串口通信基本接线方法
龚建伟 2001.6.20
目次:1.DB9和DB25的常用信号脚说明 2.RS232C串口通信接线方法 3.串口调试中要注意的几点
目前较为常用的串口有9针串口(DB9)和25针串口(DB25),通信距离较近时(<12m),可以用电缆线直接连接标准RS232端口(RS422,RS485较远),若距离较远,需附加调制解调器(MODEM)。最为简单且常用的是三线制接法,即地、接收数据和发送数据三脚相连,本文只涉及到最为基本的接法,且直接用RS232相连,以回答前段网友的咨询。 1.DB9和DB25的常用信号脚说明
9针串口(DB9) 25针串口(DB25) 功能说明 缩写针号缩写功能说明 针号
DCD数据载波检测8 1数据载波检测 DCDRXD 3 RXD 接收数据 2 接收数据
TXD TXD 发送数据发送数据 3 2DTR数据终端准备 20DTR 4 数据终端准备GND 信号地信号地 7 5GND DSR数据准备好数据设备准备好 6 6 DSRRTS请求发送 请求发送 RTS 74 CTSCTS 清除发送 5 8清除发送 DEL振铃指DEL振铃指2 2.RS232C串口通信接线方法(三线制)
首先,串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现:同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连,两个串口相连或一个串口和多个串口相连 ?
? 同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连 对9针串口和25针串口,均是2与3直接相连; ?
? 两个不同串口(不论是同一台计算机的两个串口或分别是不同计算机的串口)
9针-9针 25针-25针 9针-25针
2 2 2 3 3 2.7 7 5 5 57
3 2 2 3 3 3
上面表格是对微机标准串行口而言的,还有许多非标准设备,如接收GPS数据或电子罗盘数据,只要记住一个原则:接收数据针脚(或线)与发送数据针脚(或线)相连,彼些交叉,信号地对应相接,就能百战百胜。 3.串口调试中要注意的几点: ?
? 不同编码机制不能混接,如RS232C不能直接与RS422接口相连,市面上专门的各种转换器卖,必须通过转换器才能
连接;
?线路焊接要牢固,不然程序没问题,却因为接线问题误事;
?串口调试时,准备一个好用的调试工具,如串口调试助手、串口精灵等,有事半功倍之效果; ?强烈建议不要带电插拨串口,插拨时至少有一端是断电的,否则串口易损坏。
有关RS232和RS485接口的问答 来自 中国工控网
什么是RS-232-C接口?采用RS-232-C接口有何特点?传输电缆长度如何考虑?
答: 计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低,特别是在远程传输时,避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。 在串行通讯时,要求通讯双方都采用一个标准接口,使不同 的设备可以方便地连接起来进行通讯。 RS-232-C接口(又称 EIA RS-232-C)是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统、 调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标 准。它的全名是“数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)之间 串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25个脚的 DB25连接器,对连接器的每个引脚的信号内容加以规定,还对各种信 号的电平加以规定。
(1)接口的信号内容 实际上RS-232-C的25条引线中有许多是很少使用的,在计算机与终端通讯中一般只使用3-9条引线。RS-232-C最常用的9条引线的信号内容见附表1所示
(2)接口的电气特性 在RS-232-C中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即:逻 辑“1”,-5— -15V;逻辑“0” +5— +15V 。噪声容限为2V。即 要求接收器能识别低至+3V的信号作为逻辑“0”,高到-3V的信号 作为逻辑“1” 附表1 引脚序号 2 3 4 5 信号名称 发送数据 接收数据 请求发送 允许发送 符号 TXD RXD RTS CTS 流向 DTE→DCE ←DTEDCE DCE →DTE ←DTEDCE 功能 DTE发送串行数据 DTE接收串行数据 DTE请求DCE将线路切换到发送方式 DCE告诉DTE线路已接通可以发送数据 6 7 8 20 22
数据设备准备好 信号地 载波检测 数据终端准备好 振铃指示 DSR DCD DTR RI ←DTEDCE DTE ←DCE →DTEDCE DCE←DTE DCE准备好 信号公共地 表示DCE接收到远程载波 DTE准备好 出现振铃,与线路接通DCE表示 通常插头在接口的物理结构(3) RS-232-C25芯插头座,的接口连接器一般使用型号为DB-25,. 端插座在,端DCEDTE接口RS-232-C机连接的一些设备与PC,因为不使用对方的传送控制信号芯插头座,即“发送数据”、“接收数据”和“信号地”。所以采用,只需三条接口线的DB-99 传输线采用屏蔽双绞线。英 )传输电缆长度4(由的情况下,传输电缆长度应为4%标准规定在码元畸变小于RS-232C5010-20%4%尺,其实这个99%的码元畸变是很保守的,在实际应用中,约有的用户是按码元畸变公司曾规定允许码元畸变DEC英尺,美国50的范围工作的,所以实际使用中最大距离会远超过. 为10%而得出附表2 的实验结果。其中1号电缆为屏蔽电缆,型号为DECP.NO.9107723 内有三对双绞线,每对由22# AWG 组成,其外覆以屏蔽网。2号电缆为不带屏蔽的电缆。型号为DECP.NO.9105856-04是22#AWG的四芯电缆。 附表2 DEC 公司的实验结果 波特率 110 300 1200 2400 4800 9600
接口相比有何特点?接口?它比什么是RS-485RS-232-C2.
