RS232接口是美國電子工業(yè)聯(lián)盟（EIA）制定的串行數(shù)據(jù)通信的接口標(biāo)準(zhǔn)，原始編號(hào)全稱是EIA-RS-232（簡(jiǎn)稱232，RS232）。它被廣泛用于計(jì)算機(jī)串行接口外設(shè)連接。連接纜和機(jī)械、電氣特性、信號(hào)功能及傳送過程。

1.特點(diǎn)：

RS-232是現(xiàn)在主流的串行通信接口之一。由于RS232接口標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)較早，難免有不足之處，主要有以下四點(diǎn)。

1.1接口的信號(hào)電平值較高，易損壞接口電路的芯片。RS232接口任何一條信號(hào)線的電壓均為負(fù)邏輯關(guān)系。即：邏輯“1”為-3— -15V；邏輯“0”：+3— +15V ，噪聲容限為2V。即要求接收器能識(shí)別高于+3V的信號(hào)作為邏輯“0”，低于-3V的信號(hào)作為邏輯“1”，TTL電平為5V為邏輯正，0為邏輯負(fù)。與TTL電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL電路連接。

1.2傳輸速率較低，在異步傳輸時(shí)，比特率為20Kbps；因此在51CPLD開發(fā)板中，綜合程序波特率只能采用19200，也是這個(gè)原因。

1.3接口使用一根信號(hào)線和一根信號(hào)返回線與地線構(gòu)成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。

1.4傳輸距離有限，最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為50英尺，實(shí)際上也只能用在15米左右。

在RS-232標(biāo)準(zhǔn)中，字符是以一串行的比特串來一個(gè)接一個(gè)的串行（serial）方式傳輸，優(yōu)點(diǎn)是傳輸線少，配線簡(jiǎn)單，傳送距離可以較遠(yuǎn)。最常用的編碼格式是異步起停（asynchronous start-stop）格式，它使用一個(gè)起始比特后面緊跟7或8 個(gè)數(shù)據(jù)比特（bit），然后是可選的奇偶校驗(yàn)比特，最后是一或兩個(gè)停止比特。所以發(fā)送一個(gè)字符至少需要10比特，帶來的一個(gè)好的效果是使全部的傳輸速率，發(fā)送信號(hào)的速率以10劃分。一個(gè)最平常的代替異步起停方式的是使用高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議（HDLC）。

在RS-232標(biāo)準(zhǔn)中定義了邏輯1和邏輯0電壓級(jí)數(shù)，以及標(biāo)準(zhǔn)的傳輸速率和連接器類型。信號(hào)大小在正的和負(fù)的3－15v之間。RS-232規(guī)定接近0的電平是無效的，邏輯1規(guī)定為負(fù)電平，有效負(fù)電平的信號(hào)狀態(tài)稱為傳號(hào)marking，它的功能意義為OFF，邏輯0規(guī)定為正電平，有效正電平的信號(hào)狀態(tài)稱為空號(hào)spacing，它的功能意義為ON。根據(jù)設(shè)備供電電源的不同，±5、±10、±12和±15這樣的電平都是可能的。

mark和space是從電傳打字機(jī)中來的術(shù)語。電傳打字機(jī)原始的通信是一個(gè)簡(jiǎn)單的中斷直流電路模式，類似與圓轉(zhuǎn)盤電話撥號(hào)的中的信號(hào)。Marking狀態(tài)是指電路是斷開的，spacing狀態(tài)就是指電路是接通的。一個(gè)space就表明有一個(gè)字符要開始發(fā)送了，相應(yīng)的停止的時(shí)候，停止位就是marking。當(dāng)線路中斷的時(shí)候，電傳打字機(jī)不打印任何有效字符，周期性的連續(xù)收到全0信號(hào)

