由于其相對(duì)簡(jiǎn)單和低硬件開銷（與并行接口相比），串行通信在電子行業(yè)中被廣泛使用。今天，最流行的串行通信標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)然是EIA/TIA-232-E規(guī)范。該標(biāo)準(zhǔn)由電子工業(yè)協(xié)會(huì)和電信工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA/TIA）制定，通常簡(jiǎn)稱為RS-232，其中RS代表“推薦標(biāo)準(zhǔn)”。 盡管近年來(lái)此RS前綴已被EIA / TIA取代以幫助識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)的來(lái)源，但本文使用通用的RS-232表示法。

介紹

EIA/TIA-232-E標(biāo)準(zhǔn)的正式名稱是“采用串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)終端設(shè)備和數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備之間的接口”。雖然這個(gè)名字聽起來(lái)可能令人生畏，但該標(biāo)準(zhǔn)只涉及主機(jī)系統(tǒng)（數(shù)據(jù)終端設(shè)備或DTE）和外圍系統(tǒng)（數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備或DCE）之間的串行數(shù)據(jù)通信。

EIA/TIA-232-E標(biāo)準(zhǔn)于1962年推出，此后已更新四次，以滿足串行通信應(yīng)用不斷變化的需求。標(biāo)準(zhǔn)名稱中的字母“E”表示這是標(biāo)準(zhǔn)的第五次修訂。

RS-232規(guī)格

RS-232是一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)。這意味著該標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)指定以下內(nèi)容來(lái)確保主機(jī)和外圍系統(tǒng)之間的兼容性：

常見電壓和信號(hào)電平

常見引腳接線配置

主機(jī)和外圍系統(tǒng)之間的控制信息量極少。

與許多僅指定給定接口的電氣特性的標(biāo)準(zhǔn)不同，RS-232規(guī)定了電氣，功能和機(jī)械特性以滿足上述三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。下面將討論RS-232標(biāo)準(zhǔn)的這些方面。

電氣特性

RS-232標(biāo)準(zhǔn)的電氣特性部分規(guī)定了電壓電平、信號(hào)電平變化率和線路阻抗。

由于最初的RS-232標(biāo)準(zhǔn)是在1962年和TTL邏輯時(shí)代之前定義的，因此該標(biāo)準(zhǔn)不使用5V和接地邏輯電平也就不足為奇了。相反，驅(qū)動(dòng)器輸出的高電平定義為+5V至+15V之間，驅(qū)動(dòng)器輸出的低電平定義為-5V至-15V之間。接收器邏輯電平被定義為提供2V噪聲容限。因此，接收器的高電平定義為+3V至+15V，低電平定義為-3V至-15V。圖1顯示了RS-232標(biāo)準(zhǔn)定義的邏輯電平。需要注意的是，對(duì)于RS-232通信，低電平（-3V至-15V）被定義為邏輯1，歷史上稱為“標(biāo)記”。類似地，高電平（+3V至+15V）定義為邏輯0，稱為“間隔”。

圖1.RS-232 邏輯電平規(guī)范。

RS-232標(biāo)準(zhǔn)還限制了驅(qū)動(dòng)器輸出端的最大壓擺率。包括此限制是為了幫助降低相鄰信號(hào)之間發(fā)生串?dāng)_的可能性。上升和下降時(shí)間越慢，串?dāng)_的機(jī)會(huì)就越少。考慮到這一點(diǎn)，允許的最大壓擺率為30V/ms。此外，標(biāo)準(zhǔn)定義了最大數(shù)據(jù)速率 20kbps ，再次減少串?dāng)_的機(jī)會(huì)。

驅(qū)動(dòng)器和接收器之間接口的阻抗也已定義。驅(qū)動(dòng)器看到的負(fù)載額定值為3kΩ至7kΩ。在最初的RS-232標(biāo)準(zhǔn)中，驅(qū)動(dòng)器和接收器之間的電纜長(zhǎng)度規(guī)定為最大15米。修訂版“D”（EIA/TIA-232-D）更改了標(biāo)準(zhǔn)的這一部分。該標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有指定電纜的最大長(zhǎng)度，而是指定最大容性負(fù)載為2500pF，這顯然是一個(gè)更合適的規(guī)格。最大電纜長(zhǎng)度由電纜每單位長(zhǎng)度的電容決定，該電容在電纜規(guī)格中提供。

