DIY - PIC：EIA RS-232 串行通信協議標準 (九十二)

DIY - PIC：EIA RS-232 串行通信協議標準 (九十二)：

RS-323C 標準是美國 EIA (Electronic Industry Association 電子工業聯合會）與 BELL等公司一起開發的 1969 年公佈的通信協議。全稱是 EIA-RS-232（簡稱232，RS232）。它被廣泛用於電腦串列埠外設連線。RS（Recommended standard）代表推薦標准，232 是標識號，C 代表 RS232 的最新一次修改（1969年），在這之前，還有 RS232B、RS232A。RS-232C 規定連接電纜和機械、電氣特性、信號功能及傳送過程。

▲ D-Subminiature Connector

 RS-232 設計之初是用來連接數據機做傳輸之用，也因此它的腳位意義通常也和數據機傳輸有關。RS-232 的裝置可以分為資料終端裝置（DTE，Data Terminal Equipment, For example, PC）和資料通訊裝置（DCE，Data Communication Equipment）兩類，這種分類別定義了不同的線路用來發送和接受訊號。一般來說，電腦和終端裝置有 DTE 連結器，數據機和印表機有 DCE 連結器。但是這麼說並不是總是嚴格正確的，用配線分接器測試連線，或者用試誤法來判斷電纜是否工作，常常需要參考相關的檔案說明。

▲ PC 至 Modem (DTE 與 DCE 的連接)

▲ DTE 與 DCE 的連接

▲ DB-9 DTE 與 DB-25 DCE 的連接

▲ DB-9 DCE 與 DB-25 DCE 的連接

 1.電氣特性：EIA-RS-232C 對電器特性、邏輯電平和各種信號線功能都作了規定。 
在 TxD 和 RxD上：邏輯1(MARK) = -3V～-15V  　　　　　　　   
                                  邏輯0(SPACE) = +3～＋15V
在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上：  　　　　　　　   
                                 信號有效（接通，ON狀態，正電壓）＝ +3V～+15V
  　　　　　　　   信號無效（斷開，OFF狀態，負電壓) ＝  -3V～-15V

MARK 和 SPACE 是從電傳打字機中來的術語。電傳打字機原始的通訊是一個簡單的中斷直流電路模式，類似與圓轉盤電話撥號的中的訊號。Marking 狀態是指電路是斷開的，Spacing 狀態就是指電路是接通的。一個 SPACE 就表明有一個字元要開始發送了，相應的停止的時候，停止位就是 MARK。當線路中斷的時候，電傳打字機不列印任何有效字元，周期性的連續收到全零訊號。根據裝置供電電源的不同，±5、±10、±12和 ±15這樣的電壓都是可能的。

▲ 訊號的電壓水平與邏輯水平是相反 ( 1 = -12V ， 0 = +12V)

 2、連接器的機械特性：連接器：由於 RS-232C 並未定義連接器的物理特性，因此，出現了 DB-25、DB-15 和 DB-9 各種類型的連接器，其引腳的定義也各不相同。下面分別介紹兩種連接器。 
（1）DB-25： PC 和 XT 機採用 DB-25 型連接器。DB-25 連接器定義了 25 根信號線，分為4組：　　 
①非同步通信的 9個電壓信號（含信號地SG）2，3，4，5，6，7，8，20，22　　
 ②20mA 電流環信號 9個（12，13，14，15，16，17，19,23，24）　　
 ③空6個（9，10，11，18，21，25）　　
 ④保護地（PE）1個，作為設備接地端（1腳） 

