串行通信接口标准－

五、串行通信接口标准RS－232

（一）RS－232C标准

由于RS－232C早期不是专为计算机通信设计的，因此分别出现了25针和9针的D型连接器，但是因为目前微机都是采用9针的D型连接器，所以这里只介绍9针D型连接器．9针D型连接器的信号及引脚如图4－4所示．

1．RS－232C信号．

对于9针D型连接器，RS－232C可以通过它传送数据（TXD和RXD），也可以对双方的互传起协调作用，即握手信号，9根信号可分为两类．

图4－4　RS232C9针D型连接器的信号及引脚

（1）基本的数据传送引脚．

TXD（Transmitted Data）数据发送引脚，串行数据从该引脚发出．

RXD（Received Data）数据接收引脚，串行数据由此输入．

GND（Ground）信号地线．

在串行通信中，最简单的通信只需连接这3根线．在微机与微机之间，微机与单片机之间，单片机与单片机之间，多采用这种连接方式．

（2）握手信号．

串口通信中主要的握手信号有以下5种，这些握手信号主要是用于和Modem的连接．

RTS（Request to Send）请求发送信号，输出信号．

CTS（Clear to Send）清除传送，是对RTS的响应信号，输入信号．

DCD（Data Carrier Detection）数据载波检测，输入信号．

DSR（Data Set Ready）数据通信准备就绪，输入信号．

DTR（Data terminal Ready）数据终端就绪，输出信号，表明计算机已经做好接收准备．

2．电器特性．

美国电子工业协会（EIA）公布的一种异步通信标准，采用的是EIA电平．其规定如下：

（1）在TXD和RXD上．

逻辑1（MARK）＝－3—－15V；逻辑0（SPACE）＝＋3—＋15V．

（2）在RTS，CTS，DSR，DTR，DCD等控制线上．

信号有效（接通，ON状态，正电压）＝＋3—＋15V；信号无效（断开，OFF状态，负电压）＝－3—－15V．

介于－3V和＋3V之间的电压无意义，低于－15V或高于＋15V的电压也被认为无意义，因此，实际工作时，应保证电平为±3—±15V．

（3）RS－232C的EIA电平和TTL电平转换．

显然，RS－232的EIA标准是根据电压的正负来表示逻辑状态的，与TTL以高、低电平表示逻辑状态的规定不同．因此，为了能够同计算机接口或终端的TTL器件连接，必须在EIA电平与TTL电平之间进行电平变换．目前广泛地使用集成电路转换器件，如MC1488、SN75150芯片，可完成TTL电平到EIA电平的转换，而MC1489、SN75154芯片可实现EIA电平到TTL电平的转换，但它们需要±12V两种电源，使用不方便，而美国MAXIM公司的MAX32芯片可完成TTL和RS－232电平的转换，且只需±5V电源，因此获得了广泛的应用．

3．电平变换电路．

由于单片机采用的是TTL电平，而串行通信采用的是EIA电平，这样就需要一个电路来使得两电平互相转化．新型电平转换芯片MAX232，可以实现TTL电平与RS－232电平双向转换．MAX232内部有电压倍增电路和转换电路，仅需外接5个电容和＋5V电源即可工作．

图4－5所示为MAX232的引脚图和连接图．由图可知，一个MAX232芯片可连接两对收/发线．MAX232把通信接口的TXD和RXD端TTL电平（0—5V）转换成RS－232的电平（－10—＋10V），送到传输线上，也可以把传输线上RS－232的＋10—－10V电平转换为0—5V的TTL电平送通信接口TXD和RXD．

图4－5　MAX232引脚和连线图

（二）单片机串行通信的连接

由于单片机的串行口不提供握手信号，因此通常采用直接数据传送方式，如果需要握手信号，可由P1口编程产生所需的信号．

1．单片机（甲机）和单片机（乙机）的连接．

甲机的发送端TXD接乙机的接收端RXD，两机的地线相连即可完成单工通信连接，当启动甲机的发送程序和启动乙机的接收程序时，就能完成甲机发送而乙机接收的串行通信．

如果甲机和乙机的发送与接收都交叉连接，地线相连，就可以完成甲机和乙机的双工通信．

2．单片机和主机（PC）连接．

单片机和PC的串行通信接口电路如图4－6所示，在PC内接有PC16550（和8250兼容）串行接口、EIA－TTL的电平转换器和RS－232C连接器，除鼠标占用一个串行口以外，还留有两个串行口给用户，这就是COM1（3F8H～3FFH）和COM2（地址2F8H～2FFH）．通过这两个口，可以连接Modem和电话线进入互联网，也可以通过连接其他的串行通信设备，如单片机、仿真机等．由于单片机的串行发送和接收线TXD和RXD是TTL电平，而PC的COM1或COM2的RS－232连接器（D型9针插座）是EIA电平，因此单片机需要加接MAX232芯片，通过串行电缆线和PC相连接．

图4－6　单片机和PC机的串行通信接口