表1總結(jié)了當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)中的電氣規(guī)格。

功能特點(diǎn)

由于RS-232是一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)，因此它不僅僅包括電氣特性規(guī)格。該標(biāo)準(zhǔn)還解決了接口的功能特性，上面列表中的#2。這實(shí)質(zhì)上意味著RS-232定義了接口中使用的不同信號(hào)的功能。這些信號(hào)分為四個(gè)不同的類別：公共、數(shù)據(jù)、控制和定時(shí)。見表2。該標(biāo)準(zhǔn)提供豐富的控制信號(hào)，并支持一級(jí)和二級(jí)通信通道。幸運(yùn)的是，很少有應(yīng)用（如果有的話）需要所有這些定義的信號(hào)。例如，典型調(diào)制解調(diào)器僅使用八個(gè)信號(hào)。稍后將討論如何在實(shí)際應(yīng)用中使用RS-232標(biāo)準(zhǔn)的示例。此處包含已定義信號(hào)的完整列表作為參考。然而，回顧所有這些信號(hào)的功能超出了本文的范圍。

機(jī)械接口特性

RS-232涵蓋的第三個(gè)領(lǐng)域是機(jī)械接口。具體來(lái)說(shuō)，RS-232指定25引腳連接器作為最小連接器尺寸，可以容納標(biāo)準(zhǔn)功能部分中定義的所有信號(hào)。此連接器的引腳分配如圖 2 所示。DCE 設(shè)備的連接器為連接器外殼的公頭和連接引腳的母頭。同樣，DTE 連接器是帶有公連接引腳的母外殼。雖然RS-232指定了25位連接器，但通常不使用此連接器。大多數(shù)應(yīng)用不需要所有定義的信號(hào)，因此 25 引腳連接器大于必要值。因此，通常使用其他連接器類型。也許最受歡迎的連接器是 9 位 DB9S 連接器，如圖 2 所示。例如，這種 9 位連接器為調(diào)制解調(diào)器應(yīng)用提供了發(fā)送和接收必要信號(hào)的方法。稍后將更詳細(xì)地討論這種類型的pf應(yīng)用程序。

圖2.RS-232 連接器引腳分配。

RS-232 IC設(shè)計(jì)的演變

穩(wěn)壓電荷泵

原來(lái)的MAX232驅(qū)動(dòng)器/接收器及其相關(guān)器件只需將輸入電壓加倍并反相，即可為RS-232驅(qū)動(dòng)器電路供電。這種設(shè)計(jì)使電壓比實(shí)際需要的要大得多;它浪費(fèi)了電力。EIA-232電平定義為±5V至5kΩ。憑借新的低壓差輸出級(jí)，Maxim推出了帶有內(nèi)部電荷泵的RS-232收發(fā)器，可提供穩(wěn)定的±5.5V輸出。這種設(shè)計(jì)允許變送器輸出以最小的電源電流保持RS-232兼容電平。

低電壓操作

新型穩(wěn)壓電荷泵和低壓差發(fā)送器的輸出電壓降低，允許使用降低的電源電壓。Maxim最新的大多數(shù)RS-232收發(fā)器工作在低至+3.0V的電源電壓。

自動(dòng)關(guān)機(jī)?

在延長(zhǎng)電池壽命的永無(wú)止境的戰(zhàn)斗中，Maxim開創(chuàng)了一種稱為自動(dòng)關(guān)機(jī)的技術(shù)。當(dāng)器件未檢測(cè)到有效的RS-232活動(dòng)時(shí)，它將進(jìn)入低功耗關(guān)斷模式。RS-232 有效輸出向系統(tǒng)處理器指示電纜另一端是否連接了活動(dòng)的 RS-232 端口。MAX3212更進(jìn)一步：包括一個(gè)轉(zhuǎn)換檢測(cè)電路，其鎖存輸出作為中斷，可在任何輸入線路發(fā)生狀態(tài)變化時(shí)喚醒系統(tǒng)。

自動(dòng)關(guān)機(jī)增強(qiáng)版?

