电气特性及电平转换设计：RS-232-C接口电路的应用

DTE/DCE接口标准的电气特性主要规定了发送端驱动器与接收端驱动器的信号电平、负载容限、传输速率及传输距离。RS-232-C接口使用负逻辑，即逻辑“1”用负电平（范围为-5～-15V）表示，逻辑“0”用正电平（范围为+5～+15V）表示，-3～+3V为过渡区，逻辑状态不确定（实际上这一区域电平在应用中是禁止使用的），如图3-20所示。RS-232-C的噪声容限是2V。

图3-20　RS-232-C接口电路

根据RS-232-C的电气特性可知，RS-232-C接口电平与TTL电平（TTL电平的逻辑“1”是2.4V，逻辑“0”是0.4V）不兼容，所以要外加电路实现电平转换。目前可用已有的集成电路电平转换器来进行电平转换。MC1488发送器输入TTL电平，产生RS-232-C输出电平，它的电源一般取12V，输出为9V左右。MC1489接收器使用标准5V电源，输入为RS-232-C电平，输出为TTL电平，该接收器具有1V噪声保护功能。(www.xing528.com)

RS-232-C的电气特性有一些不足之处，首先是参考地（信号地）问题。发送端和接收端是对信号地测量的，信号地与逻辑地连接在一起，但发送端和接收端的逻辑地可能不一致，使信号地中有地电流。而导线是有电阻的，所以导线的两端存在电压降，当发送器对接口电路施加电压时，这个电压降会使接收器收到的电压与没有电位差时收到的电压不同。为尽量减少地电位对信号的影响，RS-232-C接口使用较高的传送电压。

另一个电气问题是电缆电容。EIA标准规定在数据传输率为20kbit/s时，被驱动电路的电容（包括所连电缆电容）必须小于2500pF。对于一个多芯电缆来说，每英尺40～50pF电容是很平常的，所以满足电容特性的电缆长度为15m。因此RS-232-C标准中规定在数据传输率为20kbit/s时，RS-232-C传输电缆的长度不能超过15m。实际上可以正常工作的电缆长度远远大于给出的限制，但由于电缆电容、时钟频率变化、噪声干扰和地电位差的影响，会使工作不可靠，所以电缆长度只能限制为不能超过50ft。当数据传输率较低时，可以适当增加电缆长度。如数据传输率为1200bit/s时，电缆长度可达3000ft；当数据传输率为9600bit/s时，传输电缆长度为200ft。