1.4 RS-232标准
RS-232接口通常以9个引脚(DB-9)的形式出现。一般台式计算机上会有两个RS-232接口,分别称为COM1和COM2。RS-232的最大通信距离为15 m;传输距离短的主要原因是RS-232属单端信号传输,存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题,因此一般用于15 m以内的通信。
EIA-RS-232C是RS-232最早的国际标准,它对RS-232的电气特性、逻辑电平和各种信号线功能都做了规定,RS-232 插座如图 1-5 所示。RS-232 实际上是 EIA-RS-232C的简称。
在TXD和RXD上,逻辑1(MARK,传号)为-3 V~-15 V,逻辑0(SPACE,空号)为+3~+15 V。在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上,信号有效(接通,ON状态,正电压)为+3 V~+15 V;信号空闲(断开,OFF状态,负电压)为-3 V~-15 V。
以上规定说明了RS-323标准对逻辑电平的定义。对于数据(信息码):逻辑1(传号)的电平低于-3 V,最低为-15 V;逻辑0(空号)的电平高于+3 V,最高为15 V。对于控制信号;接通状态(ON)即信号有效的电平高于+3 V,断开状态(OFF)即信号无效的电平低于-3V。也就是说,当传输电平的绝对值大于3V时,电路可以有效地检查出来,介于-3~+3V之间的电压无意义,低于-15 V或高于+15 V的电压也认为无意义,因此,实际工作时,应保证电平在±(3~15) V之间。
图1-5 RS-232插座
RS-232标准定义了DB-9标准连接器中的9根信号线,早期RS-232的主要用途是外接Modem等外部数据通信设备(Data Communication Equipment,DCE)。计算机等主控制器,因为是用于人工来操作的,所以称为数据终端设备(Data Terminal Equipment,DTE)。
以下的编号分别对应于DB-9插座的1~9脚:
(1)数据载波检测(Data Carrier Detect,DCD):用来表示DCE已接通通信链路,告知DTE准备接收数据。
(2)接收数据(Received Data,RXD):通过RXD接收从Modem发送的串行数据(DCE→DTE)。
(3)发送数据(Transmitted Data,TXD):通过 TXD 将串行数据发送到 Modem(DTE→DCE)。
(4)数据终端准备好(Data Terminal Ready,DTR):有效时(ON)状态,表明数据终端可以使用。
(5)GND:保护地和信号地,无方向。
(6)数据发送准备好(Data Set Ready,DSR):有效时(ON)状态,表明Modem处于可以使用的状态。
(7)请求发送(Request to Send,RTS):用来表示DTE请求DCE发送数据,它用来控制Modem是否要进入发送状态。
(8)允许发送(Clear to Send,CTS):用来表示DCE准备好接收DTE发来的数据,是对请求发送信号RTS的响应信号。
(9)振铃指示(Ringing,RI):当Modem收到交换台送来的振铃呼叫信号时,使该信号有效(ON状态),通知终端,已被呼叫。
由于RS-232接口标准出现较早(1962年),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≤115.2 kb/s。
(3)接口使用一根信号线和一根信号返回线构成共地的传输形式,这种共地传输容易产生共模干扰,所以抗噪声干扰能力弱。
(4)传输距离有限,最大传输距离标准值为15 m。
正是因为RS-232的这些明显缺点,导致了RS-485以及RS-422的出现。