基于自動(dòng)關(guān)斷功能的成功，具有Maxim自動(dòng)關(guān)斷增強(qiáng)功能的器件可實(shí)現(xiàn)1μA電源電流。當(dāng)RS-232電纜斷開或所連接外設(shè)的發(fā)射器處于非活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，或者當(dāng)驅(qū)動(dòng)發(fā)射器輸入的UART處于非活動(dòng)狀態(tài)超過(guò)30秒時(shí)，這些器件會(huì)自動(dòng)進(jìn)入低功耗關(guān)斷模式。當(dāng)器件檢測(cè)到任何發(fā)射器或接收器輸入的有效轉(zhuǎn)換時(shí)，它們會(huì)再次打開。AutoShutdown Plus 無(wú)需更改現(xiàn)有 BIOS 或操作系統(tǒng)即可節(jié)省電量。

兆波特

超越EIA-232規(guī)范的是兆波特模式，它允許驅(qū)動(dòng)器壓擺率增加，從而提供高達(dá)1Mbps的數(shù)據(jù)速率。兆波特模式對(duì)于高速外圍設(shè)備（如DSL或ISDN調(diào)制解調(diào)器）之間的短距離通信非常有用。

高靜電放電

一些IC設(shè)計(jì)用于提供高ESD保護(hù)。這些IC使用人體模型和IEC 15-801氣隙放電方法指定并實(shí)現(xiàn)±2kV ESD保護(hù)。Maxim的高ESD保護(hù)功能免除了對(duì)TransZorbs等昂貴外部保護(hù)器件的需求?，同時(shí)防止代價(jià)高昂的現(xiàn)場(chǎng)故障。

支持問(wèn)題

電容器選擇

Maxim RS-232收發(fā)器的電荷泵依靠電容來(lái)轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)能量，因此選擇這些電容會(huì)影響電路的整體性能。盡管一些數(shù)據(jù)手冊(cè)在其典型應(yīng)用電路中標(biāo)明了極化電容器，但此信息僅針對(duì)希望使用極化電容器的客戶顯示。實(shí)際上，陶瓷電容器最適合大多數(shù)Maxim RS-232 IC。

選擇陶瓷電容器也很重要。Z5U和Y5V的電容器介電類型是不可接受的，因?yàn)樗鼈兙哂辛钊穗y以置信的電壓和溫度系數(shù)。X5R 和 X7R 型提供必要的性能。

未使用的輸入

RS-232接收器輸入包含一個(gè)內(nèi)部5kΩ下拉電阻。如果此接收器輸入未使用，則可以將其保持浮動(dòng)狀態(tài)而不會(huì)引起任何問(wèn)題。CMOS發(fā)射器輸入是高阻抗的，必須被驅(qū)動(dòng)到有效的邏輯電平才能使IC正常工作。如果發(fā)射器輸入未使用，請(qǐng)將其連接到V抄送或接地。

布局指南

出于布局目的，Maxim RS-232 IC應(yīng)像DC-DC轉(zhuǎn)換器一樣對(duì)待。必須分析電荷泵周期的充電和放電階段的交流電流。為了便于簡(jiǎn)單有效地布局，Maxim可以方便地將所有關(guān)鍵引腳放置在靠近其外部元件的位置。

微型封裝的RS-232收發(fā)器

低功耗RS-232收發(fā)器采用節(jié)省空間的芯片級(jí)（UCSP）、TQFN和TSSOP封裝。MAX3243E采用32引腳（7mm x 7mm）薄型QFN封裝，比TSSOP方案節(jié)省20%的電路板空間。MAX3222E也提供20引腳（5mm x 5mm）TQFN封裝，可改善電路板空間，從而節(jié)省40%的電路板空間。其他收發(fā)器器件系列采用TQFN封裝，MAX3222E和MAX3232E具有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器和兩個(gè)接收器，MAX3221E具有單驅(qū)動(dòng)器和單接收器，具有自動(dòng)關(guān)斷功能，可將電源電流降至1μA（見表3）。這些RS-232收發(fā)器是電池供電設(shè)備的理想選擇。

