232接口针脚定义_详解串口通信232/485/422，一文就可以搞定！

1、电气特性

EIA-RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信 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 有效(接通，ON状态，正电压)＝+3V～+15V 信 无效(断开，OFF状态，负电压)=-3V～-15V

根据设备供电电源的不同，+-5、+-10、+-12和+-15这样的电平都是可能的。

2、连接器的机械特性

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。最近，8管脚的RJ-45型连接器变得越来越普遍，尽管它的管脚分配相差很大。EIA/TIA 561标准规定了一种管脚分配的方法，但是由Dave Yost发明的被广泛使用在Unix计算机上的Yost串连设备配线标准 (‘Yost Serial Device Wiring Standard’)以及其他很多设备都没有采用上述任一种连线标准。下表中列出的是被较多使用的RS-232中的信 和管脚分配：

双向接口能够只需要3根线制作是因为RS-232的所有信 都共享一个公共接地。非平衡电路使得RS-232非常的容易受两设备间基点电压偏移的影响。对于信 的上升期和下降期，RS-232也只有相对较差的控制能力，很容易发生串话的问题。RS-232被推荐在短距离(15m以内)间通信。由于非对称电路的关系，RS-232接口电缆通常不是由双绞线制作的。

3、传输电缆

RS-232-C标准规定的数据传输速率为每秒50、75、 100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特，驱动器允许有2500pF的电容负载，通信距离将受此电容限制。

例如，采用150pF/m的通信电缆时，最大通信距离为15m；若每米电缆的电容量减小，通信距离可以增加。传输距离短的另一原因是RS-232属单端信 传送，存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，因此一般用于20m以内的通信。

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%而得出下面实验结果。其中1 电缆为屏蔽电缆，型 为DECP.NO.9107723 内有三对双绞线，每对由22# AWG 组成，其外覆以屏蔽 。2 电缆为不带屏蔽的电缆。型 为DECP.NO.9105856-04是22#AWG 的四芯电缆。

停止位是在每个字节传输之后发送的，它用来帮助接受信 方硬件重同步。

在串行通信软件设置中D/P/S是常规的符 表示。8/N/1(非常普遍)表明8bit数据，没有奇偶校验，1bit停止位。数据位可以设置为7、8或者9，奇偶校验位可以设置为无(N)、奇(O)或者偶(E)，奇偶校验位可以使用数据中的比特位，所以8/E/1就表示一共8位数据位，其中一位用来做奇偶校验位。停止位可以是1、1.5或者2位的(1.5是用在波特率为60wpm的电传打字机上的)。

5、传输控制

当需要发送握手信 或数据完整性检测时需要制定其他设置。公用的组合有RTS/CTS，DTR/DSR或者XON/XOFF(实际中不使用连接器管脚而在数据流内插入特殊字符)。

接受方把XON/XOFF信 发给发送方来控制发送方何时发送数据，这些信 是与发送数据的传输方向相反的。XON信 告诉发送方接受方准备好接受更多的数据，XOFF信 告诉发送方停止发送数据直到知道接受方再次准备好。XON/XOFF一般不赞成使用，推荐用RTS/CTS控制流来代替它们。

XON/XOFF是一种工作在终端间的带内方法，但是必须两端都支持这个协议，而且在突然启动的时候会有混淆的可能。

XON/XOFF可以工作于3线的接口。RTS/CTS最初是设计为电传打字机和调制解调器半双工协作通信的，每次它只能一方调制解调器发送数据。终端必须发送请求发送信 然后等到调制解调器回应清除发送信 。尽管RTS/CTS是通过硬件达到握手，但它有自己的优势。

6、RS-232标准的不足

经过许多年来RS-232 器件以及通信技术的改进，RS-232 的通信距离已经大大增加。由于RS-232 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 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。现在由于采用新的UART 芯片16C550 等，波特率达到115.2Kbps。

(3) 接口使用一根信 线和一根信 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 米，实际上也只能用在15米左右。

二、RS485基础知识

针对RS-232串口标准的局限性，人们又提出了RS-422,RS-485接口标准。RS-485/422采用平衡发送和差分接收方式实现通信：发送端将串行口的TTL电平信 转换成差分信 A、B两路输出，经过线缆传输之后在接收端将差分信 还原成TTL电平信 。由于传输线通常使用双绞线，又是差分传输，所以又极强的抗共模干扰的能力，总线收发器灵敏度很高，可以检测到低至200mV电压。故传输信 在千米之外都是可以恢复。

1、RS-485 的电气特性

驱动器能输出±7V的共模电压

接收器的输入电阻RIN≥12kΩ

输入端的电容≤50pF 在节点数为32个，配置了120Ω的终端电阻的情况下，驱动器至少还能输出电压1.5V(终端电阻的大小与所用双绞线的参数有关) 发送端：逻辑’1’以两线间的电压差为+(2 至6) V 表示；逻辑’0’以两线间的电压差为-(2 至6)V 表示。接收器的输入灵敏度为200mV(即(V+)-(V-)≥0.2V，表示信 ’0’；(V+)-(V-)≤-0.2V，表示信 ’1′)

