概述
由于其相对简单和低硬件成本(与并行接口相比),串行通信在电子行业中被广泛使用。今天,最流行的串行通信标准当然是EIA/TIA-232-E规范。该标准由电子工业协会和电信工业协会(EIA/TIA)开发,更普遍地称为简单的RS-232,其中RS代表“推荐标准”。尽管近年来,为了帮助识别标准的来源,该RS前缀已被EIA/TIA取代,但本文使用了通用的RS-232表示法。
EIA/TIA-232-E标准的正式名称是“采用串行二进制数据交换的数据终端设备和数据电路终端设备之间的接口”。虽然这个名称听起来很吓人,但该标准只是涉及主机系统(数据终端设备,简称DTE)和外围系统(数据电路终端装置,简称DCE)之间的串行数据通信。关于串行通信的所有内容,可见开篇的链接。
EIA/TIA-232-E标准于1962年引入,此后进行了四次更新,以满足串行通信应用不断发展的需求。标准名称中的字母“E”表示这是该标准的第五次修订。
上图是官方的标准文件,有需要电子版的朋友,继续关注,后续会统一归纳总结一份。
电气特性
由于最初的RS-232标准是在1962年定义的,在TTL逻辑出现之前,该标准不使用5V和接地逻辑电平也就不足为奇了。相反,驱动器输出的高电平被定义为在+5V到+15V之间,而驱动器输出的低电平被定义在-5V到-15V之间。接收器逻辑电平被定义为提供2V噪声裕度。因此,接收器的高电平被定义为在+3V到+15V之间,低电平在-3V到-15V之间。
上图说明了RS-232标准定义的逻辑电平。需要注意的是,对于RS-232通信,低电平(-3V至-15V)被定义为逻辑1,在历史上被称为“marking”。类似地,高电平(+3V至+15V)被称为逻辑0,并被称作“spacing”。
RS-232标准还限制了驱动器输出的最大转换速率。包括这一限制是为了帮助降低相邻信号之间串扰的可能性。上升和下降的时间越慢,发生串扰的可能性就越小。考虑到这一点,允许的最大转换速率为30V/ms。此外,标准定义了20kbps的最大数据速率,再次减少了串扰的机会。
标准还定义了驱动器和接收器之间的接口的阻抗。驱动的负载规定为3kΩ至7kΩ。在最初的RS-232标准中,驱动器和接收器之间的电缆长度被指定为最大15米。修订版“D”(EIA/TIA-232-D)更改了本部分标准。该标准没有规定电缆的最大长度,而是规定了2500pF的最大电容负载,这显然是一个更合适的规范。最大电缆长度由电缆规格中提供的每单位长度电缆的电容量决定。
总结下RS232的电气特性如下表所示:
接口功能特性
RS-232标准不仅包括电气特性的规范,还包括接口的功能特性。功能特性指的是RS-232定义了接口中使用的不同信号的功能。这些信号分为四个不同的类别:公共信号、数据信号、控制信号和定时信号。以下是这些信号的简要说明:
这里总结下RS232定义的详细接口说明:
机械接口特性
RS-232规定25针连接器为最小连接器尺寸,可容纳标准功能部分中定义的所有信号。尽管RS-232指定了一个25位连接器,但通常不使用此连接器。大多数应用程序不需要所有定义的信号,因此,通常使用其他类型的连接器,比如DB9连接器。
其他
1.RS232的数据通信规则和说明
这里的内容已经在往期详细介绍(包括波特率、数据位、停止位及奇偶校验等):
2.握手Handshaking(Flow Control)
介绍为什么需要进行握手,及常规接线、软件握手和硬件握手等内容:
RS232不就是接RTX和DTX两根线吗?那你还接其他的(RTS、CTS等)干嘛呢?
3.应用场景
RS232是有多年历史传统的通信方式,虽然新的通信方式日新月异,但依然应用广泛,比如:
4.RS232协议的限制
尽管RS232已被广泛用于串行通信,但它也有一定的局限性,导致近年来其普及率下降。以下是RS232的一些限制:
好了,关于RS232的内容全部介绍完成,如果还有需要了解的内容,请参考下方的链接文章,当然也可以留言区留言讨论!
参考链接: