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最早的串行接口之一通常稱為RS232。它最初建立于1962年,是一種將數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)(如機電傳輸打字機)連接到數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DCE)的方法。多年來,它的用途包括連接視頻終端、計算機和調(diào)制解調(diào)器。第一臺個人計算機包括一個稱為串行端口的RS232,用于連接打印機或其他外圍設(shè)備。如今,它仍然廣泛應(yīng)用于嵌入式計算機開發(fā)系統(tǒng)、科學(xué)儀器和各種工業(yè)控制設(shè)備中。
本標(biāo)準(zhǔn)的官方名稱為EIA/tia-232-f。f代表最近的標(biāo)準(zhǔn)修改和更新。本標(biāo)準(zhǔn)與國際電信聯(lián)盟(ITU-T)規(guī)范V.24和V.28基本相同。
RS232和RS485串行接口的區(qū)別:RS232串行端口
1.電壓電平定義邏輯1或標(biāo)志和邏輯0或空格字符?!?V之間的電壓無效。
電纜介質(zhì)可以是簡單的平行線或雙絞線。電纜的長度決定了更高的數(shù)據(jù)速率,通常不應(yīng)超過50英尺。但是,當(dāng)數(shù)據(jù)速率較低時,可以使用較長的電纜長度。今天的主要目標(biāo)是使用線間電容不超過2500英尺的電纜。這將數(shù)據(jù)速率上限限制在20英尺左右。由于接口使用的數(shù)據(jù)速率較低,電纜通常不被視為正式的傳輸線。傳輸線需要匹配發(fā)電機阻抗和負(fù)載阻抗,以消除數(shù)據(jù)損壞的反射。本標(biāo)準(zhǔn)定義了一個名為db-25的25針連接器,該連接器設(shè)計用于承載各種控制線路以及串行數(shù)據(jù)傳輸和接收線路。今天很少使用這種連接器。相反,定義為事實上的9針連接器現(xiàn)已成為事實上的標(biāo)準(zhǔn)。
RS232與RS485串口的區(qū)別:RS232接口九針連接器原理圖
2.流行的DB9連接器攜帶所示信號。這些編號是接頭上的針腳編號。
起初,機電設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸速度非常慢。最低速度通常為75位/秒,但通常為150位/秒和300位/秒?,F(xiàn)在,數(shù)據(jù)速率根據(jù)接口使用的協(xié)議定義,范圍高達115.2kbit/s。通常的數(shù)據(jù)速率為120024004800960001920038400115200位/秒。最大允許的轉(zhuǎn)換速率為30V/100V、48009600、191900,38400115200位/秒,數(shù)據(jù)速率受30V/10V/10V(伏特/微秒)的最大允許轉(zhuǎn)換速率限制。對于短的低電容電纜,使用適當(dāng)?shù)尿?qū)動器,數(shù)據(jù)速率可以達到每秒幾兆比特。
許多RS-232連接是單向的或單路的。然而,可以使用可用的特殊信號和控制電壓實現(xiàn)雙向或半雙工操作。兩個相互連接的設(shè)備交替發(fā)送和接收。
接口中的控制信號定義了發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的協(xié)議。這些信號在兩個通信設(shè)備忙時(發(fā)送、準(zhǔn)備和接收)通知它們。發(fā)送設(shè)備為DTE(如計算機),接收設(shè)備為DCE(如打印機)。通用九針接頭上使用的控制信號為:
數(shù)據(jù)載波檢測(DCD):DCE通知DTE它正在接收有效的輸入信號。
數(shù)據(jù)集就緒(DSR):DCE告訴DTE它已連接并準(zhǔn)備接收。
接收數(shù)據(jù)(RD):這是從DTE接收的實際信號。
發(fā)送請求(RTs):來自DTE的此信號告訴DCE準(zhǔn)備發(fā)送。
傳輸數(shù)據(jù)(TD):這是DTE發(fā)送的信號。
清除發(fā)送(CTS):DCE上的這一行告訴DTE它已準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)終端就緒(DTR):從DTE到DCE的這一行表示它已準(zhǔn)備好發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。
環(huán)形指示器(RI):此線路用于較舊的調(diào)制解調(diào)器連接,但不再使用。
信號接地:這是所有信號的公共接地。
下圖顯示了從DTE到DCE的電纜連接。注意控制線引腳之間的互連。這些引腳上的信號在稱為流控制或“握手”的過程中相互響應(yīng)。
3.這是DTE和DCE設(shè)備之間的常見連接。注意從一個連接器到另一個連接器的電纜連接。
雖然不是RS-232標(biāo)準(zhǔn)的正式部分,但大多數(shù)使用此接口的串行設(shè)備也使用所謂的通用異步收發(fā)器(UART)。IC通常與線路驅(qū)動器和接收器電路分離,以實現(xiàn)一次最多傳輸8位的基本通信協(xié)議。它執(zhí)行串行到并行和并行到串行轉(zhuǎn)換,添加開始位和停止位以表示數(shù)據(jù)字的開始和結(jié)束,奇偶校驗位錯誤檢測和數(shù)據(jù)速率建立。
數(shù)據(jù)通常是ASCII字符,但最多可傳輸8位的任何數(shù)據(jù)字(圖4)。UART通??梢耘渲脼樘幚聿煌淖珠L(5到8位),添加1、1.5或2個停止位,并包括奇偶校驗位或無奇偶校驗位。從75位/秒到115.2kbit/s的數(shù)據(jù)速率是可選的。
目前,tia-232標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)部署在各種低數(shù)據(jù)速率和短距離應(yīng)用中。它特別適用于噪音環(huán)境中使用的設(shè)備,如工廠、過程控制裝置和公用設(shè)施。電纜長度通常小于50英尺。通用設(shè)備包括低速調(diào)制解調(diào)器、工業(yè)控制設(shè)備,如可編程邏輯控制器(PLC)、計算機數(shù)控(CNC)機床、機器人、嵌入式控制計算機、醫(yī)療儀器和設(shè)備以及嵌入式控制器開發(fā)系統(tǒng)。
通常,RS232最適合短距離和低速要求。它簡單且便宜,可以使用許多組件(如線路驅(qū)動器和接收器、UART和連接器)來構(gòu)建接口。一些驅(qū)動器允許2或3Mbit/s的短線數(shù)據(jù)速率。大多數(shù)接口芯片包括電荷泵DC-DC轉(zhuǎn)換器,可提供正電源和負(fù)電源電壓,因此IC可通過3.3V或5V單電源工作。