2、传输速率与传输距离

RS-485 的数据最高传输速率为10Mbps，最大的通信距离约为1219M，传输速率与传输距离成反比，在10Kb/S的传输速率下，才可以达到最大的通信距离。

但是由于RS-485 常常要与PC 机的RS-232口通信，所以实际上一般最高115.2Kbps。又由于太高的速率会使RS-485 传输距离减小，所以往往为9600bps 左右或以下。

3、 络拓扑

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。RS-485采用半双工工作方式，支持多点数据通信。

RS-485总线 络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构。即采用一条总线将各个节点串接起来，不支持环形或星型 络。如果需要使用星型结构，就必须使用485中继器或者485集线器才可以。RS-485/422总线一般最大支持32个节点，如果使用特制的485芯片，可以达到128个或者256个节点，最大的可以支持到400个节点。

很多人往往都误认为RS-422串行接口是RS-485串行接口的全双工版本，实际上，它们在电器特性上存在着不少差异，共模电压范围和接收器输入电阻不同使得该两个标准适用于不同的应用领域。RS-485串行接口的驱动器可用于RS-422串行接口的应用中，因为RS-485串行接口满足所有的RS-422串行接口性能参数，反之则不能成立。对于RS-485串行接口的驱动器，共模电压的输出范围是-7V和+12V之间；对于RS-422串行接口的驱动器，该项性能指标仅有±7V。RS-422串行接口接收器的最小输入电阻是4KΩ；而RS-485串行接口接收器的最小输入电阻则是12KΩ。

四、串口基础知识

串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议(不要与通用串行总线Universal Serial Bus或者USB混淆)。大多数计算机包含两个基于RS232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议；很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。同时，串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。

串口通信的概念非常简单，串口按位(bit)发送和接收字节。尽管比按字节(byte)的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。比如IEEE488定义并行通行状态时，规定设备线总常不得超过20米，并且任意两个设备间的长度不得超过2米；而对于串口而言，长度可达1200米。

例如：假设发送方以高波特率发送数据。在传输中，接收方发现由于CPU忙于其他工作，输入buffer已经满了。为了暂时停止传输，接收方发送XOFF，典型的值是十进制19，即十六进制13，直到输入buffer空了。一旦接收方准备好接收，它发送XON，典型的值是十进制17，即十六进制11，继续通信。输入buffer半满时，LabWindows发送XOFF。此外，如果XOFF传输被打断，LabWindows会在buffer达到75％和90％时发送XOFF。显然，发送方必须遵循此守则以保证传输继续。

2、硬件握手

第二种是使用硬件线握手。和Tx和Rx线一样，RTS/CTS和DTR/DSR一起工作，一个作为输出，另一个作为输入。第一组线是RTS (Request to Send)和CTS(Clear to Send)。当接收方准备好接收数据，它置高RTS线表示它准备好了，如果发送方也就绪，它置高CTS，表示它即将发送数据。另一组线是DTR(Data Terminal Ready)和DSR(Data Set Ready)。这些现主要用于Modem通信。使得串口和Modem通信他们的状态。例如：当Modem已经准备好接收来自PC的数据，它置高DTR线，表示和电话线的连接已经建立。读取DSR线置高，PC机开始发送数据。一个简单的规则是DTR/DSR用于表示系统通信就绪，而RTS/CTS用于单个数据包的传输。

XModem使用介于如下参数的协议：start_of_data、end_of_data、neg_ack、wait_delay、 start_delay、max_tries、packet_size。这些参数需要通信双方认定，标准的XModem有一个标准的定义：然而，可以通过 XModemConfig函数修改，以满足具体需要。这些参数的使用方法由接收方发送的字符neg_ack确定。这通知发送方其准备接收数据。它开始尝试发送，有一个超时参数start_delay；当超时的尝试超过max_ties次数，或者收到接收方发送的start_of_data，发送方停止尝试。如果从发送方收到start_of_data，接收方将读取后继信息数据包。包中含有包的数目、包数目的补码作为错误校验、packet_size字节大小的实际数据包，和进一步错误检查的求和校验值。在读取数据后，接收方会调用wait_delay，然后想发送方发送响应。如果发送方没有收到响应，它会重新发送数据包，直到收到响应或者超过重发次数的最大值max_tries。如果一直没有收到响应，发送方通知用户传输数据失败。

由于数据必须以pack_size个字节按包发送，当最后一个数据包发送时，如果数据不够放满一个数据包，后面会填充ASCII码NULL(0)字节。这导致接收的数据比原数据多。在XModem情况下一定不要使用XON/XOFF，因为XModem发送方发出包的数目很可能增加到XON/OFF控制字符的值，从而导致通信故障。

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