位二进制数据、奇偶校验位和停止位，依次发送。