理解RS-232-C串口通讯协议

"RS-232-C串口通讯协议解析" RS-232-C串口通讯协议是一种广泛应用于计算机和外部设备之间进行串行通信的标准。该协议由美国电子工业协会（Electronic Industry Association, EIA）在1969年制定，其全称为EIA-RS-232C，旨在规范信号线的功能、电器特性和数据传输过程。尽管最初设计是为数据终端设备（DTE）与数据通信设备（DCE）如调制解调器之间的远距离通信，现在它也被广泛应用于计算机与外设的近端连接。 在RS-232-C协议中，"发送"和"接收"的定义是从DTE的角度出发的，这可能导致在CPU和I/O设备间的通信中出现不兼容的问题，因为两者都是DTE，都有发送和接收的能力。此协议支持的数据传输速率范围在0到20,000位每秒（bps）。 RS-232-C标准包含了多个物理标准，如EIA-RS-232-C、EIA-RS-422-A、EIA-RS-423A和EIA-RS-485。其中，EIA-RS-232-C是最常见的，像IBM PC上的COM1和COM2接口就是基于这个标准的串口。 **电气特性** RS-232-C定义了两种电压水平来表示逻辑“1”和“0”。逻辑“1”通常表示负电压，范围在-15V至-5V之间，而逻辑“0”则表示正电压，范围在+5V至+15V。这种高电压差分信号可以提供较好的噪声免疫力，但同时也限制了连接电缆的长度，一般不超过约50英尺，以避免信号衰减过大。 **信号线功能** RS-232-C接口通常包含25条线，包括数据线、控制线和信号地线。其中，最重要的数据线是TXD（Transmit Data）和RXD（Receive Data），分别用于发送和接收数据。其他控制线如RTS（Request To Send）、CTS（Clear To Send）、DTR（Data Terminal Ready）、DSR（Data Set Ready）等用于握手协议，确保数据传输的正确性和同步性。 **连接和机械特性** 物理接口通常使用DB-25针连接器，每个引脚对应一条信号线。在实际应用中，为了简化，有时也会使用DB-9针连接器，减少不常用的信号线。 **传输过程** RS-232-C支持异步串行通信，数据以起始位、数据位、奇偶校验位和停止位的格式传输。起始位标志着数据传输的开始，数据位是实际传输的信息，奇偶校验位用于检查数据传输错误，而停止位则是数据传输结束的标志。 **局限性与替代方案** 尽管RS-232-C历史悠久且广泛应用，但它存在传输距离短、速度慢、功耗高等缺点。随着技术的发展，RS-232-C逐渐被USB、Ethernet、Bluetooth和串行ATA（SATA）等高速、长距离传输的接口所取代。然而，在某些需要低速、简单、稳定连接的场合，如工业自动化设备和远程控制，RS-232-C仍然有其不可替代的地位。