MAX3228E/MAX3229E系列采用30焊球（3mm x 2.5mm）UCSP封裝，可節(jié)省約70%的電路板空間，非常適合筆記本電腦、手機(jī)和手持設(shè)備等空間受限的應(yīng)用。低功耗RS-232收發(fā)器采用節(jié)省空間的UCSP，具有1μA的低關(guān)斷電源電流，是超低功耗系統(tǒng)應(yīng)用的理想選擇。

實(shí)用的RS-232實(shí)施

目前設(shè)計(jì)的大多數(shù)系統(tǒng)都不使用RS-232電壓電平運(yùn)行。因此，電平轉(zhuǎn)換是實(shí)現(xiàn)RS-232通信所必需的。電平轉(zhuǎn)換由特殊的RS-232 IC執(zhí)行，該IC具有產(chǎn)生RS-232所需電壓電平的線路驅(qū)動(dòng)器和可以接收RS-232電壓電平而不會(huì)損壞的線路接收器。這些線路驅(qū)動(dòng)器和接收器通常也會(huì)反轉(zhuǎn)信號(hào)，因?yàn)橛糜赗S-1通信的邏輯232由低電壓電平表示，而邏輯0由高邏輯電平表示。

圖3顯示了RS-232線路驅(qū)動(dòng)器/接收器在典型調(diào)制解調(diào)器應(yīng)用中的功能。在本例中，串行通信所需的信號(hào)由通用異步接收器/發(fā)射器（UART）生成和接收。RS-232線路驅(qū)動(dòng)器/接收器IC在CMOS/TTL和RS-232接口之間執(zhí)行必要的電平轉(zhuǎn)換。

圖3.典型的RS-232調(diào)制解調(diào)器應(yīng)用。

UART執(zhí)行異步串行通信所需的“開銷”任務(wù)。例如，異步通信通常要求主機(jī)系統(tǒng)啟動(dòng)啟動(dòng)和停止位，以向外圍系統(tǒng)指示通信何時(shí)開始和停止。奇偶校驗(yàn)位也經(jīng)常用于確保發(fā)送的數(shù)據(jù)未被損壞。UART通常在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)生成開始位、停止位和奇偶校驗(yàn)位，并且可以在接收數(shù)據(jù)時(shí)檢測(cè)通信錯(cuò)誤。UART還充當(dāng)字節(jié)寬（并行）和位寬（串行）通信之間的中介;它將一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行比特流進(jìn)行傳輸，并在接收時(shí)將串行比特流轉(zhuǎn)換為一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。

現(xiàn)在，已經(jīng)提供了TTL/CMOS到RS-232接口的基本解釋，我們可以考慮一些實(shí)際的RS-232應(yīng)用。在上面的功能特性部分已經(jīng)指出，RS-232應(yīng)用很少精確地遵循RS-232標(biāo)準(zhǔn)。通常省略不必要的RS-232信號(hào)。許多應(yīng)用（如調(diào)制解調(diào)器）只需要九個(gè)信號(hào)（兩個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)、六個(gè)控制信號(hào)和地）。其他應(yīng)用只需要五個(gè)信號(hào)（兩個(gè)用于數(shù)據(jù)，兩個(gè)用于握手和接地），而其他應(yīng)用只需要沒(méi)有握手控制的數(shù)據(jù)信號(hào)。我們從考慮典型的調(diào)制解調(diào)器應(yīng)用開始對(duì)實(shí)際實(shí)現(xiàn)的調(diào)查。

