RS-232标准

1、概述

RS-232接口是在1970年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准”。该标准规定采用一个25个脚的DB-25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。后来IBM的PC机将RS-232简化成了DB-9连接器，其外形及引脚定义分别见图1及表1。百度百科
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图1 RS-232接口DB-9连接器外形表1 RS-232接口DB-9引脚定义

引脚编号	引脚名	功能
1	DCD	载波检测
2	RXD	接收数据
3	TXD	发送数据
4	DTR	数据终端准备好
5	SG	信号地线
6	DSR	数据准备好
7	RTS	请求发送
8	CTS	清除发送
9	RI	振铃指示

RS-232口的很多应用（如工业控制）一般只使用RXD、TXD、GND三条线，就可以实现全双工通信，如图2所示。
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图2 只使用RXD、TXD、GND三条线时RS-232连接示意图

2、RS-232接口的特点

总体来看，RS-232具有如下优点：

灵活的波特率选择 ：RS-232规定的标准传送速率有50b/s、75b/s、110b/s、150b/s、300b/s、600b/s、1200b/s、2400b/s、4800b/s、9600b/s、19200b/s，115200b/s等，可以灵活地适应不同速率的设备。
采用负逻辑传送：规定逻辑“1”的电平为-5V~-15 V，逻辑“0”的电平为+5 V～+15 V。选用该电气标准的目的在于提高抗干扰能力，增大通信距离。RS -232的噪声容限为2V，接收器将能识别高至+3V的信号作为逻辑“0”，将低到-3 V的信号作为逻辑“1”。
但RS-232也具有一些明显的缺陷，包括：
接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL电平不兼容，需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。
传输速率较低。
使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。
传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能用在15米左右。

3、RS-232接口协议

RS-232采用异步传输，即发射机和接收机分别使用不同时钟，其格式定义为：起始位+校验位+数据位+停止位。其中，校验位为可选项。如果不考虑校验位，则数据格式为“起始位+数据位+停止位”，例如，如果我们想要发送数据"01001110"，则需要发送“0”+“01001110”+“1”。
RS-232芯片使用1.8432MHz时钟，采用16分频，就可以得到时钟为115200kHz，进一步分频，还可以得到更低的时钟。

【仿真】

请仿真RS-232点到点传输性能，仿真参数如下表所示。

参数	取值	说明
波特率	50Baud	每秒钟传输符号个数
“0”发送电平	+5V	用+5V代表信息“0”
“1”发送电平	-5V	用-5V代表信息“1”
判决门限	0	接收电平大于1被判定为“0”，否则为“1”
噪声单边功率谱密度 $N_0$	$10^{-9}{\rm W/Hz}$	AWGN 信道