从过往事件上看，RS232通信协议是由EIA(电子工业协会)/ TIA(电信工业协会)-232在1962年开发的旧串行通信协议。现代硬件设计使用创新的串行通信协议，如USB、以太网和Wi-Fi。但是，RS232已经被证明是突出的。原因是，与I2C和串行TTL信号相比，RS232信号传播距离更长，而且具有更好的抗噪性。它被证明是兼容不同制造商的接口计算机和调制解调器。

什么是RS232协议？

在RS232中，“RS”代表推荐标准。它定义了使用DTE和DCE信号的串行通信。这里，DTE指的是数据终端设备，DCE指的是数据通信设备。DTE设备的示例是计算机，DCE是调制解调器。前者被指定为DTE设备和DCE设备之间使用串行二进制数据交换的接口。

DTE和DCE之间的通信

DTE(计算机)将信息串行传输到另一端设备DCE(调制解调器)。在这种情况下，DTE向DCE发送二进制数据“11011101 ”, DCE向DTE设备发送二进制数据“11010101”。

RS232描述了从DTE传输到DCE的公共电压电平、电气标准、操作模式和位数。该标准用于电话线上的信息交换传输。

RS232的电气标准

RS232的电气规格在1969年更新。它规定了电压、转换速率、线路阻抗、工作模式和波特率。

RS232电压水平

RS232的线电压范围从-25V到+25V。它们被分为信号电压和控制电压。

RS232电压水平

+3V到+25V之间的信号电压表示逻辑“1”，而-3V到-25V之间的信号电压表示逻辑“0”。而控制电压信号使用负逻辑，即逻辑“1”表示-3到-25伏，逻辑“0”表示+3V到+25V。从-3V到+3V的电压被认为是不确定的状态。

RS232转换速度

输入电压的变化决定了RS232驱动器的响应速度。这通常称为压摆率。RS232标准保持最低转换速率，上升和下降时间缓慢，以减少相邻信号之间的串扰。正常情况下，允许的最大压摆率为30V/秒。

RS232线路阻抗

RS232驱动器和接收器之间的阻抗桥接被定义为最大化发送器和接收器之间的电压传输。它在3Kω到7Kω的范围内。

RS232运行方式

RS232设备工作于单端信号(双线)。这意味着一根导线传输交变电压，另一根导线接地。单端信号会受到驱动器和接收器电路的地电压差引起的噪声的影响。单端技术的优势在于，它需要更少的导线来传输信息。

RS232波特率

它是每秒传输的二进制位数。RS232支持从110到230400的波特率。通常，1200、4800、9600、115200的波特率都被使用。它决定了数据从发射机发送到接收机的速度。

注意:发送端和接收端的波特率必须相同。

RS232通信接口

RS232使用DB9和DB25连接器确定DTE和DCE之间的通信。D-sub连接器(DB9、DB25)带有公母电缆。DB9连接器有9个引脚，DB25连接器有25个引脚，每个引脚都有自己的功能。

RS232DB9公母引脚排列

RS232D B25引脚排列

RS232功能描述

除了电气特性，RS232还定义了串行接口中使用的信号功能。其中一些是公共接地、数据、控制和定时信号。以下是RS232引脚排列中使用的信号列表。

引脚名及功能

Protective Ground，该信号连接到金属连接器的底盘接地。

Common Ground，所有控制信号的零参考电压电平。

TxD(传输引脚)，将数据从DTE传输到DCE。

RxD(接收引脚)，将数据从DCE发送到DTE。

DTR(数据终端就绪)，DTE准备接受请求。

DCD(数据载波检测)，DCE接受来自远程DTE的载波。

DSR(数据集就绪)，DCE准备发送和接收信息。

RI(铃声指示器)，检测电话线路上的来电铃声。

RTS(请求发送)，DTE呼叫DCE发送数据。

RTR(准备接收)，DTE准备接收来自DCE的数据。

CTS(清除发送)，DCE处于就绪状态，接受来自DTE的数据。

除上述信号外，(主要信号)RS232还提供次要信号，如次要DTE、次要RTS、次要DCD、次要TxD和次要RxD，用于可选连接DTE和DCE。

RS232串行电缆的类型

为了使DTE和DCE之间的串行通信成为可能，存在两种类型的RS232电缆。它们是零调制解调器和直电缆。在零调制解调器电缆中，公接头的TX(发送器)引脚与母接头的RX(接收器)引脚相连，公接头的RX引脚连接到母接头的TX引脚。

零调制解调器或交叉电缆

下一个是直通电缆。顾名思义，它是一对一连接器，即一个器件的发射引脚连接到另一个器件的发射引脚，一个器件的接收引脚连接到另一个器件的接收引脚。除了连接之外，电缆长度取决于布线电容。根据规范，电缆长度接近80英尺。

