RS232C接口技术详解Word下载.docx
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DTE和DCE必须各具有一个阴阳属性相反的插头，以便与该电缆连接。
RS-232-C的机械接口一般有9针、15针和25针3种类型。
标准的RS-232-C接口使用25针的DB连接器（插头、插座）。
RS-232-C在DTE设备上用作接口时一般采用DB25M插头（针式）结构，插头两个螺钉中心距离为47.0mm；
而在DCE（如Modem）设备上用作接口时采用DB25F插座（孔式）结构。
特别要注意的是，在针式结构和孔式结构的插头插座中引脚号的排列顺序（顶视）是不同的，使用时要务必小心。
下面分别介绍两种连接器
（1）DB-25：
PC和XT机采用DB-25型连接器。
DB-25连接器定义了25根信号线，分为4组：
①异步通信的9个电压信号（含信号地SG）2，3，4，5，6，7，8，20，22
②20mA电流环信号9个（12，13，14，15，16，17，19,23，24）
③空6个（9，10，11，18，21，25）
④保护地（PE）1个，作为设备接地端（1脚）
（2）DB-9连接器
在AT机及以后，不支持20mA电流环接口，使用DB-9连接器，作为提供多功能I/O卡或主板上COM1和COM2两个串行接口的连接器。
它只提供异步通信的9个信号。
DB-25型连接器的引脚分配与DB-25型引脚信号完全不同。
因此，若与配接DB-25型连接器的DCE设备连接，必须使用专门的电缆线。
9针接头定义：
PIN1DCD,PIN2RXD,PIN3TXDPIN4DTR,PIN5GND,PIN6DSR,PIN7RTS,PIN8CTS，9RI.
3．RS232C功能特性
DTE和DCE之间的连接必须包含数据传输引线、信号传输引线和控制引线以及其他重要的功能。
（V.24标准的功能与RS232C相同，RS232在北美和日本使用，V.24在欧洲使用。
）
RS-232C的接口信号
RS-232C规标准接口有25条线，4条数据线、11条控制线、3条定时线、7条备用和未定义线，常用的只有9根，它们是：
（1）联络控制信号线：
数据装置准备好（Datasetready-DSR）——有效时（ON）状态，表明MODEM处于可以使用的状态。
数据终端准备好（Datasetready-DTR）——有效时（ON）状态，表明数据终端可以使用。
这两个信号有时连到电源上，一上电就立即有效。
这两个设备状态信号有效，只表示设备本身可用，并不说明通信链路可以开始进行通信了，能否开始进行通信要由下面的控制信号决定。
请求发送（Requesttosend-RTS）——用来表示DTE请求DCE发送数据，即当终端要发送数据时，使该信号有效（ON状态），向MODEM请求发送。
它用来控制MODEM是否要进入发送状态。
允许发送（Cleartosend-CTS）——用来表示DCE准备好接收DTE发来的数据，是对请求发送信号RTS的响应信号。
当MODEM已准备好接收终端传来的数据，并向前发送时，使该信号有效，通知终端开始沿发送数据线TxD发送数据。
这对RTS/CTS请求应答联络信号是用于半双工MODEM系统中发送方式和接收方式之间的切换。
在全双工系统中作发送方式和接收方式之间的切换。
在全双工系统中，因配置双向通道，故不需要RTS/CTS联络信号，使其变高。
接收线信号检出（ReceivedLinedetection-RLSD）——用来表示DCE已接通通信链路，告知DTE准备接收数据。
当本地的MODEM收到由通信链路另一端（远地）的MODEM送来的载波信号时，使RLSD信号有效，通知终端准备接收，并且由MODEM将接收下来的载波信号解调成数字两数据后，沿接收数据线RxD送到终端。
此线也叫做数据载波检出（DataCarrierdectection-DCD）线。
振铃指示（Ringing-RI）——当MODEM收到交换台送来的振铃呼叫信号时，使该信号有效（ON状态），通知终端，已被呼叫。
（2）数据发送与接收线：
发送数据（Transmitteddata-TxD）——通过TxD终端将串行数据发送到MODEM，（DTE→DCE）。
接收数据（Receiveddata-RxD）——通过RxD线终端接收从MODEM发来的串行数据，（DCE→DTE）。
（3）地线
有两根线SG、PG——信号地和保护地信号线，无方向。
上述控制信号线何时有效，何时无效的顺序表示了接口信号的传送过程。
例如，只有当DSR和DTR都处于有效（ON）状态时，才能在DTE和DCE之间进行传送操作。
若DTE要发送数据，则预先将DTR线置成有效（ON）状态，等CTS线上收到有效（ON）状态的回答后，才能在TxD线上发送串行数据。
这种顺序的规定对半双工的通信线路特别有用，因为半双工的通信才能确定DCE已由接收方向改为发送方向，这时线路才能开始发送。
2个数据信号：
发送TXD；
接收RXD。
1个信号地线：
SG。
6个控制信号：
DSR&
#0;
&
数传机（即modem）准备好，DataSetReady.
