RS-232 缆线教程

RS-232：基础知识

RS-232C、EIA RS-232，或简单地说就是 RS-232，都是指“电气行业协会”在 1969 年定义的串行通信标准。

30 多年后，我们发现这项标准可以应用于更多的方面，其数量超出了制订者的想像。如今，几乎所有电气设备都带有串行通信端口。

原先定义 RS-232 是为了将 DTE（“数据终端设备”，通常指的是计算机或终端）连接到 DCE（“数据通信设备”，通常是调制解调器）：

如今，RS-232 主要用于 DTE 设备的直接相连（无需调制解调器或通信线路）。尽管这并非是初衷，但通过一些接线技巧便可能实现。

从计算机 (DTE) 的角度来看，RS-232 缆线中的相关信号（或电线）是：

• “接收数据”(RxD) 与“传输数据”(TxD) -- 实际的数据信号
• “信号地线”(Gnd) -- 两端之间的电气参考
• “数据终端就绪”(DTR) -- 表示计算机 (DTE) 处于活动状态
• “数据设备就绪”(DTR) --表示调制解调器 (DCE) 处于活动状态。
• “数据载波就绪”(DCD) -- 表示通信线路上的连接处于活动状态
• CTS（准备发送，输入）-- 从 DTE 到 DCE 的数据流的流控制
• RTS（请求发送，输出）-- 从 DCE 到 DTE 的数据流的流控制

并非每种应用都是需要所有信号。因此，RS-232 缆线使用的电线可少于 7 根。

RS-232 接口定义各种通信参数，如校验位、每字符位数、停止位数以及波特率。要进行通信，两端都应配置相同的参数。如果您认为已经使用了正确的缆线，但仍不能正常工作，此时首先要确认的就是这点。最常用的配置是 8N1（每字符 8 位数据，数据中不含校验位，1 个停止位表示字符结束）。

RS-232 线路中的“波特率”直接转化为数据速度，单位是位每秒 (BPS)。通常的传输速度范围是从 9600 到 19200 BPS（用于大多数自动控制与控制台应用），甚至到 115200 BPS（用于最高速的调制解调器）。

缆线：多长，质量多高？

最初的 RS-232 规格定义为可以在最长 15 米（或大约 50 英尺）的距离内以 19200 BPS 的最大速度工作。但那已经是 30 年前的事情了。今天，RS-232 接口可以在更长的缆线上以更快的速度驱动信号。

作为一般规则，请考虑：

• 如果速度低于 38.4 KBPS，使用最长 30 米（100 英尺）的缆线比较安全
• 如果速度为 38.4 BPS 或更高，缆线长度应控制在 10 米（30 英尺）之内
• 如果您的具体应用超出上述限制（高速、长距离），将需要更高质量（阻抗低、容抗低）的缆线。

RS-232 数据的成功传输取决于每种环境特有的多个因素。以上一般规则是实际经验的总结，其中在安全方面留有不少余地。

连接器, 连接器

RS-232 通常使用的连接器是 25 针 D 形连接器 (DB-25)。大多数模拟调制解调器与大多数旧型号的计算机以及串行设备都使用这种连接器。DB-25 上的 RS-232 接口总是使用相同的标准针配置。

9 针 D 形连接器 (DB-9) 可以节省空间，也可用于 RS-232。大多数新的 PC COM 端口与串行设备（特别是那些注重紧凑外形的设备）都使用这种连接器。DB-9 上的 RS-232 接口总是使用相同的标准针配置。

电话类的模块化 RJ-45 插头与插孔非常紧凑、廉价，并且同大多数建筑与数据中心的电话和“以太网”布线系统相兼容。大多数联网设备与最新的服务器都使用 RJ-45 连接器进行串行通信。遗憾的是，在 RJ-45 连接器上并没有 RS-232 针布置标准。每个设备供应商都有自己的针布置。

