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RS232接口介绍资料详解

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RS232接口是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DB25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。

DB25的串口一般只用到的管脚只有2(RXD)、3(TXD)、7(GND)这三个,随着设备的不断改进,现在DB25针很少看到了,代替他的是DB9的接口,

DB9所用到的管脚比DB25有所变化,是2(RXD)、3(TXD)、5(GND)这三个。因此现在都把RS232接口叫做DB9。

/*-----------db9详细介绍----*/

目前RS-232是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。RS-232被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。RS-232采取不平衡传输方式,即所谓单端通讯。

图一

在RS-232的通讯标准中是以一个25针的接口来定义的,并在早期的计算机如PC或XT机型上广泛使用,但在AT机以后的机型上,实际均采用了9针的简化版本应用,现在所说的232通讯均默认为9针的接口。图一显示了9针通讯的接口管脚名称,以下是各管脚的说明:

旧制JIS名称新制JIS名称全称说明

FG SG Frame Ground 连到机器的接地线

TXD SD Transmitted Data 数据输出线

RXD RD Received Data 数据输入线

RTS RS Request to Send 要求发送数据

CTS CS Clear to Send 回应对方发送的RTS的发送许可,告诉对方可以发送DSR DR Data Set Ready 告知本机在待命状态

DTR ER Data Terminal Ready 告知数据终端处于待命状态

CD CD Carrier Detect 载波检出,用以确认是否收到Modem的载波

SG SG Signal Ground 信号线的接地线(严格的说是信号线的零标准线)

现在通常计算机均配有这种标准的232接口,通常这种接口用于联接鼠标、MODEM或打印机等外部设备。

实际应用中,电子工程师在设计计算机与外围设备的通信时,通常在9针的基础再进行简化,只用其中的2、3、5三个管脚进行通信。这三个管脚分别是接收线、发送线和地线,在一般情况下即可满足通讯的要求,计算机和外部通讯的接线方法如图二:

值得注意的是,图二中2、3两脚是交叉互联的,这很容易理解,因为一个设备的发送线必须联接到另外一台设备的接收线上,反之亦然。

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接口的电气特性

在RS-232-C中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即:逻辑“1”,-5— -15V;逻辑“0” +5— +15V 。噪声容限为2V。即要求接收器能识别低至+3V的信号作为逻辑“0”,高到-3V的信号作为逻辑“1”

详细电气特性

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

接口的物理结构

RS-232-C接口连接器一般使用型号为DB-25的25芯插头座,通常插头在DCE端,插座在DTE端. 一些设备与PC机连接的RS-232-C接口,因为不使用对方的传送控制信号,只需三条接口线,即“发送数据”、“接收数据”和“信号地”。所以采用DB-9的9芯插头座,传输线采用屏蔽双绞线。

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,美国DEC公司曾规定允许码元畸变为10%而得出附表2 的实验结果。其中1号电缆为屏蔽电缆,型号为DECP.NO.9107723 内有三对双绞线,每对由22# AWG 组成,其外覆以屏蔽网。2号电缆为不带屏蔽的电缆。型号为DECP.NO.9105856-04是22#AWG的四芯电缆。附表2 DEC 公司的实验结果

波特率

1 号电缆传输距离(英尺)

2 号电缆传输距离(英尺)

传输波特率 110 300 1200 2400 4800 9600

1号电缆传输距离(m) 5000 5000 3000 1000 1000 250

2号电缆传输距离(m) 3000 3000 3000 500 250 250

什么是RS-485接口?它比RS-232-C接口相比有何特点?

由于RS232接口标准出现较早,难免有不足之处,主要有以下四点:

(1)接口的信号电平值较高,易损坏接口电路的芯片,又因为与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。

(2)传输速率较低,在异步传输时,波特率为20Kbps;因此在“南方的老树51CPLD开发板”中,综合程序波特率只能采用19200,也是这个原因。

(3)接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式,这种共地传输容易产生共模干扰,所以抗噪声干扰性弱。

(4)传输距离有限,最大传输距离标准值为50英尺,实际上也只能用在50米左右。

针对RS-232-C的不足,于是就不断出现了一些新的接口标准,RS-485就是其中之一,它具有以下特点:1. RS-485的电气特性:逻辑“1”以两线间的电压差为+(2—6) V表示;逻辑“0”以两线间的电压差为-(2—6)V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了,就不易损坏接口电路的芯片,且该电平与TTL 电平兼容,可方便与TTL 电路连接。

2. RS-485的数据最高传输速率为10Mbps

3. RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合,抗共模干能力增强,即抗噪声干扰性好。

4. RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺,实际上可达 3000米,另外RS-232-C接口在总线上只允许连接1个收发器,即单站能力。而RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。

因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性,长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。因为RS485接口组成的半双工网络,一般只需二根连线,所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。RS485接口连接器采用DB-9的9芯插头座,与智能终端RS485接口采用DB-9(孔),与键盘连接的键盘接口RS485采用DB-9(针)。

采用RS485接口时,传输电缆的长度如何考虑?

在使用RS485接口时,对于特定的传输线经,从发生器到负载其数据信号传输所允许的最大电缆长度是数据信号速率的函数,这个长度数据主要是受信号失真及噪声等影响所限制。下图所示的最大电缆长度与信号速率的关系曲线是使用24AWG铜芯双绞电话电缆(线径为0。51mm),线间旁路电容为52。5PF/M,终端负载电阻为100欧时所得出。(曲线引自GB11014-89附录A)。由图中可知,当数据信号速率降低到90Kbit/S以下时,假定最大允许的信号损失为6dBV时,则电缆长度被限制在1200M。实际上,图中的曲线是很保守的,在实用时是完全可以取得比它大的电缆长度。当使用不同线径的电缆。则取得的最大电缆长度是不相同的。例如:当数据信号速率为600Kbit/S时,采用24AWG电缆,由图可知最大电缆长度是200m,若采用19AWG电缆(线径为0。91mm)则电缆长度将可以大于200m;若采用28AWG 电缆(线径为0。32mm)则电缆长度只能小于200m

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