rs232串口接口的引脚是如何定义的?如何进行接线?
大多数计算机(不包括笔记本电脑)包含两个基于RS-232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议;很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。
好的,我们来详细说明RS232串口的引脚定义和接线方法。
RS232 引脚定义(最常见 DB9 型连接器)
RS232 通信主要使用 DTE(数据终端设备,如电脑)和 DCE(数据通信设备,如调制解调器、串口设备)的概念。标准引脚定义以DTE设备(如电脑串口)的视角为准。最常见的接口是 DB9 连接器。
| 引脚号 (DB9) | 简称 | 全称 | 功能描述 | 方向 (DTE设备角度) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | CD | Carrier Detect (载波检测) | DCE 通知 DTE 已检测到载波(另一端在线) | 输入 |
| 2 | RXD | Received Data (接收数据) | 接收来自 DCE 的数据 | 输入 |
| 3 | TXD | Transmitted Data (发送数据) | 发送数据到 DCE | 输出 |
| 4 | DTR | Data Terminal Ready (数据终端就绪) | DTE 通知 DCE 已准备好通信 | 输出 |
| 5 | SG | Signal Ground (信号地) | 信号参考地,非常重要的引脚 | - |
| 6 | DSR | Data Set Ready (数据集就绪) | DCE 通知 DTE 已准备好通信 | 输入 |
| 7 | RTS | Request To Send (请求发送) | DTE 请求 DCE 准备接收数据 | 输出 |
| 8 | CTS | Clear To Send (允许发送) | DCE 通知 DTE 可以发送数据 | 输入 |
| 9 | RI | Ring Indicator (振铃指示) | DCE 通知 DTE 有呼入信号 | 输入 |
注:DB25 (25针) 历史上有更老的 DB25 (25针) 连接器也用于RS232。虽然现在较少见,但其主要信号引脚与DB9对应关系是:引脚2 (TXD), 引脚3 (RXD), 引脚7 (SG), 引脚4 (RTS), 引脚5 (CTS), 引脚6 (DSR), 引脚20 (DTR), 引脚8 (CD), 引脚22 (RI)。其他引脚多为未使用或备用。
RS232 接线方法
接线方式取决于你要连接的两个设备是 DTE 还是 DCE,以及是否需要流控。
1. DTE (如电脑) 直连 DCE (如调制解调器、串口设备)
这是最简单的情况。同名引脚直接相连。
- TXD (DTE) -> RXD (DCE)
- RXD (DTE) <- TXD (DCE)
- SG (DTE) -> SG (DCE)
- DTR (DTE) -> DSR (DCE)
- RTS (DTE) -> CTS (DCE)
- CTS (DTE) <- RTS (DCE)
- DSR (DTE) <- DTR (DCE)
- CD (DTE) <- CD (DCE) (或其他DCE告知载波的信号)
- RI (DTE) <- RI (DCE)
- 其他控制信号根据需要连接(如DTR-DSR, RTS-CTS互连)。
这种线称为直通线(Straight-through Cable)。
2. DTE (电脑) 直连 DTE (电脑) 或 DCE 直连 DCE
这是最常用的接法之一,也称为零调制解调器(Null Modem)连接。它模拟了通过调制解调器通信的方式,但不需要实际的调制解调器。关键在于交叉发送和接收数据线,并处理流控信号。
- TXD (DTE1) -> RXD (DTE2)
- RXD (DTE1) <- TXD (DTE2)
- SG (DTE1) -> SG (DTE2)
-
流控连接 (常用简化方式):
- 方案A (最低功能 - 仅基本通信):
- DTR (DTE1) -> DSR (DTE2) & DSR (DTE1) <- DTR (DTE2) (使设备互相认为对方就绪)
- RTS (DTE1) -> CTS (DTE2) & CTS (DTE1) <- RTS (DTE2) (使设备互相认为可以发送数据)
- CD (DTE1) 和 CD (DTE2) 通常悬空或相互连接。
- RI (DTE1) 和 RI (DTE2) 通常悬空或不连接。
