序列資料通訊介面標準主要有rs-232、rs-422與rs-485,最初都是由電子工業協會(eia)制訂並發布的。
rs-232在2023年發布,命名為eia-232-e,作為工業標準,以保證不同廠家產品之間的相容。
rs-422由rs-232發展而來,它是為改進rs-232通訊距離短(最大傳輸距離15m)、速率低(最大位速率為20kb/s)的缺點而提出的。rs-422定義了一種平衡通訊介面,將傳輸速率提高到10mbps,傳輸距離延長到4000英呎≈1200公尺(速率低於100kbps時),並允許在一條平衡匯流排上連線最多10個接收器。rs-422是一種單機傳送、多機接收的單向、平衡傳輸規範,被命名為tia/eia-422-a標準。
rs-232、rs-422與rs-485標準只對介面的電氣特性(電壓,阻抗)做出規定,而不涉及接外掛程式、電纜或協議,在此基礎上使用者可以建立自己的高層通訊協議。
rs-232-c是美國電子工業協會eia(electronic industry association)制定的一種序列物理介面標準。rs是英文「推薦標準」的縮寫,232為標識號,c表示修改次數。它的全名是「 資料終端裝置(dte)和資料通訊裝置(dce)之間序列二進位制資料交換接**術標準」。
傳統的rs-232-c匯流排標準採用標準25芯d型插頭座(db25),包含了兩個訊號通道,即主通道和副通道。利用rs- 232匯流排可以實現全雙工通訊,在多數情況下主要使用主通道。在一般應用中,使用3條~9條訊號線就可以實現全雙工通訊,如採用三條訊號線(接收線、傳送線和訊號地)能實現簡單的全雙工通訊過程。
後來使用簡化為9芯d型插座(db9)現在應用中25芯插頭座已很少採用。
為了保證碼元畸變小於4%的要求,按rs-232-c標準規定,驅動器的負載電容應小於 2500pf。驅動器允許有2500pf的電容負載,通訊距離將受此電容限制,例如,採用150pf/m的通訊電纜時,最大通訊距離為15m(50英呎);若每公尺電纜的電容量減小,通訊距離可以增加。傳輸距離短的另一原因是rs-232屬單端訊號傳送,存在共地雜訊和不能抑制共模干擾等問題,因此一般用於20m以內的通訊。
rs-232採取不平衡傳輸方式,即所謂單端通訊。由於其傳送電平與接收電平的差僅為2v至3v左右,所以其共模抑制能力差,再加上雙絞線上的分布電容,其傳送距離最大為約15公尺,最高速率為20kb/s。rs-232是為點對點(即只用一對收、發裝置)通訊而設計的,其驅動器負載為3~7kω。所以rs-232適合本地裝置之間的通訊。
目前rs-232是pc機與通訊工業中應用最廣泛的一種序列介面。rs-232被定義為一種在低速率序列通訊中增加通訊距離的單端標準。
收、發兩端的資料訊號是相對於訊號地,如從dte裝置發出的資料在使用db25聯結器時是2腳相對7腳(訊號地)的電平。典型的rs-232訊號在正負電平之間擺動,在傳送資料時,傳送端驅動器輸出正電平在+5~+15v,負電平在-5~-15v電平。當無資料傳輸時,線上為ttl,從開始傳送資料到結束,線上電平從ttl電平到rs-232電平再返回ttl電平。接收器典型的工作電平在+3~+12v與-3~-12v。由於傳送電平與接收電平的差僅為2v至3v左右,所以其共模抑制能力差,再加上雙絞線上的分布電容,其傳送距離最大為約15公尺,最高速率為20kbps。rs-232是為點對點(即只用一對收、發裝置)通訊而設計的,其驅動器負載為3~7kω。所以rs-232適合本地裝置之間的通訊。
rs-232c對電氣特性、邏輯電平和各種訊號功能都做了規定,如下:
在txd和rxd資料線上:
(1)邏輯1的電平為-3v~-15v
(2)邏輯0的電平為+3~+15v的電壓
在rts、cts、dsr、dtr和dcd等控制線上:
(1)訊號有效(接通,on狀態)為+3~+15v的電壓
(2)訊號無效(斷開,off狀態)為-3~-15v的電壓
規定邏輯「1」的電平為-5v~-15 v,邏輯「0」的電平為+5 v~+15 v。選用該電氣標準的目的在於提高抗干擾能力,增大通訊距離。rs -232的雜訊容限為2v,接收器將能識別高至+3v的訊號作為邏輯「0」,將低到-3 v的訊號作為邏輯「1
以上規定說明rs-232c是用正負電壓來表示邏輯狀態。對於資料(資訊碼),邏輯1(傳號)的電平低於-3v,邏輯0(空號)的電平高於+3v;對於控制訊號,接通狀態(on)即訊號有效的電平高於3v,斷開狀態(off)即訊號無效的電平低於-3v。
也就是說,當傳輸電平的絕對值大於 3v時,電路可以有效地檢查出來,介於-3~+3v之間的電壓無意義,低於-15v或高於+15v的電壓也認為無意義,因此,實際工作時,應保證電平在± (3~15) v之間。
常用的串列埠接頭有兩種,一種是9針串列埠(簡稱db-9),一種是25針串列埠(簡稱db-25)。