DTR&
数据终端（DTE，即微机接口电路，如Intel8250/8251,16550）准备好，DataTerminalReady。
RTS&
DTE请求DCE发送（RequestToSend）。
CTS&
DCE允许DTE发送（ClearToSend）,该信号是对RTS信号的回答。
DCD&
数据载波检出，DataCarrierDetection当本地DCE设备（Modem）收到对方的DCE设备送来的载波信号时，使DCD有效，通知DTE准备接收，并且由DCE将接收到的载波信号解调为数字信号，经RXD线送给DTE。
RI&
振铃信号Ringing当DCE收到交换机送来的振铃呼叫信号时，使该信号有效，通知DTE已被呼叫。
232引脚
CCITT
V.24
Modem
名称
说明
用途
异步
同步
1
101
AA
保护地
设备外壳接地
PE
PE√
2
103
BA
发送数据
数据送Modem
TXD
3
104
BB
接收数据
从Modem接收数据
RXD
4
105
CA
请求发送
在半双工时控制发送器的开和关
RTS
5
106
CB
允许发送
Modem允许发送
CTS
6
107
CC
数据终端准备好
Modem准备好
DSR
7
102
AB
信号地
信号公共地
SG
SG√
8
109
CF
载波信号检测
Modem正在接收另一端送来的信号
DCD
9
空
10
11
12
接收信号检测
（2）
在第二通道检测到信号
√
13
允许发送
（2）
第二通道允许发送
14
118
发送数据
（2）
第二通道发送数据
15
113
DA
发送器定时
为Modem提供发送器定时信号
16
119
接收数据
（2）
第二通道接收数据
17
115
DD
接收器定时
为接口和终端提供定时
18
19
请求发送
（2）
连接第二通道的发送器
20
108
CD
DTR
21
22
125
振铃
振铃指示
RI
23
111
CH
数据率选择
选择两个同步数据率
24
114
DB
25
插脚
接地
数据
控制
定时
从DCE来
至DCE
※
4.过程特性
为了更好地说明RS-232–C物理接口的过程特性，我们将以两台计算机通过公用电话网进行数据交换的工作过程来阐述RS-232-C各个信号线的动作，即RS-232-C物理层接口的过程特性。
计算机通过公用电话网进行通信的连接方式如图1所示。
在计算机与Modem之间的物理层接口是RS-232-C。
第一步，将计算机和Modem分别加电，计算机将“数据终端就绪”（DataTerminalReady，DTR）信号线（第20针）置为“ON”状态，而Modem则将“数据设备就绪”（DataSetReady，DSR）信号线（第6针）置为“ON”状态，此时Modem处于命令方式（空闲状态）。
第二步，计算机A通过“发送数据”（TransmitData，TxD）信号线（第2针）发出拨号命令给ModemA，通知ModemA摘机并拨号。
第三步，ModemB检测到振铃信号后，通过“振铃指示”（RingIndicator，RI）信号线（第22针）通知计算机B对呼叫进行应答。
而计算机B通过“数据终端就绪”（DTR）信号线（第20针）允许ModemB自动应答ModemA的拨号呼叫，即ModemB发出摘机信号（音频信号）。
第四步，当ModemA收到ModemB返回的应答音频信号后，随即向ModemB发送载波，而ModemB收到载波后，通过“载波检测”（CarrierDetection，CD）信号线（第8针）通知计算机B线路接通，同时回应以自身的载波给ModemA。
而当ModemB检测到ModemA发出的载波后，
它也通过载波检测CD（CarrierDetection）信号线（第8针）通知计算机A线路接通。
此时计算机A和计算机B接通，Modem进入联机状态（即数据方式），通信双方可以进入数据通信。
第五步，计算机A通过“发送数据”（TxD）信号线（第2针）将数据发送给ModemA，ModemA将该二进制数据调制成一串不同频率的音频信号通过公用电话网发送给ModemB，ModemB则从音频信号中解调出原始数据并通过“接收数据”（ReceiveData，RxD）信号线（第3针）将数据送给计算机B上。
