【物联网通信接口】——RS232

June 21, 2022

概述

物联网由于依赖于电子计算机技术、通信技术而发展起来的新的应用；因此所设计的通信接口很多，从常用的串口通信，到各种无线通信接口方式，可以根据实际的情况做不同的选择。RS232通信协议是由EIA（Electronics Industry Alliance 电子工业联盟）/TIA（电信工业协会）在1962年开发的串行通信协议，因此有时候也称为EIA232、TIA232。现代硬件设计已经使用比较新的的串行通信协议，如 USB、以太网和 Wi-Fi。但是，RS232仍然被证明是突出的。原因是，与I2C和串行TTL信号相比，RS232信号的传播距离更长、具有更好的抗噪性、另外设备制造商之间的兼容性，尤其是用于连接计算机和调制解调器也让RS232仍一直在行业中普遍使用

RS232接口标准

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RS232简化成了DB-9连接器，从而成为事实标准。而工业控制的RS-232口一般只使用RXD、TXD、GND三条线。

DTE（计算机）将信息串行传输到另一端设备DCE（调制解调器）。在这种情况下，DTE 将二进制数据“11011101”发送到 DCE，DCE 将二进制数据“11011010”发送到 DTE 设备。

RS232描述了从DTE传输到DCE的常用电压电平，电气标准，工作模式和位数。该标准用于通过电话线传输信息交换

RS232电气标准

电压等级

信号电压采用正逻辑，+3V至+25V之间的信号电压表示逻辑“1”，-3V至-25V之间的信号电压表示逻辑“0”。

控制电压信号使用负逻辑，即逻辑“1”表示-3至-25 V，逻辑“0”表示+3V至+25V。

-3V至+3V的电压被认为是不确定状态

信号电压	逻辑状态
+3V至+25V	ON(1)
-3V至-25V	OFF(-1)

控制信号电压	逻辑状态
+3V至+25V	OFF(-1)
-3V至-25V	ON(1)

线路阻抗

RS232发送器和接收器之间的阻抗桥接被定义为最大化发射器和接收器之间的电压传输。其范围为3KΩ至7KΩ

操作模式

RS232 器件采用单端信令（双线）工作。这意味着一根导线传输变化的电压，另一根导线连接到地。单端信号受驱动器和接收器电路的接地电压差异引起的噪声的影响。单端技术的优点是，它需要更少的电线来传输信息

波特率

它是每秒传输的二进制位数。RS232 支持从 110 到 230400 的波特率。通常，使用波特率为1200，4800，9600，115200。它确定数据从发射器发送到接收器的速度（注意;发送端与接收端的速率应该一致）

压摆率

RS232标准以最小的压摆率（压摆率是指单位时间，一般用微秒，器件输出电压值的可改变的范围）保持缓慢的上升和下降时间，以减少相邻信号之间的串扰。通常，允许的最大压摆率是30V / µsec

硬件接口

RS232 使用 DB9 和 DB25 连接器确定 DTE 和 DCE 之间的通信。连接器（DB9、DB25）配有公头和母头电缆。DB9 连接器有 9 个引脚，DB25 连接器有 25 个引脚，每个引脚都有自己的功能。其实在大多数场合下只使用RXD,TXD和GND这三个端子。

RS232的优缺点

RS232是一个比较老的协议，它的优点使其成为系统到系统通信的标准串行接口，并具有以下优点。简单的协议设计、硬件开销小于并行通信、短距离应用的推荐标准。、兼容 DTE 和 DCE 通信、用于开发的低成本协议。但缺点也比较明显，它它是一种单端协议，不支持全双工通信，可以改变地电位；由于较长的电缆长度会在串行通信期间引入串扰，因此，该协议在长距离通信方面受到限制。