9针串口引脚定义25针串口引脚定义Word格式.docx
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CD
载波侦测(CarrierDetect)
口
|RXD
接收数据(Receive)
3
RXD
|TXD
1发送数据(Transmit)
2
TXD
发送数据(Transmit)
4
DTR1
数据终端准备(DataTerminalReady)
20
DTR
5
|GND
1地线(Ground)
7
GND
地线(Ground)
6
DSR
数据准备好(DataSetReady)
RTS
请求发送(RequestToSend)
CTS
清除发送(ClearToSend)
9
1RI
1振铃指示(RingIndicator)
22
RI
振铃指示(RingIndicator)
RS-232-C串口通讯详解
串行通信接口标准经过使用和发展,目前已经有几种。
但都是在RS-232标准的基础上经过改进而形成的。
所以,
以RS-232C为主来讨论。
RS-323C标准是美国EIA(电子工业联合会)与BELL等公司一起开发的1969年公布的通信协议。
它适合于数据传输速率在0〜20000b/s范围内的通信。
这个标准对串行通信接口的有关问题,如信号线功
能、电器特性都作了明确规定。
由于通行设备厂商都生产与RS-232C制式兼容的通信设备,因此,它作为一种标
准,目前已在微机通信接口中广泛采用。
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(DataTerminalEquipment)与数据通信设备DCE
(DataCommunicationEquipment)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
RS-232C标准与计算机不
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(ElectronicIndustryAssociation)代表美国电子工业协会,RS(ecommededstandard)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&
#0;
RS-232-C、EIA&
RS-422-A、EIA&
RS-423A、EIA&
RS-485。
这里只介绍EIA&
RS-232-C(简称232,RS232)。
例如,目前在IBMPC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。
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-->
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。
图2
菖ART
2、连接器的机械特性:
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)
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IBMPC和IBMPC/XT机提供,
至AT机及以后,已不支持。
(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-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。
3、RS-232C的接口信号
7条备用和未定义线,常用的只有
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、
根,它们是
(1)联络控制信号线:
数据装置准备好(Datasetready-DSR)――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(Datasetready-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(Requesttosend-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是否要进入发送状态。
允许发送(Cleartosend-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
接收线信号检出(ReceivedLinedetection-RLSD)――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(DataCarrierdectection-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(Transmitteddata-TxD)――通过TxD终端将串行数据发送到MODEM,(DTPDCE)。
接收数据(Receiveddata-RxD)――通过RxD线终端接收从MODEM发来的串行数据,(DCiDTE)。
(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,DataSetReady。
DTR数据终端(DTE,即微机接口电路,女口Intel8250/8251,16550)准备好,DataTerminalReady。
RTSDTE请求DCE发送(RequestToSend)。
CTSDCE允许DTE发送(ClearToSend),该信号是对RTS信号的回答。
DCD数据载波检出,DataCarrierDetection当本地DCE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
绒引脚
ccm
Modem
说明「
用途|
1
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允许发送M&
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谀嵩号稳—Whd斬正在接沪另端送来的嵩号
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在第二通道检洌钊信一号
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(2)
第耳1适发送敷据
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发送器定时为Modemili®
发送器定的信号
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接收数据1"
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为捲口和绥端捏快走时
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数据整端哇备好数据鉤端堆备好
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箜
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25
m
CH
數据率选择选择两亍同步邀据率
可
24
114
DE
•食谖聽定时为接口和终端援供定时
DTE已被呼叫。
二、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2〜8号信号线外还要增加RI(22号)和DTR(20
图1
号)两个信号线进行联络,如图1所示。
DSR、DTR:
数传机(DCE)准备好、数据终端(DTE)准备好,只表示设备本身可用。
首先,通过电话机拔号呼叫对方,电话交换台向对方发出拔号呼叫信号,当对方DCE收到该信号后,使RI(振
铃信号)有效,通知DTE,已被呼叫。
当对方摘机"
后,两方建立了通信链路。
若计算机要发送数据至对方,首先通过接口电路(DTE)发出RTS(请求发送)信号。
此时,若DCE(Modem)
允许传送,则向DTE回答CTS(允许发送)信号。
一般可直接将RTS/CTS接高电平,即只要通信链路已建立,
就可传送信号。
(RTS/CTS可只用于半双工系统中作发送方式和接收方式的切换。
当DTE获得CTS信号后,通过TXD线向DCE发出串行信号,DCE(Modem)将这些数字信号调制成模拟信号(又称载波信号),传向对方。
计算机向DTE“数据输出寄存器”传送新的数据前,应检查Modem状态和数据输出寄存器为空。
当对方的DCE
收到载波信号后,向对方的DTE发出DCD信号(数据载波检出),通知其DTE准备接收,同时,将载波信号解调为数据信号,从RXD线上送给DTE,DTE通过串行接收移位寄存器对接收到的位流进行移位,当收到1个字符
的全部位流后,把该字符的数据位送到数据输入寄存器,CPU可以从数据输入寄存器读取字符。
2、采用专用电话线通信:
在通信双方的MODEM之间采用电话线进行通信,则只要使用2〜8号信号线进行联络与控制。
不需要电话机、
振铃信号RI和DTR信号,其信号线的连接如图2那样。
二、近距离通信:
当通信距离较近时,可不需要Modem,通信双方可以直接连接,这种情况下,只需使用少数几根信号线。
最简单的情况,在通信中根本不需要RS-232C的控制联络信号,只需三根线(发送线、接收线、信号地线)便可实现全双工异步串行通信,即是这里要讨论的第一种情况。
无Modem时,最大通信距离按如下方式计算:
RS-232C标准规定:
当误码率小于4%时,要求导线的电容值应小于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
这一距离的计算,是偏于保守的,实际应用中,当使用9600bps,普通双绞屏蔽线时,距离可达30〜35米。
1、零Modem的最简连线(3线制)
图3是零MODEM方式的最简单连接(即三线连接),图中的2号线与3号线交叉连接是因为在直连方式时,
把通信双方都当作数据终端设备看待,双方都可发也可收。
在这种方式下,通信双方的任何一方,只要请求发送
RTS有效和数据终端准备好DTR有效就能开始发送和接收。
DTE(呷)DIE(i?
(1)RTS与CTS互联:
只要请求发送,立即得到允许
(2)DTR与DSR互联:
只要本端准备好,认为本端立即可以接收(DSR、数传机准备好)。
2、零Modem标准连接:
如果想在直接连接时,而又考虑到RS-232C的联络控制信号,则采用零MODEM方式的标准连接方法,其通
信双方信号线安排如下1-2-3-4-5顺序所演示的那样。
无Modem的标准联线(7线制)如图所示:
从中可以看出,RS-232C接口标准定义的所有信号线都用到了,并且是按照DTE和DCE之间信息交换协议的
要求进行连接的,只不过是把DTE自己发出的信号线送过来,当作对方DCE发来的信号,因此,又把这种连接称
为双叉环回接口。
双方的握手信号关系如下(注:
甲方乙方并未在图中标出):
(1)当甲方的DTE准备好,发出DTR信号,该信号直接联至乙方的RI(振铃信号)和DSR(数传机准备好)。
即只要甲方准备好,乙方立即产生呼叫(RI)有效,并同时准备好(DSR)。
尽管此时乙方并不存在DCE(数传机)。
(2)甲方的RTS和CTS相连,并与乙方的DCD互连。
即:
一旦甲方请求发送(RTS),便立即得到允许(CTS),同时,使乙方的DCD有效,即检测到载波信号。
(3)甲方的TXD与乙方的RXD相连,一发一收。
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