工业和商业产品中使用的最古老、最流行的通信协议之一是RS232通信协议。术语RS232代表“推荐标准232 ”,它是一种串行通信类型，通常用于中等距离的数据传输。它早在20世纪60年代就被引入，并已被应用于许多领域，如计算机打印机、工厂自动化设备等。如今有许多现代通信协议，如RS485、SPI、I2C、CAN等..有兴趣可以去看看。下文中将介绍RS232协议及其工作原理，了解什么是串行通信、RS232的电气特性、应用及电缆类型解析。

什么是串行通信？

在电信中，通过计算机总线顺序发送数据的过程称为串行通信，这意味着数据将逐位传输。而在并行通信中，数据以字节(8位)或字符的形式一次在几条数据线或总线上传输。串行通信比并行通信慢，但由于成本较低和实际原因，串行通信用于长时间的数据传输。

串行通信

并行通信

示例解析:

串行通信——你用机枪射击一个目标，子弹一颗接一颗地射向目标。

并行通信-你用猎枪射击一个目标，许多子弹同时到达。

串行通信中的数据传输模式:

异步数据传输–数据位不与时钟脉冲同步的模式。时钟脉冲是用于电子系统中操作同步的信号。

同步数据传输–数据位通过时钟脉冲同步的模式。

串行通信的特征:

波特率是用来衡量传输速度的。它被描述为一秒钟内通过的位数。例如，如果波特率为200，则每秒通过200位。在电话线路中，波特率为14400、28800和33600。

停止位用于单个分组，以停止表示为“T”的传输。一些典型值是1、1.5和2位。

奇偶校验位是检查错误的最简单形式。有四种，即奇偶、有标记和间隔。例如，如果011是一个数，则奇偶校验位=0，即偶数奇偶校验位，奇偶校验位=1，即奇数奇偶校验位。

什么是RS232？

RS232C“推荐标准232C”是标准25引脚的最新版本，而RS232D是22引脚的。在新电脑的公D型，这是9针。

RS232是用于串行通信的标准协议，它用于连接计算机及其外围设备，以允许它们之间的串行数据交换。因为它获得用于设备间数据交换的路径的电压。它用于最远50英尺的串行通信，速率为1.492kbps。按照EIA的定义，RS232用于连接数据传输设备(DTE)和数据通信设备(DCE)。

RS232协议

通用异步数据收发器(UART)用于连接RS232，在打印机和计算机之间传输数据。微控制器不能处理这种电压电平，连接器连接在RS232信号之间。这些连接器被称为作为串行端口的DB-9连接器，它们有两种类型:公连接器(DTE)和母连接器(DCE)。

电气特性

RS232的电气特性:

电压电平:RS232也用作接地和5V电平。二进制0的工作电压最高可达+5V至+15v直流电压。它被称为“开”或间隔(高电压电平)，而二进制1在高达-5V至-15v直流电压下工作。它被称为“关闭”或标记(低电压电平)。

接收信号电压电平:二进制0适用于高达+3V至+13 Vdc的接收信号电压，二进制1适用于高达-3V至-13 Vdc的电压。

线路阻抗:电线的阻抗高达3欧姆至7欧姆&最大电缆长度为15米，但单位长度电容的新的最大长度。

工作电压:工作电压最大为250伏交流电。

额定电流:额定电流最大为3安培。

电介质耐受电压:最小1000 VAC。

转换速率:信号电平的变化速率称为转换速率。其转换速率高达30v/微秒，最大比特率为20 kbps。

额定值和规格随着设备型号的变化而变化。

RS232如何工作？

RS232以双向通信方式工作，相互交换数据。有两个设备相互连接，(DTE)数据传输设备和(DCE)数据通信设备，它们有类似TXD、RXD和RTS& CTS的管脚。现在，RTS从DTE源生成发送数据的请求。然后，CTS DCE从另一端清除接收数据的路径。清除路径后，它将向DTE源的RTS发送信号。然后比特从DTE传输到DCE。现在再次从DCE源，请求可以由DTE源的RTS和CTS生成，清除接收数据的路径并给出发送数据的信号。这是数据传输发生的唯一过程。

