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技术专题
串行通信协议-第三部分(fēn)：RS-232
串行通信协议-第三部分(fēn)：RS-232
我们将研究可(kě)用(yòng)于在设备之间传输数据的一些不同类型的串行通信协议。这些文(wén)章将涵盖当今使用(yòng)的一些比较流行的协议和标准，并且在本系列文(wén)章的最后，我们将回顾并比较每种协议的优缺点。希望您下次需要在设计中实现串行通信总線(xiàn)时，这些信息对您有(yǒu)所帮助，从而帮助您為(wèi)電(diàn)路选择最合适的选项。
在本文(wén)中，我们将研究传统的RS-232协议标准。
RS-232代表推荐标准232，是一种用(yòng)于在1960年创建的電(diàn)子设备之间进行数据传输的電(diàn)子设备协议标准。一次，RS-232是最常用(yòng)的数据传输格式，主要使用(yòng)一种标准来实现。 9针D-sub（DB-9）连接。如今，该标准仍广泛用(yòng)于各种電(diàn)子设备中，包括计算机，自动化和医疗设备。
RS-232使用(yòng)正電(diàn)压传输低逻辑電(diàn)平信号（0），使用(yòng)负電(diàn)压传输高逻辑電(diàn)平信号（1）。
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RS-232電(diàn)压電(diàn)平 |
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電(diàn)压 |
逻辑值 |
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-18v至-5v |
1个 |
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-5v至+ 5v |
（不明确的） |
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+ 5v至+ 18v |
0 |
RS-232通信的通信原理(lǐ)很(hěn)简单。发送方设备将数据存储在其缓冲區(qū)中，然后通过電(diàn)缆（或PCB走線(xiàn)）发送数据，然后接收方将该数据存储在其缓冲區(qū)中。然后，接收器可(kě)以读取缓冲的数据。
為(wèi)了避免在未连接接收器时发送信息，使用(yòng)了DTR（数据发送就绪）和DSR（数据设置就绪）引脚。当连接了这些引脚，并且接收器在这些引脚上设置了正确的電(diàn)压时，发送器设备将知道接收器已连接并准备就绪。
如果发送方发送数据的速度过快，而接收方无法足够快地从其缓冲區(qū)读取数据，则缓冲區(qū)将溢出，并且数据将丢失。為(wèi)防止这种情况，将另外两个引脚添加到发送方，将一个引脚添加到接收方。从发送方开始，该引脚被标记為(wèi)RTS（请求发送），从接收方开始，其被标记為(wèi)CTS（清除发送）。接收器通过拉低该引脚的電(diàn)压来通知发送器其缓冲區(qū)已满。这告诉发送者在接收者准备好之前不要发送更多(duō)信息。这称為(wèi)硬件流控制。
还有(yǒu)两个可(kě)用(yòng)于電(diàn)话应用(yòng)的引脚，现在这些引脚在很(hěn)大程度上已经冗余了。一个是DCD（数据载波检测），它告诉调制解调器正在接收模拟信号，另一个是RI（振铃指示器），它指示電(diàn)话正在振铃。这些今天几乎没有(yǒu)使用(yòng)。
最后的连接是SG或信号地，这是通信设备的接地参考電(diàn)压。
RS-232通信设备有(yǒu)两种类型：DTE（数据终端设备）和DCE（数据通信设备）。DTE的示例包括计算机，PLC或其他(tā)命令发送设备。DCE的示例是调制解调器，相机，打印机和通用(yòng)自动化设备。
两个DTE或两个DCE设备不能(néng)互相发送信息。必须存在一个DTE，该DTE发送命令以建立设备之间的通信，而DCE则要执行这些命令。
RS-232也可(kě)用(yòng)于通过调制解调器在计算机之间进行通信。
但是，為(wèi)了消除对DSR和RTS線(xiàn)的需要，必须发送来自接收器端的数据包，以指示何时可(kě)以发送数据以及何时不能(néng)发送数据。数据包设置為(wèi)XON表示可(kě)以发送数据，数据包设置為(wèi)XOFF表示不能(néng)发送数据。这称為(wèi)软件流控制。
使用(yòng)RS-232的主要缺点是，与其他(tā)串行通信协议相比，其通信速度相对较慢。在许多(duō)应用(yòng)中，它只能(néng)可(kě)靠地达到最高128 kbps的速度。另一个缺点是它可(kě)以可(kě)靠地工作的最大電(diàn)缆長(cháng)度仅為(wèi)15米。電(diàn)線(xiàn)電(diàn)阻和電(diàn)压环路成為(wèi)長(cháng)距离電(diàn)缆上的问题。
尽管由于其他(tā)可(kě)用(yòng)的更现代的通信协议，现在RS-232在新(xīn)设备中并不常用(yòng)，但通常会发现较旧的设备。话虽如此，即使是最新(xīn)的高科(kē)技计算机主板，通常也具有(yǒu)COM端口接头，如果需要的话，它可(kě)以暴露RS-232。在该领域中，仍然有(yǒu)相当多(duō)的设备已经使用(yòng)了10年以上，其中包括打印机，工业自动化设备等设备，它们在使用(yòng)时需要进行编程和维护。為(wèi)此，RS-232是必不可(kě)少的。幸运的是，有(yǒu)很(hěn)多(duō)转换器，例如RS-232到USB，这意味着我们仍然可(kě)以轻松地与这些设备进行通信。