RS-232-C接口标准出现较早,难免有不足之处,主要有以下四点: 答: 由于电平不兼容故需使用电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 1() 电路连接。平转换电路方能与TTL
(2) 传输速率较低,在异步传输时,波特率为 20Kbps。这种共地传输容易产生 接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式, (3) 共模干扰,所以抗噪声干扰性弱。
米左右。用在50 英尺,实际上也只能)(4 传输距离有限,最大传输距离标准值为50
就是其中之一,它具有以的不足,于是就不断出现了一些新的接口标准,RS-485RS-232-C针对 下特点:”以两线间的电气特性:逻辑“1. RS-4851”以两线间的电压差为+0)—6 V表示;逻辑“(2 降低了,就不易损坏接口电路的芯片,V2-的电压差为(—6)表示。接口信号电平比RS-232-C 且该电平与TTL电平兼容,可方便与电路连接。 TTL 2. RS-485的数据最高传输速率为10Mbps
即抗噪声干扰性好。接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合,3. RS-485抗共模干能力增强,
接口4. RS-485 3000米,另外RS-232-C英尺,实际上可达接口的最大传输距离标准值为4000个RS-485接口在总线上是允许连接多达128而 1在总线上只允许连接个收发器,即单站能力。 ,收发器。即具有多站能力这样用户可以利用单一的接口方便地建立起设备网络。 RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性,长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选因RS-485接口均采用RS485 的串行接口。因为接口组成的半双工网络,一般只需二根连线,所以RS485DB-9的DB-9接口连接器采用屏蔽双绞线传输。 RS4859与智能终端芯插头座,RS485接口采用 (针)。DB-9采用RS485(孔),与键盘连接的键盘接口.
3. 采用RS485接口时,传输电缆的长度如何考虑?
答: 在使用RS485接口时,对于特定的传输线经,从发生器到负载其数据信号传输所允许的最大电缆长度是数据信号速率的函数,这个 长度数据主要是受信号失真及噪声等影响所限制。下图所示的最大电缆长度与信号速率的关系曲线是使用24AWG铜芯双绞电话电缆(线 径为0.51mm),线间旁路电容为52.5PF/M,终端负载电阻为100欧 时所得出。(曲
1 号电缆传输距离(英尺) 5000 5000 3000 1000 1000 250 2 号电缆传输距离(英尺) 3000 3000 3000 500 250 250 线引自GB11014-89附录A)。由图中可知,当数据信 号速率降低到90Kbit/S以下时,假定最大允许的信号损失为6dBV时, 则电缆长度被限制在1200M。实际上,图中的曲线是很保守的,在实 用时是完全可以取得比它大的电缆长度。 当使用不同线径的电缆。则取得的最大电缆长度是不相同的。例 如:当数据信号速率为600Kbit/S时,采用24AWG电缆,由图可知最 大电缆长度是200m,若采用19AWG电缆(线径为0。91mm)则电缆长 度将可以大于200m; 若采用28AWG 电缆(线径为0。32mm)。长度只能小于则电缆 200m
RS-232、RS-422与RS-485标准及应用
一、RS-232、RS-422与RS-485的由来
RS-232、RS-422与RS-485都是串行数据接口标准,最初都是由电子工业协会(EIA)制订并发布的,RS-232在1962年发布,命名为EIA-232-E,作为工业标准,以保证不同厂家产品之间的兼容。RS-422由RS-232发展而来,它是为弥补RS-232之不足而提出的。为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点,RS-422定义了一种平衡通信接口,将传输速率提高到10Mb/s,传输距离延长到4000英尺(速率低于100kb/s时),并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范,被命名为TIA/EIA-422-A标准。为扩展应用范围,EIA又于1983年在RS-422基础上制定了RS-485标准,增加了多点、双向通信能力,即允许多个发送器连接到同一条总线上,同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性,扩展了总”作为前缀,所以在通讯工业领域,仍然习惯TIA/EIA-485-A线共模范围,后命名为标准。