串行通信協(xié)議-第三部分：RS-232

2021-04-15

串行通信協(xié)議-第三部分：RS-232

我們將研究可用于在設備之間傳輸數據的一些不同類(lèi)型的串行通信協(xié)議。這些文章將涵蓋當今使用的一些比較流行的協(xié)議和標準，并且在本系列文章的最后，我們將回顧并比較每種協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn)。希望您下次需要在設計中實(shí)現串行通信總線(xiàn)時(shí)，這些信息對您有所幫助，從而幫助您為電路選擇最合適的選項。

在本文中，我們將研究傳統的RS-232協(xié)議標準。

RS-232代表推薦標準232，是一種用于在1960年創(chuàng )建的電子設備之間進(jìn)行數據傳輸的電子設備協(xié)議標準。一次，RS-232是最常用的數據傳輸格式，主要使用一種標準來(lái)實(shí)現。 9針D-sub（DB-9）連接。如今，該標準仍廣泛用于各種電子設備中，包括計算機，自動(dòng)化和醫療設備。

RS-232使用正電壓傳輸低邏輯電平信號（0），使用負電壓傳輸高邏輯電平信號（1）。

RS-232通信的通信原理很簡(jiǎn)單。發(fā)送方設備將數據存儲在其緩沖區中，然后通過(guò)電纜（或PCB走線(xiàn)）發(fā)送數據，然后接收方將該數據存儲在其緩沖區中。然后，接收器可以讀取緩沖的數據。

為了避免在未連接接收器時(shí)發(fā)送信息，使用了DTR（數據發(fā)送就緒）和DSR（數據設置就緒）引腳。當連接了這些引腳，并且接收器在這些引腳上設置了正確的電壓時(shí)，發(fā)送器設備將知道接收器已連接并準備就緒。

如果發(fā)送方發(fā)送數據的速度過(guò)快，而接收方無(wú)法足夠快地從其緩沖區讀取數據，則緩沖區將溢出，并且數據將丟失。為防止這種情況，將另外兩個(gè)引腳添加到發(fā)送方，將一個(gè)引腳添加到接收方。從發(fā)送方開(kāi)始，該引腳被標記為RTS（請求發(fā)送），從接收方開(kāi)始，其被標記為CTS（清除發(fā)送）。接收器通過(guò)拉低該引腳的電壓來(lái)通知發(fā)送器其緩沖區已滿(mǎn)。這告訴發(fā)送者在接收者準備好之前不要發(fā)送更多信息。這稱(chēng)為硬件流控制。

還有兩個(gè)可用于電話(huà)應用的引腳，現在這些引腳在很大程度上已經(jīng)冗余了。一個(gè)是DCD（數據載波檢測），它告訴調制解調器正在接收模擬信號，另一個(gè)是RI（振鈴指示器），它指示電話(huà)正在振鈴。這些今天幾乎沒(méi)有使用。

最后的連接是SG或信號地，這是通信設備的接地參考電壓。

RS-232通信設備有兩種類(lèi)型：DTE（數據終端設備）和DCE（數據通信設備）。DTE的示例包括計算機，PLC或其他命令發(fā)送設備。DCE的示例是調制解調器，相機，打印機和通用自動(dòng)化設備。

兩個(gè)DTE或兩個(gè)DCE設備不能互相發(fā)送信息。必須存在一個(gè)DTE，該DTE發(fā)送命令以建立設備之間的通信，而DCE則要執行這些命令。

RS-232也可用于通過(guò)調制解調器在計算機之間進(jìn)行通信。

但是，為了消除對DSR和RTS線(xiàn)的需要，必須發(fā)送來(lái)自接收器端的數據包，以指示何時(shí)可以發(fā)送數據以及何時(shí)不能發(fā)送數據。數據包設置為XON表示可以發(fā)送數據，數據包設置為XOFF表示不能發(fā)送數據。這稱(chēng)為軟件流控制。

使用RS-232的主要缺點(diǎn)是，與其他串行通信協(xié)議相比，其通信速度相對較慢。在許多應用中，它只能可靠地達到最高128 kbps的速度。另一個(gè)缺點(diǎn)是它可以可靠地工作的最大電纜長(cháng)度僅為15米。電線(xiàn)電阻和電壓環(huán)路成為長(cháng)距離電纜上的問(wèn)題。

盡管由于其他可用的更現代的通信協(xié)議，現在RS-232在新設備中并不常用，但通常會(huì )發(fā)現較舊的設備。話(huà)雖如此，即使是最新的高科技計算機主板，通常也具有COM端口接頭，如果需要的話(huà)，它可以暴露RS-232。在該領(lǐng)域中，仍然有相當多的設備已經(jīng)使用了10年以上，其中包括打印機，工業(yè)自動(dòng)化設備等設備，它們在使用時(shí)需要進(jìn)行編程和維護。為此，RS-232是必不可少的。幸運的是，有很多轉換器，例如RS-232到USB，這意味著(zhù)我們仍然可以輕松地與這些設備進(jìn)行通信。