而计算机B向计算机A发送数据的过程与此相同。
计算机在发送数据过程中，要求“请求发送”（RequestToSend，RTS）信号线（第4针）为“ON”状态；
而在接收数据过程中，要求“载波检测”（CD）信号线（第8针）为“ON”状态。
第六步，计算机A通过将“请求发送”（RTS）信号线置为”OFF”状态以通知ModemA数据发送结束。
ModemA检测到RTS信号为“OFF”状态后，停止发送载波，并置“允许发送”（CTS）信号线为“OFF”状态以响应计算机A。
而ModemB检测不到载波后自动恢复到待机状态，并置“载波检测”（CD）信号线（第8针）为“OFF”状态，通知计算机B不能接收数据。
第七步，计算机A置DTR信号线（第20针）为“OFF”状态，通知ModemA拆线。
ModemA收到DTR的“OFF”信号后撤除与电话线的连接，并将DSR信号线置为“OFF”状态作为回答。
另外，在计算机发送数据到Modem的过程中，如果Modem的接收速度太慢，则Modem可以通过降下CTS信号通知计算机暂停发送数据。
而且两个Modem建立载波连接后将继续保持载波连接，当载波消失或中断几十分之一秒后，连接被终止。
必须注意的一点是，两个Modem在进行真正数据传输之前，必须首先交换如何向对方发送数据的信息，这一过程叫做交接过程。
两个Modem必须就以下事项协调一致：
传输速度、组成数据包的位数、包的起始位/停止位、奇偶校验以及半双工/全双工等。
5、空Modem电缆
RS-232-C接口电路在实际系统中应用广泛。
除了作为DTE与DCE之间的连接标准外，常用于设备之间的直接连接。
例如，个人计算机与个人计算机的直接通信，计算机与CRT终端以及打印机的通信等。
这种直接通过RS-232-C接口将两个DTE连接起来的方法称为空Modem（nullmodem）连接方式。
两台计算机或终端通过Modem远程连接时，计算机或终端都被作为DTE使用，用标准接口电缆和DCE（如Modem）相连。
当两台计算机仍想采用RS-232-C标准接口直接互连时就会产生问题（Windows98操作系统中两台计算机通过串口直接连接的电缆就是RS-232-C空Modem电缆）。
RS-232-C标准接口使用的连接器是DB25的插头和插座（DTE端为DB25M连接器，即插头；
DCE端为DB25F连接器，即插座），其中第2脚为“发送数据”线、第3脚为“接收数据”线。
若将两台计算机用RS-232-C标准接口电缆直接连接（RS-232-C标准接口电缆一头为DB25M插头连接器，接DCE端；
另一头为DB25F插座连接器，接DTE端），不仅因为两台计算机（DTE）的连接器都是插头而无法用RS-232-C标准接口电缆连接，而且还有接线脚的连接问题。
例如，两台计算机都使用第2脚来发送数据，使用第3脚来接收数据，结果出现“顶牛”现象。
为了解决这些问题，通常采用空Modem电缆连接方式。
简单型空Modem电缆，如图2所示，保持两台计算机作为DTE的接口不做任何改变，只是将两台计算机的RS-232-C接口的“发送数据”线和“接收数据”线交叉连接，而地线直接对接即可。
这样两台计算机就可以通过RS-232-C标准接口直接进行通信。
图2异步传输时的RS-232-C空Modem电缆
复杂型空Modem电缆可用于多根接口线连接的情况，其接线情况如图2B所示。
“发送数据”（TxD）线和“接收数据”（RxD）线是交叉连接的，这样就保证了数据的正确收发。
由于使用空Modem电缆直接连接时也支持全双工特性，RTS和CTS不再具有与Modem连接时那样的功能，为了让发送请求总是许可的，将RTS信号返回作为CTS信号，同时把RTS信号直接接到另一端的CD信号，这是因为RTS信号的出现在功能上类似于通信信道中的载波检测。
DSR信号线和DTR信号线也是交叉连接的。