DB-25 型連接器的外形及信號線分配如圖3所示。注意，20mA電流環信號僅 IBM PC和 IBM PC/XT 機提供，至 AT 機及以後，已不支援。

▲ DB-25 連接器及引腳編號

▲ DB-9 連接器及引腳編號

3、RS-232C 的介面信號：RS-232C 規標準介面有 25條線，4條資料線、11條控制線、3條定時線、7條備用和未定義線，常用的只有 9根。

Pin No.	Name	Dir	Notes/Description
1	-	-	Protective/shielded ground
2	TD	OUT	Transmit Data (a.k.a TxD, Tx) (ASYNC)
3	RD	IN	Receive Data (a.k.a RxD, Rx) (ASYNC)
4	RTS	OUT	Request To Send (ASYNC)
5	CTS	IN	Clear To Send (ASYNC)
6	DSR	IN	Data Set Ready (ASYNC)
7	SGND	-	Signal Ground
8	CD	IN	Carrier Detect (a.k.a DCD).
9	-	-	Reserved for data set testing.
10	-	-	Reserved for data set testing.
11	-	-	Unassigned
12	SDCD	IN	Secondary Carrier Detect. Only needed if second channel being used.
13	SCTS	IN	Secondary Clear to send. Only needed if second channel being used.
14	STD	OUT	Secondary Transmit Data. Only needed if second channel being used.
15	DB	OUT	Transmit Clock (a.k.a TCLK, TxCLK). Synchronous use only.
16	SRD	IN	Secondary Receive Data. Only needed if second channel being used.
17	DD	IN	Receive Clock (a.k.a. RCLK). Synchronous use only.
18	LL	-	Local Loopback
19	SRTS	OUT	Secondary Request to Send. Only needed if second channel being used.
20	DTR	OUT	Data Terminal Ready. (ASYNC)
21	RL/SQ	-	Signal Quality Detector/Remote loopback
22	RI	IN	Ring Indicator. DCE (Modem) raises when incoming call detected used for auto answer applications.
23	CH/CI	OUT	Signal Rate selector.
24	DA	-	Auxiliary Clock (a.k.a. ACLK). Secondary Channel only.
25	-	-	Unassigned

▲ DB-25 連接器引腳定義

Pin No.	Name	Dir	Notes/Description
1	DCD	IN	Data Carrier Detect. Raised by DCE when modem synchronized.
2	RD	IN	Receive Data (a.k.a RxD, Rx). Arriving data from DCE.
3	TD	OUT	Transmit Data (a.k.a TxD, Tx). Sending data from DTE.
4	DTR	OUT	Data Terminal Ready. Raised by DTE when powered on. In auto-answer mode raised only when RI arrives from DCE.
5	SGND	-	Ground
6	DSR	IN	Data Set Ready. Raised by DCE to indicate ready.
7	RTS	OUT	Request To Send. Raised by DTE when it wishes to send. Expects CTS from DCE.
8	CTS	IN	Clear To Send. Raised by DCE in response to RTS from DTE.
9	RI	IN	Ring Indicator. Set when incoming ring detected - used for auto-answer application. DTE raised DTR to answer.

▲ DB-9 連接器引腳定義

在RS-232 標準中，字元是以一序列的位元串來一個接一個的串列（serial）方式傳輸，優點是傳輸線少，配線簡單，傳送距離可以較遠。最常用的編碼格式是非同步起停（asynchronous start-stop）格式，它使用一個起始位元後面緊跟 7 或 8 個資料位元（bit），然後是可選的奇偶校驗位元，最後是一或兩個停止位元。所以發送一個字元至少需要 10 位元，帶來的一個好的效果是使全部的傳輸速率，發送訊號的速率以 10劃分。一個最平常的代替非同步起停方式的是使用高階資料鏈路控制協定（HDLC）。

▲ RS-232 訊號 ( UART 與 Transceiver )

參考網址：維基百科
 
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◆ DIY - 電子：PIC18F4550 + MAX232 USART 電路程式 (九十九) ：
◆ DIY - 電子：PIC18F4550 測試程式 Hyper Terminal (一百) ：

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◎ RS-232 ﹣串列數據通訊的介面標準 (一)
◎ RS-232 ﹣超級終端機串列介面測試 (二)
◎ RS-232 ﹣超級終端機串列介面 Loopback 測試 (三)
◎ RS-232 ﹣用 Excel 做串列介面數據傳輸及接收 (四)
◎ RS-232 ﹣用 Excel API做串列介面數據傳輸及接收 (五)

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◎ DIY - 智能小車：ser2net 詳細介紹 (二十一)
◎ DIY - 智能小車：智能小車 ser2net 設定 (二十二)
◎ DIY - 智能小車：16F877A 控制版串口連接程式 (二十三)
◎ DIY - 智能小車：TL-WR703N 路由器和 RS232 串行板組裝 (二十九)
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◎ Hameg HM507 CombiScope (模數組合示波器) – RS232

2011 年 07 月 05 日  
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