rs-232c標準介面有25條線,其中,4條資料線、11條控制線、3條定時線以及7條備用和未定義線。那麼,這些訊號線在9針串列埠和25針串列埠的管腳上是如何分配的呢?9針串列埠和25針串列埠訊號線分配下圖所示。
每種接頭都有公頭和母頭之分,其中帶針狀的接頭是公頭,而帶孔狀的接頭是母頭。9針串列埠的外觀如下圖所示。
可以看出,在9針串列埠接頭中,公頭和母頭的管腳定義順序是不一樣,這一點需要特別注意。那麼,這些管腳都有什麼作用呢?9針串列埠和25針串列埠常用的9根管腳的功能說明如下圖所示。
rs232標準採用的介面常用的一般是9針d型插頭。
編號訊號方向
縮寫名稱描述
1數據機
dcd(又名cd)
載波檢測
2數據機
rxd接收資料3pc
txd傳送資料4pc
dtr資料終端準備
5gnd
訊號地線
6數據機
dsr通訊裝置準備好7pc
rts請求傳送
8數據機
cts允許傳送(傳送清除)
9數據機
ri響(振)鈴指示器
(1)資料載波檢出(data carrier detection,dcd)——用來表示資料通訊裝置(dce)已接通通訊鏈路,告知資料終端裝置(dte)準備接收資料:當本地的 modem收到由通訊鏈路另一端(遠地)的modem送來的載波訊號時,使rlsd訊號有效,通知終端準備接收,並且由modem將接收下來的載波訊號解調成數字資料後,沿接收資料線rxd送到終端。此線也叫作接收線訊號檢出( received line signal detection,rsd)線。
(2)接收資料( received data,rxd)——通過rxd線終端接收從 modem發來的序列資料(dce→dte)。
接收訊號(rxd),資料終端裝置(dte)通過該訊號線接收從資料通訊裝置(dce)發來的序列資料。
(3)傳送資料( transmitted data,txd)——通過txd終端將序列資料傳送到 modem(dte→dce)。
傳送資料(txd),資料終端裝置(dte)通過該訊號線將序列資料傳送到資料通訊裝置(dce)。
(4)資料終端準備好( data terminal ready,dtr)——有效時(on)狀態,表明資料終端可以使用。
資料終端準備好(dtr),有效狀態(on)表示資料終端裝置處於可以使用狀態。
(5)地線-gnd。
地線(sg、pg),分別表示訊號地和保護地訊號線。
(6)資料裝置準備好( data set ready,dsr)——有效狀態(on),表明通訊裝置處於可以使用的狀態。
(7)請求傳送( request to send,rts)——用來表示資料終端裝置(dte)請求資料通訊裝置(dce)傳送資料,即當終端要傳送資料時,使該訊號有效(on狀態),向 modem請求傳送。它用來控制 modem是否要進入傳送狀態。
(8)清除傳送( clear to send,cts)―用來表示dce準備好接收dte發來的資料,是對請求傳送訊號rts的響應訊號。當 modem已準備好接收終端傳來的資料並向前傳送時,使該訊號有效,通知終端開始沿傳送資料線txd傳送資料。
允許傳送(cts),用來表示資料通訊裝置(dce)已經準備好了資料,可以向資料終端裝置(dte)傳送資料,是對請求傳送訊號rts的響應。
(9)振鈴指示( ringing,r)——當 modem收到交換台送來的振鈴呼叫訊號時,使該訊號有效(on狀態),通知終端,已被呼叫。
振鈴指示(ri),當資料通訊裝置收到交換台送來的振鈴呼叫訊號時,使該訊號有效(on),通知終端,已被呼叫。
rs422與rs485放在下一章《串列埠通訊介面標準學習(四)——rs422、rs485》繼續了解。
參考:
RS232串列埠通訊詳解
rs232串列埠通訊詳解 引腳定義,電氣特性,傳輸格式,接收過程,微控制器晶振,rs485,rs422 轉 2010 03 13 15 47 串列埠是計算機上一種非常通用的裝置通訊協議。串列埠的引腳定義 9芯訊號方向來自 縮寫描述 1數據機 cd載波檢測 2數據機 rxd接收資料3pc txd傳送資...
RS232串列埠通訊模組
應為工作需要自己編寫的rs232通訊模組,該模組已經編寫了蠻久,在實際使用中可能有沒有考慮和不完善的地方。如果使用該模組請保留該注釋,如果被修改或編輯請將修改後的 傳送乙份給我 編寫 戴琪英 e mail qiyingdai 163.com 2000 09 01 unit r232comm inte...
RS232串列埠通訊詳解
rs232串列埠通訊詳解 串列埠是計算機上一種非常通用的裝置通訊協議。串列埠的引腳定義 9芯 訊號方向來自 縮寫 描述 1 數據機 cd 載波檢測 2 數據機 rxd 接收資料 3 pc txd 傳送資料 4 pc dtr 資料終端準備好 5 gnd 訊號地 6 數據機 dsr 通訊裝置準備好 7 ...