調(diào)制解調(diào)器應(yīng)用中的 RS-232

調(diào)制解調(diào)器應(yīng)用是RS-232標(biāo)準(zhǔn)最受歡迎的用途之一。圖4所示為典型的調(diào)制解調(diào)器應(yīng)用。從圖中可以看出，PC 是 DTE，調(diào)制解調(diào)器是 DCE。每臺(tái)PC與其相關(guān)調(diào)制解調(diào)器之間的通信使用RS-232標(biāo)準(zhǔn)完成。兩個(gè)調(diào)制解調(diào)器之間的通信是通過(guò)電信完成的。應(yīng)該注意的是，盡管微控制器通常是RS-232應(yīng)用中的DTE，但這并不是由對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格解釋強(qiáng)制要求的。

圖4.兩臺(tái) PC 之間的調(diào)制解調(diào)器通信。

雖然一些設(shè)計(jì)人員選擇在此應(yīng)用中使用 25 引腳連接器，但這不是必需的，因?yàn)?DTE 和 DCE 之間只有 9 個(gè)接口信號(hào)（包括接地）?？紤]到這一點(diǎn)，許多設(shè)計(jì)人員使用 15 針或 2 針連接器。（上面的圖 9 顯示了 3 針連接器設(shè)計(jì)。調(diào)制解調(diào)器通信中使用的“基本九個(gè)”信號(hào)如上圖232所示;DTE 需要三個(gè) RS-232 驅(qū)動(dòng)器和五個(gè)接收器。這些信號(hào)的功能如下所述。請(qǐng)注意，對(duì)于以下信號(hào)描述，ON是指高RS-5電壓電平（+15V至+232V），OFF是指低RS-5電壓電平（-15V至-232V）。請(qǐng)記住，高RS-0電壓電平實(shí)際上表示邏輯232，而低RS-1電壓電平表示邏輯<>。

傳輸數(shù)據(jù) （TD）：兩個(gè)獨(dú)立數(shù)據(jù)信號(hào)之一，此信號(hào)由 DTE 生成并由 DCE 接收。

接收數(shù)據(jù) （RD）：兩個(gè)獨(dú)立數(shù)據(jù)信號(hào)中的第二個(gè)，此信號(hào)由 DCE 生成并由 DTE 接收。

發(fā)送請(qǐng)求 （RTS）：當(dāng)主機(jī)系統(tǒng) （DTE） 準(zhǔn)備好將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵鈬到y(tǒng) （DCE） 時(shí)，RTS 將打開。在單工和雙工系統(tǒng)中，此條件使 DCE 保持接收模式。在半雙工系統(tǒng)中，此條件使 DCE 保持在接收模式并禁用傳輸模式。OFF 條件使 DCE 保持處于傳輸模式。斷言 RTS 后，DCE 必須先斷言 CTS，然后才能開始通信。

清除發(fā)送 （CTS）：CTS 與 RTS 一起使用，以在 DTE 和 DCE 之間提供握手。DCE 看到斷言的 RTS 后，會(huì)在準(zhǔn)備好開始通信時(shí)打開 CTS。

數(shù)據(jù)集就緒 （DSR）：DCE 打開此信號(hào)，以指示它已連接到電信線路。

數(shù)據(jù)載波檢測(cè) （DCD）：當(dāng) DCE 從滿足其合適信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)的遠(yuǎn)程 DCE 接收信號(hào)時(shí)，此信號(hào)將打開。只要可以檢測(cè)到合適的載波信號(hào)，該信號(hào)就會(huì)保持ON狀態(tài)。

數(shù)據(jù)終端就緒 （DTR）：DTR 指示 DTE 的就緒情況。當(dāng) DTE 準(zhǔn)備好從 DCE 發(fā)送或接收數(shù)據(jù)時(shí)，此信號(hào)由 DTE 打開。DTR 必須處于打開狀態(tài)，DCE 才能斷言 DSR。

振鈴指示器 （RI）：斷言時(shí)，RI 表示通信信道上正在接收振鈴信號(hào)。

上述信號(hào)構(gòu)成了調(diào)制解調(diào)器通信的基礎(chǔ)。也許了解這些信號(hào)如何相互作用的最佳方法是檢查調(diào)制解調(diào)器與PC接口的分步示例。以下步驟描述遠(yuǎn)程調(diào)制解調(diào)器調(diào)用本地調(diào)制解調(diào)器的事務(wù)。

