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串行通信協議-第三部分：RS-232
串行通信協議-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型的串行通信協議。這些文章將涵蓋當今使用的一些比較流行的協議和標準，并且在本系列文章的最后，我們將回顧并比較每種協議的優缺點。希望您下次需要在設計中實現串行通信總線時，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協議標準。
RS-232代表推薦標準232，是一種用于在1960年創建的電子設備之間進行數據傳輸的電子設備協議標準。一次，RS-232是最常用的數據傳輸格式，主要使用一種標準來實現。 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）。
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RS-232電壓電平 |
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電壓 |
邏輯值 |
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-18v至-5v |
1個 |
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-5v至+ 5v |
（不明確的） |
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+ 5v至+ 18v |
0 |
RS-232通信的通信原理很簡單。發送方設備將數據存儲在其緩沖區中，然后通過電纜（或PCB走線）發送數據，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發送信息，使用了DTR（數據發送就緒）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，發送器設備將知道接收器已連接并準備就緒。
如果發送方發送數據的速度過快，而接收方無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，將另外兩個引腳添加到發送方，將一個引腳添加到接收方。從發送方開始，該引腳被標記為RTS（請求發送），從接收方開始，其被標記為CTS（清除發送）。接收器通過拉低該引腳的電壓來通知發送器其緩沖區已滿。這告訴發送者在接收者準備好之前不要發送更多信息。這稱為硬件流控制。
還有兩個可用于電話應用的引腳，現在這些引腳在很大程度上已經冗余了。一個是DCD（數據載波檢測），它告訴調制解調器正在接收模擬信號，另一個是RI（振鈴指示器），它指示電話正在振鈴。這些今天幾乎沒有使用。
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或其他命令發送設備。DCE的示例是調制解調器，相機，打印機和通用自動化設備。
兩個DTE或兩個DCE設備不能互相發送信息。必須存在一個DTE，該DTE發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也可用于通過調制解調器在計算機之間進行通信。
但是，為了消除對DSR和RTS線的需要，必須發送來自接收器端的數據包，以指示何時可以發送數據以及何時不能發送數據。數據包設置為XON表示可以發送數據，數據包設置為XOFF表示不能發送數據。這稱為軟件流控制。
使用RS-232的主要缺點是，與其他串行通信協議相比，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。另一個缺點是它可以可靠地工作的最大電纜長度僅為15米。電線電阻和電壓環路成為長距離電纜上的問題。
盡管由于其他可用的更現代的通信協議，現在RS-232在新設備中并不常用，但通常會發現較舊的設備。話雖如此，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，它可以暴露RS-232。在該領域中，仍然有相當多的設備已經使用了10年以上，其中包括打印機，工業自動化設備等設備，它們在使用時需要進行編程和維護。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，這意味著我們仍然可以輕松地與這些設備進行通信。