大多数连接器都有两种版本。带针的称为“公式”，带孔的称为“母式”。

直连还是交叉？

RS-232 接口最初旨在使用直连缆线将 DTE（计算机、打印机以及其他串行设备）连接到 DCE（调制解调器）；使用这种缆线，一端的所有信号都按照一一对应的原则连接到另一端相应的信号。

通过一些“缆线配置技巧”，我们可以用 RS-232 连接两个 DTE，而大多数的现代应用都属于这种情况。

交叉（也称作零调制解调器）缆线用于将两个 DTE 直接相连，中间无需调制解调器或通信线路。它们在两端交叉传输和接收数据信号，而其他控制信号的接线方式有着许多种变化。

“完整的”交叉缆线将两端的 TxD 与 RxD 相连、DTR 与 DCD/DSR 相连、RTS 与 CTS 相连。“简化的”交叉缆线将 TxD 与 RxD 交叉连接，并在本地将 DTR 与 DCD/DSR 进行短路相连、RTS 与 CTS 进行短路相连。

缆线还是接头？

除了缆线之外，也可以使用一组缆线加上一个接头来连接两个设备。使用两个设备来替换单条缆线最初听起来有些奇怪，但在某些情况下这却可能是个很有趣的解决方案。接头是两端都有连接器的“小盒子”。连接器的针脚与缆线完全匹配。大多数的数据中心已经有可以快速获取的标准缆线，如 CAT5 以太网缆线（RJ-45 到 RJ-45，直通式）。相对于购买新的非标准缆线，购买接头并使用已有的缆线会方便许多。对于在缆线长度与颜色方面有着特殊要求的公司，接头也有帮助作用。通过使用接头，可以避免购买具备这些特性的缆线所带来的成本增加与交付周期的延长。

应该使用什么缆线？

首先，从下面的表格中查找适合具体应用的缆线。然后，从计算机商店或缆线供应商处购买标准的预制缆线。如需定制缆线，请参阅缆线图表自己配置缆线，或是从 Cyclades 或缆线供应商处订购。

如果您的 Cyclades 产品的 RS-232 接口为 DB-25 连接器，请参阅表 1。如果您的 Cyclades 产品的 RS-232 接口为 RJ-45 插孔，请参阅表 2。

要将 Cyclades	连接到	使用缆线
DB-25 公式标准 Cyclom-Yo Cyclom-Ye/DB-25 Cyclades-8Zo	DCE DB-25 母式（标准） - 模拟调制解调器 - ISDN 终端接头	1 - DB-25 母式到 DB-25 公式直连（标准） 此缆线是标准缆线，可在计算机商店购买预制件
	DTE DB-25 公式或母式（标准） - 串行终端 - 旧式 PC COM 端口 - 多数串行打印机 - 一些控制台端口 - 多数自动化设备	2 - DB-25 母式到 DB-25 母式/公式交叉（标准） 可以在计算机商店购买此缆线的预制件（实际的接线可能会有差异）。
	DTE DB-9 公式或母式 - 新型计算机 COM 端口 - 多数鼠标和指针设备 - 一些自动化设备	3 - DB-25 母式到 DB-9 母式/公式交叉（标准） 此缆线是标准缆线，但可能很难找到预制件。您可以将一根 DB-25 交叉缆线与一个 DB-25 到 DB-9 转接器结合使用。
表 1