本地 PC 使用軟件來(lái)監(jiān)控 RI（環(huán)形指示）信號(hào)。

當(dāng)遠(yuǎn)程調(diào)制解調(diào)器想要與本地調(diào)制解調(diào)器通信時(shí)，它會(huì)生成 RI 信號(hào)。此信號(hào)由本地調(diào)制解調(diào)器傳輸?shù)奖镜?PC。

本地 PC 在準(zhǔn)備好通信時(shí)通過(guò)斷言 DTR（數(shù)據(jù)終端就緒）信號(hào)來(lái)響應(yīng) RI 信號(hào)。

識(shí)別斷言的 DTR 信號(hào)后，調(diào)制解調(diào)器在連接到通信線路后通過(guò)斷言 DSR（數(shù)據(jù)集就緒）進(jìn)行響應(yīng)。DSR 向 PC 指示調(diào)制解調(diào)器已準(zhǔn)備好與 DTE 交換進(jìn)一步的控制信號(hào)以開始通信。斷言 DSR 后，PC 開始監(jiān)視 DCD，以指示數(shù)據(jù)正在通過(guò)通信線路發(fā)送。

調(diào)制解調(diào)器在從遠(yuǎn)程調(diào)制解調(diào)器接收到滿足適當(dāng)信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)的載波信號(hào)后，斷言DCD（數(shù)據(jù)載波檢測(cè)）。

此時(shí)可以開始數(shù)據(jù)傳輸。如果本地調(diào)制解調(diào)器具有全雙工功能，則 CTS（清除發(fā)送）和 RTS（請(qǐng)求發(fā)送）信號(hào)將保持?jǐn)嘌誀顟B(tài)。如果調(diào)制解調(diào)器只有半雙工功能，CTS 和 RTS 將提供控制數(shù)據(jù)流方向所需的握手。數(shù)據(jù)通過(guò)RD和TD信號(hào)傳輸。

數(shù)據(jù)傳輸完成后，PC 將禁用 DTR 信號(hào)。調(diào)制解調(diào)器隨后抑制DSR和DCD信號(hào)。此時(shí)，PC 和調(diào)制解調(diào)器處于步驟 1 中所述的原始狀態(tài)。

RS-232在最小握手應(yīng)用中的應(yīng)用

盡管由于所需的信號(hào)數(shù)量，上述調(diào)制解調(diào)器應(yīng)用從RS-232標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)化而來(lái)，但它仍然比許多系統(tǒng)要求更復(fù)雜。對(duì)于許多應(yīng)用，只需兩條數(shù)據(jù)線和兩條握手控制線即可建立和控制主機(jī)系統(tǒng)和外圍系統(tǒng)之間的通信。例如，環(huán)境控制系統(tǒng)可能需要使用半雙工通信方案與恒溫器接口。有時(shí)控制系統(tǒng)從恒溫器讀取溫度，有時(shí)將溫度跳變點(diǎn)加載到恒溫器。在這種類型的簡(jiǎn)單應(yīng)用中，只需要五個(gè)信號(hào)（兩個(gè)用于數(shù)據(jù)，兩個(gè)用于握手控制和接地）。

圖5顯示了一個(gè)簡(jiǎn)單的半雙工通信接口?？梢钥闯觯瑪?shù)據(jù)通過(guò)TD（傳輸數(shù)據(jù)）和RD（接收數(shù)據(jù)）引腳傳輸，RTS（準(zhǔn)備發(fā)送）和CTS（清除發(fā)送）引腳提供握手控制。RTS由DTE驅(qū)動(dòng)，用于控制數(shù)據(jù)的方向。斷言時(shí)，DTE 將置于傳輸模式。當(dāng) RTS 被禁止時(shí)，DTE 將置于接收模式。由 DCE 生成的 CTS 控制數(shù)據(jù)流。斷言時(shí)，數(shù)據(jù)可以流動(dòng)。但是，當(dāng) CTS 被禁止時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸就會(huì)中斷。在重新聲明 CTS 之前，數(shù)據(jù)傳輸將停止。