TXD, 发射机

RCD, 接收器

RTS, 请求发送

CTS, 清除发送

GND, 接地

例如:信号设置为逻辑1，即-12V。数据传输从下一位开始，为了通知这一点，DTE向DCE发送开始位。起始位始终为“0”，即+12 V，接下来的5到9个字符是数据位。如果我们使用奇偶校验位，则可以传输8位数据，而如果不使用奇偶校验位，则传输9位数据。数据传输后，停止位由值为1、1.5或2位的发送器发送。

RS232工作示例

RS232工作示例脉冲波

规格特性

对于机械规格，我们必须研究两种类型的连接器，即DB-25和DB-9。在DB-25中，有25个引脚可用于许多应用，但有些应用没有使用全部25个引脚。因此，9针连接器是为了方便设备而制造的。

现在，我们正在讨论用于微控制器和连接器之间连接的DB-9引脚连接器。有两种类型:公接头(DTE)和母接头(DCE)。顶行有5个引脚，底行有4个引脚。它通常被称为DE-9或D型连接器。

DB-9连接器的引脚结构:

RS232或DB9公接头

RS232或DB9母连接器

DB-9连接器引脚功能描述:

CD,载波检测,来自DCE的信号

RD,接收数据,接收来自DTE的输入数据

TD,传输数据,将传出数据发送到DCE

DTR,(数据终端就绪),输出信号交换信号

GND,(信号地),公共参考电压

DSR,(数据集就绪),输入信号交换信号

RTS,(请求发送),控制流量的输出信号

CTS,(允许发送),控制流量的输入信号

RI,环形指示器,来自DCE的信号

什么是信号交换？

发送器如何成功发送数据，接收器如何成功接收数据。因此，信号交换定义了这个原因。

信号交换是用来将信号从DTE传送到DCE的过程，以便在实际传送数据之前建立连接。发送者和接收者之间的信息传递可以通过信号交换来完成。

有3种类型的信号交换过程，命名为:-

没有信号交换:

如果没有信号交换，那么DCE读取已经收到的数据，而DTE发送下一个数据。所有接收到的数据都存储在一个称为接收方缓冲区的内存位置。该缓冲区只能存储一位，因此接收器必须在下一位到达之前读取缓冲区。如果接收器不能读取缓冲器中存储的位，下一位到达时，存储的位将丢失。

如下图所示，在第5位到达之前，接收器无法读取第4位，因此第4位被第5位覆盖的结果会丢失。

没有信号交换

硬件信号交换:

它使用特定的串行端口，即RTS & CTS来控制数据流。

在此过程中，发送方询问接收方是否准备好接收数据，然后接收方检查缓冲区是否为空，如果为空，则向发送方发送信号，告知我准备好接收数据。

当已经接收的数据不能被读取时，接收器向发送器发出不发送任何数据的信号。

其工作过程与上述信号交换相同。

软件信号交换:

在这个过程中，有两种形式，即X开和X关。这里，“X”是发送器。

X-ON是它恢复数据传输的部分。

X-OFF是暂停数据传输的部分。

它用于控制数据流并防止传输过程中的丢失。

软件信号交换

RS232通信的应用

RS232串行通信用于老一代电脑，用于连接鼠标、打印机、调制解调器等外围设备。

如今，RS232被先进的USB取代。

它也用于PLC机器、CNC机器和伺服控制器，因为它便宜得多。

一些微控制器板、收据打印机、销售点系统(PoS)等仍在使用它。

RS232电缆类型

市场上有各种类型的RS232电缆可以将其转换到其他端口。这是非常有用的，因为它解决了各种应用的问题。

RS232电缆用于机顶盒、计算机和体重计，也用于非常昂贵的机器。最广泛使用的电缆是RS232转usb电缆，用于与其他外围设备通信。