微机原理接口技术：RS-232C标准

EIA-RS-232C（Electronic Industrial Associate-Recommend Standard-232C）标准最初是为远程通信连接数据终端设备（Data Terminal Equipment，DTE）与数据通信设备（Data Communication Equipment，DCE）而制定的串行通信接口标准，简称RS-232C标准。目前，它又被广泛地应用于计算机串行通信。通常使用的串行通信接口标准有RS-232C、RS-422和RS-485几种，但它们的基础是RS-232C标准。RS-232C标准对串行通信接口的信号线功能、电气特性都作了明确规定，适合于数据传输速率比较低（<20000bit/s）的通信。RS-232C标准具有这样一些特点：

①RS-232C具有25条不同功能的信号线，并对其中的20条作了定义；计算机只使用其中的9针。

②RS-232C支持全双工方式。

③RS-232C支持标准的数据传输率：50bit/s、75bit/s、110bit/s、150bit/s、300bit/s、600bit/s、1200bit/s、2400bit/s、4800bit/s、9600bit/s、19200bit/s。

④RS-232C采用负逻辑，以负电平（-3～-25V）作逻辑“1”；以正电平（+3～+25V）作逻辑“0”，提高了信号的抗干扰能力。

⑤RS-232C支持近距离（15m）通信，当进行远程通信时支持Modem。

1.信号线

RS-232C是PC上串口通信的标准配置，如图6-25所示。通常是9针引脚接口，有些设备还使用25针引脚接口，如图6-27所示。

RS-232C信号线大致分为三类：数据线（TxD、RxD）、调制解调控制线（RTS、CTS、DTR、DSR、DCD、RI）和地线（GND），见表6-4。

表6-4 RS-232C常用信号线

（1）信号线的逻辑功能

①TxD：发送数据线。A的发送端发出的串行数据信息通过TxD直接发送给B的接收端（RxD），或者再经过Modem，然后发送给B。

②RxD：接收数据线。接收端通过RxD接收对方发来的串行数据。

③RTS：请求发送，输出，高电平有效。当发送方准备好（发送数据）时，向对方发出RTS，请求对方同意发送；只有当对方同意时，发送方才能向对方发送数据。

④CTS：清除（允许）发送，输入，高电平有效。接收方对发送方RTS的响应（握手）信号经过CTS进入发送方。当CTS信号有效时，表示接收方同意发送方进行数据发送。

⑤DTR：数据终端设备准备好，输出，高电平有效。当DTR信号有效时，表示接收方准备好，可以使用。

⑥DSR：数据通信设备（数据装置）准备好，输入，高电平有效。当DSR信号有效时，表示发送方准备好，可以使用。

⑦DCD：载波检出信号，输入，高电平有效。该信号有效，表示已检出信号。

⑧RI：振铃信号线，输入，高电平有效。该信号有效，表示数据通信链路已接通。

⑨GND：信号地线。

注意：RS-232C标准中所提到的“发送”和“接收”，都是站在DTE的立场上，而不是站在DCE的立场来定义的。在计算机系统中，A机和B机能进行双向传输，双方都能发送/接收，因此要作新的理解。

（2）信号线连接方法

在双机通信时，A机RS-232C和B机RS-232C直接连接的方法有三种，如图6-25所示。但无论使用哪种方式，双机的地线必须连接在一起。

图6-25 RS-232C通信连接

a）三线制 b）七线制（1） c）七线制（2）(www.xing528.com)

①理论接法（七线制）。支持Modem，使用握手信号控制数据传送，如图6-25c所示。

②简易接法（七线制）。支持Modem，使用一些握手信号控制数据传送，如图6-25b所示。

③简易接法（三线制）。不使用握手信号控制数据传送，如图6-25a所示。

图6-25c的工作过程如下，此处假设A机发送给B机，反之亦真。

①A机的RTS（有效），表示请求发送。

②B机的DSR有效，即表示已接收到A机的请求发送信号，知道A机（数据设备）已准备好。

③B机在做好准备以后，发DTR信号给A机的DSR，表示B机（数据终端）已准备好接收。

④A机的CTS有效，即表示已接收到B机的同意接收信号。

⑤A机将数据经TxD发送给B机RxD。

2.电气属性

（1）逻辑电平

RS-232C（EIA）的逻辑电平与TTL不同，它采用负逻辑，不归0（不回到0V），目的是为了提高抗干扰能力和补偿传输线上的信号衰减，保证传输信号的正确性。RS-232C标准对信号的逻辑定义（EIA逻辑）如下：

①逻辑1（Mark）电平规定为-3～-25V。

②逻辑0（Space）电平规定为+3～+25V。

在PC中规定：RS-232C（EIA）逻辑0：+12V；逻辑1：-12V。由于TTL电平使用正逻辑，它规定：逻辑0：+0V；逻辑1：+3V。因此两者之间应该使用电平转换，转换采用专用芯片来完成。

（2）电平转换

常用的转换芯片有MC1488、SN75150和MC1489、SN75154，它们只能实现单向转换。MC1488、SN75150用于从TTL到EIA电平的转换；MC1489、SN75154用于从EIA到TTL电平的转换。使用MAX232芯片可实现TTL-EIA电平双向转换。电平转换电路如图6-26所示。

图6-26 电平转换电路

3.机械属性

任何一种总线标准都需要一个载体。RS-232C的载体是具有25针的连接器。连接器即通信电缆的插头插座。所谓机械属性是指：针的强度、针的机械尺寸、针之间的距离、针在插座中的排列位置等，这些都有明确的规定。DB-25型是早期PC使用的连接器，它除了支持EIA电压接口外，还支持20mA电流环接口。后期的微型计算机串行接口不支持电流环接口，采用DB-9型连接器。DB-25型和DB-9型连接器的外形及信号引脚分配分别如图6-27所示。

图6-27 D形连接器

a）DB-25型连接器 b）DB-9型连接器

RS-232C对通信电缆长度也有明确的规定，通常规定为15m，这也就是对近距离通信的界定，即两台计算机或终端的最大物理距离是15m。通信电缆采用普通非屏蔽多芯电缆，它能满足15m内RS-232C规定最大负载电容为2500pF的要求。