圖5.半雙工通信方案。

RS-232 應(yīng)用限制

自RS-232標(biāo)準(zhǔn)推出以來(lái)的四十多年里，電子行業(yè)發(fā)生了巨大的變化。因此，RS-232標(biāo)準(zhǔn)存在一些限制。一個(gè)限制 - 標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)定義了二十多個(gè)信號(hào) - 已經(jīng)得到解決。設(shè)計(jì)人員根本不使用所有信號(hào)或 25 引腳連接器。

標(biāo)準(zhǔn)中的其他限制不一定那么容易糾正。

生成 RS-232 電壓電平

如電氣特性部分所述，RS-232不使用TTL和CMOS設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)的傳統(tǒng)0V和5V電平。對(duì)于邏輯5，驅(qū)動(dòng)器必須提供+15V至+0V的電源，對(duì)于邏輯5，驅(qū)動(dòng)器必須提供-15V至-1V的電源。這意味著需要額外的電源來(lái)驅(qū)動(dòng)RS-232電壓電平。通常，+12V和-12V電源用于驅(qū)動(dòng)RS-232輸出。對(duì)于對(duì)這些電源沒(méi)有其他要求的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)很大的不便?？紤]到這一點(diǎn)，達(dá)拉斯半導(dǎo)體制造的RS-232產(chǎn)品具有片上電荷泵電路，可為RS-232通信產(chǎn)生必要的電壓電平。第一個(gè)電荷泵基本上是標(biāo)準(zhǔn)+5V電源的兩倍，以提供驅(qū)動(dòng)邏輯0所需的電壓電平。第二個(gè)電荷泵反相該電壓，并提供驅(qū)動(dòng)邏輯1所需的電壓電平。這兩個(gè)電荷泵允許RS-232接口產(chǎn)品采用+5V單電源供電。

最大數(shù)據(jù)速率

RS-232標(biāo)準(zhǔn)的另一個(gè)限制是最大數(shù)據(jù)速率。該標(biāo)準(zhǔn)定義了20kbps的最大數(shù)據(jù)速率，這對(duì)于當(dāng)今的許多應(yīng)用來(lái)說(shuō)都是不必要的慢。達(dá)拉斯半導(dǎo)體制造的RS-232產(chǎn)品保證高達(dá)250kbps，通?？梢酝ㄐ鸥哌_(dá)350kbps。在此頻率下提供通信速率的同時(shí)，器件仍保持最大30V/ms的最大壓擺率，以降低相鄰信號(hào)之間發(fā)生串?dāng)_的可能性。

最大電纜長(zhǎng)度

正如我們所看到的，曾經(jīng)包含在RS-232標(biāo)準(zhǔn)中的電纜長(zhǎng)度規(guī)格已被2500pF的最大負(fù)載電容規(guī)格所取代。要確定允許的電纜總長(zhǎng)度，必須確定總線路電容。圖6顯示了導(dǎo)體總線路電容的簡(jiǎn)單近似值。可以看出，總電容近似為信號(hào)導(dǎo)體和導(dǎo)體之間的互電容之和，以屏蔽電容（或非屏蔽電纜情況下的雜散電容）。

例如，假設(shè)用戶決定在互連設(shè)備時(shí)使用非屏蔽電纜。電纜的互電容 （Cm） 在電纜的規(guī)格中為每英尺 20pF。假設(shè)接收器的輸入電容為20pF，則用戶將有2480pF用于互連電纜。根據(jù)圖6中的公式，每英尺的總電容為30pF。將 2480pF 除以 30pF 顯示最大電纜長(zhǎng)度約為 80 英尺。如果需要更長(zhǎng)的電纜長(zhǎng)度，用戶必須找到互電容較小的電纜。

圖6.接口電纜電容型號(hào)，每單位長(zhǎng)度。

審核編輯：郭婷