另外，有时我们也可以将DTR信号线交叉连到CI信号线上，表示当一个DTE设备给出DTR信号时，就可以表示另一端收到了CI信号。
前面所讲的用空Modem电缆直接连接的方式都是基于异步传输的。
同步传输时，就要涉及定时电路。
由于有的Modem既提供发送时钟又提供接收时钟；
而有的Modem只提供接收时钟，不提供发送时钟，因此这时需要DTE提供定时信息，且DTE必须具有发送时钟源。
RS-232-C接口标准中，“接收码元定时”信号由Modem的锁相环提供，加到DB25连接器的第17脚上。
“发送码元定时”信号是由Modem还是由DTE提供，与使用的Modem有关。
当由Modem提供时，这个信号加到DB25连接器的第15脚上。
当由DTE提供时，这个信号加到DB25连接器的第24脚上。
同步MODEM在第15脚发送频率和它的比特速率相同的方波信号，终端用这种信号作为在管脚2上发送数据的时钟；
当同步MODEM从电话线上受到数据信号，在管脚17上发送频率与其比特速率相同的方波信号，同时数据信号通过管脚3送到终端上。
有些终端能向DCE提供定时信号，DTE通过管脚24发送时钟信号，作为发送器信号码元定时。
如果不使用Modem，把两个同步传输的DTE连到一起时，在定时方面就会遇到困难。
因此，在使用空Modem电缆连接两个设备时，应保证至少有一个设备带有时钟信号源。
对于Modem，这种时钟可以称为外部时钟，即可理解为是“非Modem”时钟。
如果只有一个设备带有时钟源时，含有外部时钟的设备通常在第24脚（有些设备是在第15脚）上输出时钟信号。
我们通过空Modem电缆将两个DTE设备的第15脚和第17脚与第24脚的时钟信号线连接起来，如图3-4所示。
这样两个同步的DTE设备在没有Modem的情况下就可进行直接通信。
但这种单端提供时钟信号的连接方式，因为1个时钟信号驱动器要驱动4个接收器，所以负载较重。
TxD2
RxD3
RTS4
CTS5
CD8
Gnd7
DTR20
DSR6
RxC17
TxC15
TxC24
图3只有一个DTE具有时钟源时的连接
如果两个同步DTE设备各自都带有时钟源，假设它们都分别从24脚输出时钟。
则我们可以通过空Modem电缆分别将一设备的第24脚与同一设备的第15脚和另一设备的第17脚连接，如图4所示（同步传输方式下的空Modem电缆的其他连线情况与前面讲述异步传输空Modem电缆的连线情况是相同的，只是增加了同步传输时所必需的时钟线的对接）。
图4两个DTE具有时钟源时的连接
请注意，空Modem电缆不同于一般标准RS-232-C连接电缆，标准RS-232-C电缆由于两端的连接器不同，因而它有方向性。
而空Modem电缆没有方向性，其任一端均可与计算机或终端等DTE设备相连，而计算机或终端的接口均和原来与Modem连接时的接口相同。
6连接参考（说明短划左边的数字代表左边的阵脚号，
顿号间针脚直接短接）
直连：
DTE（F25）-DCE（M25）
1-1，2-2，3-3，4-4，5-5，6-6，7-7，8-8，20-20
DTE（F9）—DCE（M9）
1-1,2-2,3-3,4-4,5-5,6-6,7-7,8-8,9-9
DTE（F9）-DCE（M25）
3-2，2-3，7-4，8-5，6-6，5-7，1-8，4-20，9-22
DTE（F25）--DCE（M9）
2-3，3-2，4-7，5-8，6-6，7-5，8-1，20-4，22-9
同步直连
2-2，3-3，4-4，5-5，6-6，7-7，8-8，15-15，17-17，
20-20，24-24
交叉：
DTE（F25）-DTE（F25）
2-3，3-2，20-6、8，7-7，6、8-20，4-5，5-4
或者2-3，3-2，7-7两边各自4、5，6、8、20
或2-3，3-2，7-7，4、5-8，6-20，8-4、5，20-6
或2-3，3-2，7-7，4-8，5、6-20，8-4，20-5、6
DTE（F9）-DTE（F25）
2-2，3-3
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