RS-232 接口

RS-232 是计算机和嵌入式设备中常见通信接口，通常称为“串口”。本文主要介绍 RS-232 的规范、协议、接口等相关技术。

RS-232 是什么

RS-232 是美国电子工业联盟（EIA）制定的串行数据通信的接口标准，原始编号全称是 EIA-RS-232-C（简称 232 或 RS232）。其中，RS 是英⽂“推荐标准”的缩写，232 为标识号，C 表⽰修改次数（表⽰ RS-232 的版本）。

RS-232-C 总线标准设有 25 条信号线，包括⼀个主通道和⼀个辅助通道。⼯业控制的 RS-232 ⼝⼀般只使⽤ RXD、TXD、GND 三条线。通常 RS-232 接⼝以 9 个引脚（DB-9）或是 25 个引脚（DB-25）的型态出现，⼀般个⼈计算机（台式机）上会有一到两组 RS-232 接⼝，分别称为 COM1 和 COM2。

RS-232 逻辑电平

在 RS-232 标准中定义了逻辑一和逻辑零电压级数，以及标准的传输速率和连接器类型。信号大小在正 3-15v 和负 3-15v 之间。

RS-232 规定接近零的电平是无效的，电平有效范围在 ±3 至 ±15 伏之间。根据设备供电电源的不同，±5、±10、±12 和 ±15 这样的电平都是可能的。

• 逻辑一规定为负电平，有效负电平的信号状态称为传号 marking，它的功能意义为 OFF；
• 逻辑零规定为正电平，有效正电平的信号状态称为空号 spacing，它的功能意义为 ON。

RS-232 连接器

按照引脚个数不同，标准 RS-232 接口有两种连接器，分别是：

• 9 针的 DB-9：主流最常用的就是这个 9 针的 RS232；
• 25 针的 DB-25：目前很少用，此处不多介绍。

其中的（9 针的）RS232 按照接口类型分，又可分为：

• 公口（Male）：带针脚的一端
• 母口（Female）：带针孔的一端

下图以公口为例，简单说明 DB-9 和 DB-25 的接口定义情况。

RS-232 引脚定义

标准 9 针 RS-232 串口引脚示意图如下：

需要注意的是，公口和母口的引脚顺序是相反的，具体如下：

  DB-9 Male (Pin Side)     DB-9 Female (Pin Side)
    _____________            _____________
    \ 1 2 3 4 5 /            \ 5 4 3 2 1 /
     \ 6 7 8 9 /              \ 9 8 7 6 /
      ---------                ---------

下表详细列出了 RS-232 的引脚定义和使用说明。

目前，在嵌入式开发中，绝大多数都只用到了 RxD、TxD 和 GND 三个引脚。

Serial、UART、TTL 和 RS-232

在计算机领域，Serial、UART、TTL 和 RS-232 这四个词常常出现在对串口的描述中，也很容易被混淆。实际上，它们有着不同的概念。

Serial 表示“串行”，即通讯链路的“时分复用”，数据是随着时间不同，慢慢的传送过去的，且大多数是以一个一个 bit 位的形式发送的。RS232、USB、SPI、I2C 等等，都属于串行方面的协议或概念。在实际应用中，Serial 更偏向于软件概念。

UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发器）通常用于表示微控制器上的 UART 外设模块，是电子电路上的概念。也用于一种双向、串行、异步的通信总线，仅用一根数据接收线（Rx）和一根数据发送线（Tx）就能实现全双工通信。

而 TTL 则是一种逻辑电平标准，低电平为 0，高电平为 1（+5V 电平）。前面讲到，RS-232 标准是正电平为 0，负电平为 1（±15V 电平）。也就是说，TTL 的逻辑和 RS-232 是相反的。

由于 UART 采用的是 TTL 电平，因此如果想要使用 UART 连接外部 RS-232 接口时，就需要用到电平转换芯片。常用的 RS-232 电平转换芯片有 MAX3232、SP3232 等。

RS-232 本质上是一种电气接口规范，或称为“串口通信的协议”。它定义了硬件接口、引脚功能、信号时序等内容。

RS-232 串口工具

常见的 RS-232 串口工具包括 Linux 上的 minicom，Windows 上的 SecureCRT、MobaXterm、Xshell 等。你可以通过《好用的串口工具》了解更多串口工具的介绍。