原创 RS-232 接口(2)

3.       RS-232 接口的信号 

现在的RS-232接口常用于异步（Asynchronous）串行通讯，实际上也可以用于同步（Synchronous）串行通讯。

3.1）RS-232 接口信号引脚及定义

数据传输分别使用PIN2和PIN3，DSR指示DCE（如MODEM）已启动，而DTR指示DTE（如计算机）已启动，DCD指示远端MODEM已接收到良好的载波信号。

DTE发出的RTS和DCE发出的CTS 用于控制。在多数异步传输方式下，RTS和CTS 在通讯过程中保持不变。然而在DTE连接在多点传输线上时，RTS用来打开和关闭MODEM的载波，因为多点传输线上在某个时间只能有一个发送者，以使多终端共用一对电话线。 每当一个DTE要发送数据，就使RTS有效， MODEM于是发出载波，一般要等待几毫秒使载波稳定，然后使CTS有效。DTE在收到CTS后开始发送数据。当DTE完成发送数据，就使RTS无效，MODEM于是使CTS无效并关闭载波。

时钟信号(PIN15、17和24) 仅用于同步通讯（synchronous communications）。MODEM从数据码流中取出稳定的时钟信号并发给DTE。注意，即使波特率相同时，发送和接收的时钟信号也不一定相同。

RS232 DB25

3.2）PC机常用的RS-232 接口信号引脚及定义

IBM制造PC 机时将RS-232 简化成了DB-9连接器，后来成为事实标准。

旧式的PC 机有些带有DB-25针插座的串口连接器（一般为COM2），为公头插座（或称MALE），这与常见的DB-25的并口连接器不同，DB-25的并口使用25 芯孔插座（也称为母头或FEMALE）。

3.3）信号电平及电平转换

在RS-232-C中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即：逻 辑“1” 为-5— -15V；逻辑“0”为 +5— +15V。噪声容限为2V，即 要求接收器能识别低至+3V的信号作为逻辑“0”，高到-3V的信号 作为逻辑“1” 。+3V到-3V之间称为死区，为抵抗线路噪声的干扰。但不同的设备有可能使用不同的电平门限，比如CCITT V.10 定义死区为+0.3V to -0.3V。也有的接收机把门限设为1V或更低。

逻 辑“1”表示 "idle" 状态（也称OFF或MARK），逻辑“0”表示"active"状态（也称ON或SPACE）。

这种信号方式源于当时主要使用的DTL电平，与现在数字电路常用的TTL电平不同，不能直接相连，中间需要加电平转换电路。

RS-232-C规定了25条引线，实际中有许多是很少使用的，如PC 机一般只有9条引线，3条输出5条输入，因PC 机有+12V和 -12V电源，常用的电平转换芯片为SN75185、GD75232等芯片，也有单独的驱动芯片MC1488、SN75188和接收芯片MC1489、SN75189。而DCE（数据通信设备）方有3条输入5条输出线，需使用对应驱动芯片SN75196、GD75323，但往往DCE只有5V单电源，这时一般使用内带电荷泵的芯片MAX207、SN65C3238、SN65C3243等， 甚至也有使用3.3V单电源的芯片。

一些情况下，设备与PC 机连接的RS-232 接口，不使用控制信号，仅使用三条接口线RXD、TXD、GND（如单片机通过UART连接PC 机），也只有单电源，使用内带电荷泵的单路收发芯片，MAXIM、TI、SIPEX、ST等公司都有这种芯片。

3.4）信号格式

RS-232最常使用异步串行传输，每个数据包含有7 或 8 bit数据位和起始位start，停止位stop, 校验位parity (可选用，也可用于指示位)。 传输数据的样值如图所示：起始位（低有效，通常在+3v到+15v之间），紧接着数据位（7或8 bit），校验位（根据协议选用），由停止位结束（通常返回逻辑高，电压在-3v到-15v之间）。注意：RS-232使用负逻辑。

3.5）串口鼠标

早期PC机使用串口鼠标，以标准的RS-232-C 输出信号 (+-12V) 作为输入。鼠标取用RS-232-C的输出线的电流（大约10mA），并发送计算机RS-232-C接收芯片可以识别的电平信号。鼠标一般输出信号为+-5V或0-5V ，有些输出+-12V。鼠标电路一般使用+5V电压，一般从DTR和RTS线产生MCU使用的正电源，而负电源一般取自TD，典型的机械鼠标需要4只红外LED做移动检测，一般使用二极管从DTR和RTS线取电，然后通过电阻加到4只LED上。鼠标总体需要10 mA 电流，工作电压6-15V。

鼠标能够正常工作，RTS和DTR线必须为正电压， DTR-DSR和RTS-CTS之间不要连接。当DTR正常，鼠标要发一个包含字母"M" (ascii 77) 的字节来识别自身。而冷启动后，RTS 一般设为负电压，这时需要把RTS转换为正，称为反转RTS。要完成RTS电压的反转，负脉冲宽度至少为100ms。

串口鼠标使用格式为1200bps, 7 data bits, 1 stop-bit，发送的数据包为3字节长度，每次鼠标状态改变（移动或按键的按压与释放） 都要向计算机发送数据。数据格式如下：

字节1（byte1）首先发出，然后是其他2个字节。字节1的bit6用做同步数据包。

LB是左键的状态（1表示按下），RB是右键的状态（1表示按下）；X7-X0表示从上次数据包发出后沿X方向移动的距离，Y7-Y0表示从上次数据包发出后沿Y方向移动的距离。

用X表示的位，在使用7 bits数据和2 bits停止位格式时为0；而使用8 bits数据和1 bits停止位格式时为1 。最安全的方式是使用7 bits数据和1 bits停止位的接收格式。

3.6）信号规格表