RS-232設(shè)計(jì)之初是用來連接調(diào)制解調(diào)器做傳輸之用，也因此它的腳位意義通常也和調(diào)制解調(diào)器傳輸有關(guān)。RS-232的設(shè)備可以分為數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE，Data TerminalEquipment, For example, PC）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE，DataCommunication Equipment）兩類，這種分類定義了不同的線路用來發(fā)送和接受信號(hào)。一般來說，計(jì)算機(jī)和終端設(shè)備有DTE連接器，調(diào)制解調(diào)器和打印機(jī)有DCE連接器。但是這么說并不是總是嚴(yán)格正確的，用配線分接器測(cè)試連接，或者用試誤法來判斷電纜是否工作，常常需要參考相關(guān)的文件說明。

RS-232指定了20個(gè)不同的信號(hào)連接，由25個(gè)D-sub（微型D類）管腳構(gòu)成的DB-25連接器。很多設(shè)備只是用了其中的一小部分管腳，出于節(jié)省資金和空間的考慮不少機(jī)器采用較小的連接器，特別是9管腳的D-sub或者是DB-9型連接器被廣泛使用絕大多數(shù)自IBM的AT機(jī)之后的PC機(jī)和其他許多設(shè)備上。DB-25和DB-9型的連接器在大部分設(shè)備上是雌型，但不是所有的都是這樣。最近，8管腳的RJ-45型連接器變得越來越普遍，盡管它的管腳分配相差很大。EIA/TIA 561標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一種管腳分配的方法，但是由Dave Yost發(fā)明的被廣泛使用在Unix計(jì)算機(jī)上的Yost串連設(shè)備配線標(biāo)準(zhǔn)（"Yost Serial Device Wiring Standard"）以及其他很多設(shè)備都沒有采用上述任一種連線標(biāo)準(zhǔn)。

信號(hào)的標(biāo)注是從DTE設(shè)備的角度出發(fā)的，TD、DTR和RTS信號(hào)是由DTE產(chǎn)生的，RD、DSR、CTS、DCD和RI信號(hào)是由DCE產(chǎn)生的。接地信號(hào)是所有連接都公共的，在Yost的標(biāo)準(zhǔn)中接地信號(hào)外部有兩個(gè)管腳事實(shí)上是同一個(gè)信號(hào)。如果兩個(gè)通信設(shè)備的距離相差的很遠(yuǎn)或者是有兩個(gè)不同的供電系統(tǒng)供電，那么地信號(hào)在兩個(gè)設(shè)備間會(huì)不一樣，從而導(dǎo)致通信失敗，跟蹤描述這樣的情形是很困難的。

2.電纜：

由于RS-232實(shí)現(xiàn)中的各種不同和矛盾，要決定使用哪個(gè)合適的電纜來連接兩個(gè)通信設(shè)備不是一件非常容易的事。用同一種類型的連接器來連接DCE和DTE設(shè)備需要直接的電纜還要有合適的終點(diǎn)。凹凸轉(zhuǎn)換器被用于電纜和連接器間解決性別失配問題。用不同連接器來連接設(shè)備需要根據(jù)上表，用不同的電纜來連接相應(yīng)的管腳。電纜一端9管腳，另一端25管腳是很普通的，生產(chǎn)以RJ-45型為連接器的設(shè)備廠家通常都會(huì)提供DB-25 或者DB-9型接頭的電纜（有時(shí)候則是接頭可交換的電纜，可供多種設(shè)備工作）。

連接兩個(gè)DTE設(shè)備需要一個(gè)虛擬調(diào)制解調(diào)器來充當(dāng)DCE交換相應(yīng)的信號(hào)（TD-RD,DTR-DSR, and RTS-CTS）。這個(gè)可以由單獨(dú)的設(shè)備加上兩根電纜或者用一根電纜來完成。Yost標(biāo)準(zhǔn)里虛擬調(diào)制解調(diào)器是一個(gè)全反線，它把一個(gè)端口的1到8號(hào)管腳翻轉(zhuǎn)和另一個(gè)端口的8到1號(hào)管腳相連接（不要和以太網(wǎng)的反絞線混淆，以太網(wǎng)反絞線接線是非常不同的）。

為了配置和診斷RS-232電纜，可以采用配線分接器。配線分接器有凹凸RS-232連接器，可以內(nèi)嵌式的連接線路，而且提供對(duì)應(yīng)每個(gè)管腳的顯示燈，還可以各種配置方式連接管腳。