由于EIA提出的建议标准都是以“RS 将上述标准以RS作前缀称谓。RS-232、RS-422与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定,而不涉及接插件、电缆或协议,在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。因此在视频界的应用,许多厂家都建立了一套高层通信协议,或公开或厂家独家使用。如录像机厂家中的Sony与松下对录像机的RS-422控制协议是有差异的,视频服务器上的控制协议则更多了,如Louth、Odetis协议是公开的,而ProLINK 上的。则是基于Profile 二、RS-232串行接口标准目前RS-232是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。RS-232被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。RS-232采取不平衡传输方式,即所谓单端通讯。
收、发端的数据信号是相对于信号地,如从DTE设备发出的数据在使用DB25连接器时是2脚相对7脚(信号地)的电平,DB25各引脚定义参见图1。典型的RS-232信号在正负电平之间摆动,在发送数据时,发送端驱动器输出正电平在+5~+15V,负电平在电平。接TTL电平再返回RS-232电平到TTL,从开始传送数据到结束,线上电平从TTL电平。当无数据传输时,线上为-15V~-5.
收器典型的工作电平在+3~+12V与-3~-12V。由于发送电平与接收电平的差仅为2V至3V左右,所以其共模抑制能力差,再加上双绞线上的分布电容,其传送距离最大为约15米,最高速率为20kb/s。RS-232是为点对点(即只用一对收、发设备)通讯而设 1。Ω。所以RS-232适合本地设备之间的通信。其有关电气参数参见表计的,其驱动器负载为3~7规RS232RS422R485 差差工作方单 31收节点
40英5英最大传输电缆长40英10Mb/s10Mb/s最大传输速20Kb/S -7+/-25V+12V最大驱动输出电-0.25+6V 驱动器输出信号电+/-1.5V +/-5+/-15V 负+/-2.0V
)负载最小驱动器输出信号电空+/-25V+/-6V+/-6V)
空载最大547K3驱动器负载阻) 100
N/AN/A最大摆)30Vs
-7-10+10V+12V接收器输入电压范+/-15V
+/-200mV+/-200mV+/-3V接收器输入门12K7K3接收器输入电))4K最-1+3V驱动器共模电+3V-3-7+7V 接收器共模电+12V -7 表1
三、RS-422与RS-485串行接口标准 1.平衡传输
RS-422、RS-485与RS-232不一样,数据信号采用差分传输方式,也称作平衡传输,它使用一对双绞线,将其中一线定义为A,另一线定义为B,如图2。
通常情况下,发送驱动器A、B之间的正电平在+2~+6V,是一个逻辑状态,负电平在-2~6V,是另一个逻辑状态。另有一个中这是可用可不用的。“使能”端是用于控制发送驱动器与传输线的切断RS-422中还有一“使能”端,而在RS-485,在C信号地.
与连接。当“使能”端起作用时,发送驱动器处于高阻状态,称作“第三态”,即它是有别于逻辑“1”与“0”的第三态。
接收器也作与发送端相对的规定,收、发端通过平衡双绞线将AA与BB对应相连,当在收端AB之间有大于+200mV的电平时,输出 之间。参见图3。正逻辑电平,小于-200mV时,输出负逻辑电平。接收器接收平衡线上的电平范围通常在
200mV至6V
2.RS-422电气规定
RS-422标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”,它定义了接口电路的特性。图5是典型的RS-422四线接口。实际上还有一根信号地线,共5根线。图4是其DB9连接器引脚定义。由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力,故允许在相同传输线上连接多个接收节点,最多可接10个节点。即一个主设备(Master),其余为从设备(Salve),从设备之间不能通信,所以RS-422支持点对多的双向通信。接收器输入阻抗为4k,故发端最大负载能力是10×4k+100Ω(终接电阻)。RS-422四线接口由于采用单独的发送和接收通道,因此不必控制数据方向,各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件 XON/XOFF握手)或硬件方式(一对单独的双绞线)实现。方式(