要将 Cyclades	连接到	使用缆线
RJ-45Cyclades 定制 Cyclom-Ye/RJ-45 Cyclades-Ze TS 系列 AlterPath™ ACS AlterPath™ SM100	DCE DB-25 母式（标准） - 模拟调制解调器 - ISDN 终端接头	4 -- RJ-45 到 DB-25 公式直连（定制) 此定制缆线可以从 Cyclades（提供 6 英尺 RJ-45 到 DB-25 公式 - 询问产品号 CAB0025）或其他缆线供应商处订购。产品附带一个样本（“直连”）。
	DTE DB-25 公式或母式（标准） - 串行终端 - 旧式 PC COM 端口 - 多数串行打印机 - 一些控制台端口 - 多数自动化设备	5 -- RJ-45 到 DB-25 母式/公式交叉（定制） 这种定制缆线可以从 Cyclades（提供 6 英尺 RJ-45 到 DB-25 母式缆线 - 询问产品号 CAB0017）或其他缆线供应商处订购。产品附带一个样本（“控制台”）。 TS 系列、AlterPath™ ACS 以及 AlterPath™ SM100 均附带一个 RJ-45 到 DB-25 母式接头（产品号 ADB0025）与一个 RJ-45 到 DB-25 母式接头（产品号 ADB0017）。
	DTE DB-9 公式或母式（标准） - 新型计算机 COM 端口 - 多数鼠标和指针设备 - 一些自动化设备	6 -- RJ-45 到 DB-9 母式/公式交叉（定制） 这种定制缆线可以从 Cyclades（提供 6 英尺 RJ-45 到 DB-9 母式缆线 - 询问产品号 CAB0036）或其他缆线供应商处订购。产品附带一个样本（“控制台”）。 TS 系列、AlterPath™ ACS 以及 AlterPath™ SM100 均附带一个 RJ-45 到 DB-9 公式接头（产品号 ADB0017）与一个 RJ-45 到 DB-9 母式接头（产品号 ADB0036）。
	DTE RJ-45 Cyclades（定制） - 所有 Cyclades 控制台端口	7 -- RJ-45 到 RJ-45 交叉（定制） 这种定制缆线可以参考提供的缆线图表从缆线供应商处订购。
	DTE RJ-45 Netra（定制） - Sun Netra 控制台端口 - Cisco 控制台端口	8 - RJ-45 到 RJ-45 交叉（定制） 这种定制缆线可以从 Cyclades（提供 10 英尺缆线 - 询问产品号 CAB0045）或缆线供应商处订购。TS 系列、AlterPath™ ACS 以及 AlterPath™ SM100 均附带一个接头。
表 2

缆线图表

在使用下面的缆线图表之前，请参阅上表为您的具体应用选择合适的缆线。

有时根据应用的不同，交叉缆线的接线方式也会稍有不同。“完整的”交叉缆线将两端的 TxD 与 RxD 相连、DTR 与 DCD/DSR 相连、RTS 与 CTS 相连。“简化的”交叉缆线将 TxD 与 RxD 交叉连接，并在本地将 DTR 与 DCD/DSR 进行短路相连、RTS 与 CTS 进行短路相连。

本文中的大多数示意图显示的都是“完整”版的交叉缆线，支持调制解调器控制信号与硬件流控制。对于不需要这些特点的应用，仅需在其所在的一端配置无硬件流控制和无 DCD 检测。为了更好地使用如下所示的完整版缆线，两端应该使用相同的配置。

缆线 #1：DB-25 母式到 DB-25 公式，直连
DB-25 母式到 DB-25 公式，直连应用：连接
Cyclades 产品（串行端口）至调制解调器和其他 DCE RS232 设备。

DB-25 DB-25
母式 公式
-------- --------
2 TxD ------------ TxD 2
3 RxD ------------ RxD 3
7 Gnd ------------ Gnd 7
20 DTR ------------ DTR 20
6 DSR ------------ DSR 6
8 DCD ------------ DCD 8
4 RTS ------------ RTS 4
5 CTS ------------ CTS 5

缆线 #2：DB-25 母式到 DB-25 母式/公式，交叉
DB-25 母式到 DB-25 母式/公式，交叉应用：连接 Cyclades 产品
（串行端口）至控制台端口、终端、打印机和其他 DTE RS232 设备。

DB-25 DB-25

缆线 #3：DB-25 母式到 DB-9 母式，交叉
DB-25 母式到 DB-9 母式，交叉应用：连接 Cyclades 产品（串行端口）
至控制台端口、终端、打印机和其他 DTE RS232 设备。