RS-232電纜和很多連接器都可以在電子產(chǎn)品的商店找到，電纜可能是3到25個(gè)管腳的，典型應(yīng)用的是4到6個(gè)管腳的。平RJ（電話線類型）電纜可以和專門的RJ-RS-232連接器一起使用，后者是最容易配置的連接器。

雙向接口能夠只需要3根線制作是因?yàn)?/span>RS-232的所有信號(hào)都共享一個(gè)公共接地。非平衡電路使得RS-232非常的容易受兩設(shè)備間基點(diǎn)電壓偏移的影響。對(duì)于信號(hào)的上升期和下降期，RS-232也只有相對(duì)較差的控制能力，很容易發(fā)生串話的問題。RS-232被推薦在短距離（15m以內(nèi)）間通信。由于非對(duì)稱電路的關(guān)系，RS-232接口電纜通常不是由雙絞線制作的。

有些設(shè)備也需要“握手”協(xié)議，例如，20號(hào)管腳一般用于指示“設(shè)備就緒”。管腳也可是跳過的或者從連接器接回。例如設(shè)備A的一個(gè)管腳發(fā)送信號(hào)詢問對(duì)方“你準(zhǔn)備好了嗎？” 假如設(shè)備B沒有發(fā)送這樣的指示信號(hào)。公共的握手管腳為20、8、4和6。

3.設(shè)置：

串行通信在軟件設(shè)置里需要做多項(xiàng)設(shè)置，最常見的設(shè)置包括波特率（Baud Rate）、奇偶校驗(yàn)（Parity Check）和停止位（Stop Bit）。

3.1波特率（又稱鮑率）：是指從一設(shè)備發(fā)到另一設(shè)備的波特率，即每秒鐘多少比特bits per second (bit/s)。典型的波特率是300, 1200, 2400, 9600, 15200, 19200等bit/s。一般通信兩端設(shè)備都要設(shè)為相同的波特率，但有些設(shè)備也可以設(shè)置為自動(dòng)檢測(cè)波特率。

3.2奇偶校驗(yàn)（Parity：是用來驗(yàn)證數(shù)據(jù)的正確性。奇偶校驗(yàn)一般不使用，如果使用，那么既可以做奇校驗(yàn)（Odd Parity）也可以做偶校驗(yàn)（Even Parity）。奇偶校驗(yàn)是通過修改每一發(fā)送字節(jié)（也可以限制發(fā)送的字節(jié)）來工作的。如果不作奇偶校驗(yàn)，那么數(shù)據(jù)是不會(huì)被改變的。在偶校驗(yàn)中，因?yàn)?/span>奇偶校驗(yàn)位會(huì)被相應(yīng)的置1或0（一般是最高位或最低位），所以數(shù)據(jù)會(huì)被改變以使得所有傳送的數(shù)位（含字符的各數(shù)位和校驗(yàn)位）中“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)；在奇校驗(yàn)中，所有傳送的數(shù)位（含字符的各數(shù)位和校驗(yàn)位）中“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)。奇偶校驗(yàn)可以用于接受方檢查傳輸是否發(fā)送生錯(cuò)誤——如果某一字節(jié)中“1”的個(gè)數(shù)發(fā)生了錯(cuò)誤，那么這個(gè)字節(jié)在傳輸中一定有錯(cuò)誤發(fā)生。如果奇偶校驗(yàn)是正確的，那么要么沒有發(fā)生錯(cuò)誤要么發(fā)生了偶數(shù)個(gè)的錯(cuò)誤。如果用戶選擇數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為8位，則因?yàn)闆]有多余的比特可被用來作為同比特，因此就叫做“無位元（Non Parity）”。

