RS-232接口协议深度剖析

标准的 RS-232 接口有 25 根信号线，其中有 4 根数据线、11 根控制线、3 根定时线和 7根备用线。通常情况下，使用 25 根信号线中的 9 根就可以实现 RS-232 通信。

1．DSR 信号线

DSR（Data Set Ready）意思为数据装置就绪，当其状态为有效时，表明 Modem 处于可以使用的状态。




2．DTR 信号线

DTR（Data Terminal Ready）意思为数据终端就绪，当其状态为有效时，表明数据终端可以使用。

3．RTS 信号线

RTS（Request To Send）意思为请求发送，即当终端需要发送数据时，使该信号有效，向Modem 请求发送。它用于控制 Modem 是否进入发送状态。

4．CTS 信号线

CTS（Clear To Send）意思为允许发送，这个信号是对 RTS 信号的响应。当 Modem 已经准备好接收终端发送过来的数据时，使该信号有效，通知终端开始发送数据。

5．DCD 信号线

DCD（Data Carrier Detection）意思为数据载波检出，当此信号为有效时表示 Modem 已经接通了通信链路，即本地 Modem 收到了通信链路另一端的远程 Modem 送来的载波信号，终端可以准备接收数据。6．RI 信号线RI（Ringing）意思为振铃指示，当本地 Modem 收到交换台发送的振铃呼叫信号时，使该信号有效，通知终端已被呼叫。

7．TxD 信号线

TxD（Transmitted Data）意思是发送数据，终端通过此信号线将数据发送给 Modem。

8．RxD 信号线

RxD（Received Data）意思是接收数据，终端通过此信号线从 Modem 接收数据。

9．地线

地线有两根，分别是信号地 SG（Signal Ground）和保护地 PE（Protection Ground），信号地是所有信号的参考电平，保护地用于连接设备外壳或者地表。

常见的 RS-232 串行口连接器主要有两种，一种是 25 针的 DB-25，另一种是 9 针的 DB-9，其示意图如图 5-1 所示。其中 DB-9 主要用于上述的 9 根信号线连接的方法，DB-25 可以连接所有 RS-232 标准定义的信号线。DB-25 也可用像 DB-9 那样使用，但是它们的针号与信号之间的线连接关系是不一样的，如表 5-3 所示。

图 5-1 RS-232 串行口连接器示意图

最为简单且常用的 RS-232 连接方法是三线连接法，即地、接收数据和发送数据三脚相连。对于上述的 DB-25 连接器和 DB-9 连接器，三线连接法的原则如表 5-4 所示。

在电气特性方面，标准 RS-232 接口有如下规定：

• 对于数据传输线 RxD 和 TxD，逻辑“1”对应的电平是-15V～-3V，逻辑“0”对应的电平是+3V~+15V。

• 对于 RTS、CTS、DSR、DTR、DCD 等信号线，信号有效时对应信号线上为正电压+3V～+15V，反之则是负电压-15V～-3V。

由于 RS-232 电气特定规定的电平不符合通常电路中所使用的 TTL 或者 CMOS 电平，所以在接入电路之前需要对其进行转换。RS-232 串口电平的转换一般是使用专门的芯片实现的，其中为最常用的就是美信（MAXIM）公司的 MAX232。MAX232 可以将串口设备需要发送的 TTL/CMOS逻辑电平转换为 RS-232 逻辑电平，同时也可以将要接收的 RS-232 逻辑电平转换为 TTL/CMOS电平，图 5-2 所示就是 MAX232 芯片的顶层图。MAX232 可提供 DIP/SO/TSSOP 3 种封装，可以满足不同的设计需求。

图 5-2 MAX232 芯片的顶层图

MAX232 的典型连接方法如图 5-3 所示，其中有 5 个 0.1μ 的去耦电容；11 管脚和 10 管脚是 TTL/CMOS 电平输入，对应 14 管脚和 7 管脚的 RS-232 电平输出，它们一般接到 RS-232 的RxD 上；12 管脚和 9 管脚是 TTL/CMOS 电平输出，对应 13 管脚和 8 管脚的 RS-232 电平输入，它们一般接到 RS-232 的 TxD 上。

图 5-3 MAX232 典型连接示意图

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