DB-25 DB-9

缆线 #4：Cyclades RJ-45 到 DB-25 公式，直连
Cyclades RJ-45 到 DB-25 公式，直连应用：连接
Cyclades 产品（串行端口）至调制解调器和其他 DCE RS232 设备。

RJ-45 DB-25
Cyclades 公式
-------- --------
3 TxD ------------ TxD 2
6 RxD ------------ RxD 3
4 Gnd ------------ Gnd 7
2 DTR ------------ DTR 20
8 DSR ------------ DSR 6
7 DCD ------------ DCD 8
1 RTS ------------ RTS 4
5 CTS ------------ CTS 5

缆线 #5：Cyclades RJ-45 到 DB-25 母式/公式，交叉
Cyclades RJ-45 到 DB-25 母式/公式，交叉应用：连接 Cyclades 产品
（串行端口）至控制台端口、终端、打印机和其他 DTE RS232 设备。

RJ-45 DB-25
Cyclades 母式/公式
-------- --------
3 TxD ------------ RxD 3
6 RxD ------------ TxD 2
4 Gnd ------------ Gnd 7

2 DTR --------|--- DSR 6
|--- DCD 8

7 DCD ---|-------- DTR 20
8 DSR ---|

1 RTS ------------ CTS 5
5 CTS ------------ RTS 4

缆线 #6：Cyclades RJ-45 到 DB-9 母式，交叉
Cyclades RJ-45 到 DB-9 母式，交叉应用：连接 Cyclades 产品

RJ-45 DB-9
Cyclades 母式/公式
-------- --------
3 TxD ------------ RxD 2
6 RxD ------------ TxD 3
4 Gnd ------------ Gnd 5

缆线 #7：Cyclades RJ-45 到 Cyclades RJ-45，交叉
Cyclades RJ-45 到 Cyclades RJ-45，交叉应用：通常用于连接
Cyclades 产品的两个端口（“环回”)，用于测试目的。

RJ-45 RJ-45

缆线 #8：Cyclades RJ-45 到 Sun/Cisc RJ-45，交叉
通常用于控制台管理应用，用于连接 Cyclades
产品到 Sun Netra 服务器或 Cisco 产品。

RJ-45 RJ-45
Cyclades Sun/Cisco
-------- ---------
3 TxD ------------ RxD 6
6 RxD ------------ TxD 3
4 Gnd --------|--- Gnd 4
|--- Gnd 5
2 DTR ------------ DSR 7
7 DCD ------------ DTR 2

1 RTS ------------ CTS 8
5 CTS ------------ RTS 1

2 DTR --------|--- DCD 1
|--- DSR 6

7 DCD ---|-------- DTR 4
8 DSR ---|

1 RTS ------------ CTS 8
5 CTS ------------ RTS 7
 

公式 母式/公式
-------- ---------
2 TxD ------------ RxD 2
3 RxD ------------ TxD 3
7 Gnd ------------ Gnd 5

20 DTR --------|--- DCD 1
|--- DSR 6

6 DSR ---|-------- DTR 4
8 DCD ---|

4 RTS ------------ CTS 8
5 CTS ------------ RTS 7

Cyclades Cyclades
-------- --------
3 TxD ------------ RxD 6
6 RxD ------------ TxD 3
4 Gnd ------------ Gnd 4

2 DTR --------|--- DCD 7
|--- DSR 8 

7 DCD ---|-------- DTR 2
8 DSR ---|

1 RTS ------------ CTS 5
5 CTS ------------ RTS 1 

（串行端口）至控制台端口、终端、打印机和其他 DTE RS232 设备。

公式 母式/公式
-------- --------
2 TxD ------------ RxD 3
3 RxD ------------ TxD 2
7 Gnd ------------ Gnd 7

20 DTR --------|--- DSR 6
|--- DCD 8

6 DSR ---|-------- DTR 20
8 DCD ---|

4 RTS ------------ CTS 5
5 CTS ------------ RTS 4