3.3停止位：是在每個(gè)字節(jié)傳輸之后發(fā)送的，它用來幫助接受信號(hào)方硬件重同步。

RS-232在傳送數(shù)據(jù)時(shí)，并不需要另外使用一條傳輸線來傳送同步信號(hào)，就能正確的將數(shù)據(jù)順利傳送到對(duì)方，因此叫做“異步傳輸”，簡(jiǎn)稱UART(Universal Asynchronous ReceiverTransmitter)，不過必須在每一筆數(shù)據(jù)的前后都加上同步信號(hào)，把同步信號(hào)與數(shù)據(jù)混和之后，使用同一條傳輸線來傳輸。比如數(shù)據(jù)11001010被傳輸時(shí)，數(shù)據(jù)的前后就需加入Start(Low)以及Stop(High)等兩個(gè)比特，值得注意的是，Start信號(hào)固定為一個(gè)比特，但Stop停止比特則可以是1、1.5或者是2比特，由使用RS-232的傳送與接收兩方面自行選擇，但需注意傳送與接受兩者的選擇必須一致。在串行通信軟件設(shè)置中D/P/S是常規(guī)的符號(hào)表示。8/N/1（非常普遍）表明8bit數(shù)據(jù)，沒有奇偶校驗(yàn)，1bit停止位。數(shù)據(jù)位可以設(shè)置為7、8或者9，奇偶校驗(yàn)位可以設(shè)置為無（N）、奇（O）或者偶（E），奇偶校驗(yàn)可以使用數(shù)據(jù)中的比特（bit），所以8/E/1就表示一共8位數(shù)據(jù)位，其中一位用來做奇偶校驗(yàn)位。停止位可以是1、1.5或者2位的（1.5是用在波特率為60wpm的電傳打字機(jī)上的）。

流量控制：當(dāng)需要發(fā)送握手信號(hào)或數(shù)據(jù)完整性檢測(cè)時(shí)需要制定其他設(shè)置。公用的組合有RTS/CTS, DTR/DSR或者XON/XOFF（實(shí)際中不使用連接器管腳而在數(shù)據(jù)流內(nèi)插入特殊字符）。

接受方把XON/XOFF信號(hào)發(fā)給發(fā)送方來控制發(fā)送方何時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，這些信號(hào)是與發(fā)送數(shù)據(jù)的傳輸方向相反的。XON信號(hào)告訴發(fā)送方接受方準(zhǔn)備好接受更多的數(shù)據(jù)，XOFF信號(hào)告訴發(fā)送方停止發(fā)送數(shù)據(jù)直到知道接受方再次準(zhǔn)備好。XON/XOFF一般不贊成使用，推薦用RTS/CTS控制流來代替它們。 XON/XOFF是一種工作在終端間的帶內(nèi)方法，但是必須兩端都支持這個(gè)協(xié)議，而且在突然啟動(dòng)的時(shí)候會(huì)有混淆的可能。 XON/XOFF可以工作于3線的接口。RTS/CTS最初是設(shè)計(jì)為電傳打字機(jī)和調(diào)制解調(diào)器半雙工協(xié)作通信的，每次它只能一方調(diào)制解調(diào)器發(fā)送數(shù)據(jù)。終端必須發(fā)送請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)然后等到調(diào)制解調(diào)器回應(yīng)清除發(fā)送信號(hào)。盡管RTS/CTS是通過硬件達(dá)到握手，但它有自己的優(yōu)勢(shì)。

ASR（Automatic Send Receive）電傳打字機(jī)有一個(gè)紙帶讀卡機(jī)。當(dāng)讀卡機(jī)讀數(shù)據(jù)的時(shí)候字符被發(fā)提交去。ASR電傳打字機(jī)里收到一個(gè)XOFF字符就關(guān)掉紙帶讀卡機(jī)收到一個(gè)XON字符就啟動(dòng)紙帶讀卡機(jī)。當(dāng)遠(yuǎn)端系統(tǒng)有必要降低發(fā)送放的速率時(shí)就發(fā)出XOFF。在原始的系統(tǒng)中，消息要用紙帶事先準(zhǔn)備好，傳送的時(shí)間才能被縮短。那時(shí)的帶寬非常有限并且昂貴，有時(shí)候傳輸不得不推遲到晚上進(jìn)行，這也正推動(dòng)了簡(jiǎn)明電報(bào)表達(dá)的發(fā)展。在有些早期的小型機(jī)中，ASR紙帶讀卡機(jī)和紙帶穿孔器也是唯一的恢復(fù)程序的方法。

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