RS232直线电缆连接

RS232通信是如何工作的？

RS-232的工作方式可以通过协议格式来理解。由于RS-232是点对点异步通信协议，它单向发送数据。这里，不需要时钟来同步发射机和接收机。数据格式以一个起始位开始，随后是7位二进制数据、奇偶校验位和停止位，依次发送。

协议格式

RS232成帧

通过发送起始位“0”开始传输。随后是7位ASCII数据。奇偶校验位被附加到该数据中，用于接收器验证。从发送器发送的数据应该在接收器匹配。最后，使用停止位停止传输，用二进制“1”表示。一般来说，可以发送1或2个停止位。

在上图中，ASCII字符“A”是使用“1”和“0”的串行二进制流发送的。在发送数据时，每个位之间应该有一定的延迟。该延迟被视为无效时间，RS232线处于负逻辑状态(-12V)。

什么是信号交换？

信号交换是发送者(发送者)和接收者之间交换信息信号的过程。这些信号在发射器和接收器之间建立了通信链路。在RS232中，有两种类型的信号交换。它们是硬件信号交换和软件信号交换。

RS232信号交换-RS232通信

连接器DB9和Db25用于信号交换目的。当不执行信号交换时，只有TxD(发送器)和RxD交叉耦合。其他引脚RTS、CTS、DSR和DTR以回送方式连接。

为了使用信号交换技术，RTS和CT是交叉耦合的。此外，DTR和DSR也以交叉模式连接。

为什么要使用信号交换？

为了发送和接收信息而不丢失数据，有必要保持发送器和接收器之间的可靠通信。为此，需要使用缓冲剂。缓冲区是一个临时存储位置，允许发送方和接收方存储数据，直到信息以不同的速度被对方处理。

RS232 -数据流

在上图中，发送方和接收方都有自己的缓冲区。发送缓冲区保存要发送给接收方的字符。而接收缓冲器保存从发送器接收的字符。如果发射器以更高的速度发送数据，接收器可能无法接收。在这种情况下，字符“C”被接收方遗漏。为了避免这种情况，信号交换被使用。信号交换允许发送器和接收器设备在通信开始之前达成一致。

硬件信号交换

使用硬件信号交换来完成数据传输和接收的流量控制。它使用控制信号DTR，DSR，RTS和CTS信号。通常，在计算机和调制解调器之间建立通信时，会使用RTS和CTS信号。

它阻止数据在接收缓冲器中被替换。信号保持在高状态(逻辑“1”)以激活信号交换。

软件信号交换

这种类型的信号交换使用两个ASCII字符进行起止通信。因此，这被称为软件流控制。软件信号交换使用XON/ XOFF字符来控制串行通信。“XON”表示Ctrl+S或ASCII字符11，而“XOFF”表示Ctrl+Q或ASCII字符13。这种信号交换需要3根导线。他们是TXD、RXD和GND信号。

启用“XOFF”字符时，通信关闭，直到变送器收到“XON”字符。在某些情况下，接收器缓冲器可能过载，导致接收器自动向发送器发送“XOFF”。

信号交换是如何工作的？

在初始状态，RTS线被DTE拉高以唤醒DCE。在这种状态下，没有数据传输。之后，DCE将CTS线拉高以接收数据。这使得DTE做出响应，并将DTR设置为高状态。现在，数据传输开始了。数据传输完成后，RTS和DTR都被DTE拉低。然后，DCE将CTS线路触发到低状态。这将停止DTE传输数据。

RS232信号交换

这样，信号交换由DTE请求进行，控制通信链路并让DCE传输数据。

RS232和UART的区别

RS232和UART协议的主要区别在于电压水平。除此之外，它们都支持半双工和全双工通信。

微控制器不能承受RS232电压，可能会损坏。为了避免这种情况，使用UART(通用异步收发器)。它以串行形式发送和接收数据。为了进行电压的电平转换，在UART和串行端口之间使用RS232驱动IC，如MAX232。

RS232 - UART

RS232的优势有哪些？

RS232的优势使其成为系统间通信的标准串行接口，并具有以下优势：

简单的协议设计。

硬件开销小于并行通信。

短距离应用的推荐标准。

兼容DTE和DCE通信。

低成本开发协议。

RS232的不足之处

RS232协议的局限性在于，它不支持全双工通信，并且是一种单端协议，会改变地电位。此外，较长的电缆长度会在串行通信过程中引入串扰。因此，该协议仅限于长距离通信。

RS232的应用领域

RS232通信用于不同的应用，其中包含如下:

电传打字机设备。

解调器应用。

PC COM端口接口。

在嵌入式系统中进行调试。

调制解调器和打印机。

手持设备。

CNC控制器、软件调试器等。

条形码扫描仪和销售点(POS)终端。