- 方案B (自环回简化 - 适合不需要严格流控):
- DTR (DTE1) -> DSR (DTE1) & DTR (DTE2) -> DSR (DTE2) (每个DTE通知自身已就绪)
- RTS (DTE1) -> CTS (DTE1) & RTS (DTE2) -> CTS (DTE2) (每个DTE自环回:请求发送即认为允许发送)
- TXD (DTE1) -> RXD (DTE2)
- RXD (DTE1) <- TXD (DTE2)
- SG (DTE1) -> SG (DTE2)
方案B解析(以DTE1为例): DTE1的RTS(请求发送)输出被连到自己的CTS(允许发送)输入,意味着一旦DTE1发出RTS信号,它就会立刻看到CTS有效,从而认为自己随时可以发送数据,而不依赖对方设备的CTS信号。同理处理DTR->DSR自环。这种接法绕过了硬件流控,软件需要控制好数据发送速率。
- 方案A (最低功能 - 仅基本通信):
这种线称为交叉线(Null Modem Cable / Crossover Cable)。
3. 简化通讯 (三线制)
如果只需要最基本的通讯(不需要硬件流控、状态指示),最常用的极简连接只需要 3 条线 就可以工作:
- TXD (设备A) -> RXD (设备B)
- RXD (设备A) <- TXD (设备B)
- SG (设备A) -> SG (设备B)
重要:
- SG (信号地) 必须连接! 这是所有信号电压的参考点,不连接会导致通信不稳定或完全失败。
- 明确设备角色: 在接线前,务必确认两端设备是扮演DTE还是DCE角色。很多嵌入式设备或串口模块可以配置或明确说明。
- 流控决定: 是否需要连接RTS/CTS、DTR/DSR取决于通信软件是否启用硬件流控以及设备是否支持。如果不确定,三线制是最保险的起点。
- 电平转换: RS232使用负逻辑(-3V到-15V代表逻辑'1',+3V到+15V代表逻辑'0')和较高的电压(±12V、±15V常见)。TTL/CMOS电平(0V为'0', 3.3V/5V为'1')的设备(如单片机)必须通过 RS232电平转换芯片 (如MAX232, SP3232) 或转换模块才能与标准RS232接口通信。USB转RS232线缆内部已集成此转换。
接线建议和注意事项
- 参考设备手册: 不同设备的RS232接口可能对某些控制信号的使用有特殊要求(例如DTR用于供电),务必查阅设备的具体手册。
- 流控配置: 如果连接了硬件流控线(RTS/CTS, DTR/DSR),通信两端的软件(如串口调试助手或驱动)必须启用对应的流控设置,否则可能无法通信。
- DB9连接器公母: DTE设备(如电脑)的DB9接口通常是公头(引脚针),对应的串口线接头是母头(插孔)。接线时注意公母匹配。DB9转USB线缆的一端是USB公头(插头),另一端接设备的线则可能是DB9公头或母头。
- 测试: 使用万用表通断档检查线缆是否按照预期连接(特别是TX/RX是否交叉正确)。使用串口调试软件进行发送接收测试。
- 线材选择: 对于长距离通信(超过15米)或高干扰环境,应使用带屏蔽层的双绞线电缆,并确保屏蔽层良好接地(通常连接两端的SG或外壳)。
- 安全: 在带电状态下插拔串口线有损坏接口的风险(虽然RS232协议一定程度上支持热插拔,但并不推荐)。建议在断电状态下连接好线缆。操作时注意防静电。
总结
- RS232接口最常见的是 DB9 连接器。
- 核心引脚: TXD (发送), RXD (接收), SG (信号地)
- DTE直连DCE: 用直通线,同名引脚相连。
- DTE直连DTE (或DCE连DCE): 用交叉线/零调制解调器线,数据线TXD与RXD必须交叉连接;流控线根据需求连接(可交叉互连或自环简化)。
- 最简三线制:
TXD(A)->RXD(B),RXD(A)->TXD(B),SG(A)->SG(B)。适用于无流控的基本通信。 - SG信号地必须连接!TTL设备需电平转换!明确设备角色和软件设置!
希望这个详细的中文解释能帮助你理解RS232接口的接线!
实现RS232串口通信的资料合集
本文档的主要内容详细介绍的是实现RS232串口通信的资料合集包括了:MAX232和PL2303与max485芯片的数据手册,
资料下载
刘鹏
2020-07-17 08:00:00
rs232接口有啥用?rs232串口接线图 深入理解RS232串口
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2023-06-01 14:04:18
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