关于RS232接口

接线图 2024年01月26日 10:45 336 admin

对于RS232接口，个人感觉已经是个很有年代感的接口了，相信很多人一定见过下面图片的这个东西，没错，它就是我们要聊的RS232接口，下图是USB转RS232的一个转接器，关于PC端的接口图示，我在网上翻了半个小时硬是没找到一张高清的图，想着直接拍自己的主机上的，摄像头凑上去影子都没看到，所以觉得它确实是个很有年代感的东西。

关于RS232接口第1张

    图1. USB转RS232工具
    那说它是个有年代感的东西是不是说它已经淘汰了呢，为此我还特地去了各大电子商城查看RS232芯片的销售情况，结果比我想的还要乐观，还是热销的接口IC。RS232是EIA（美国电子工业联盟）制定的一个串行数据通信接口标准，主要在工控和打印机上用得比较多，不过现在的打印机都是USB接口了，所以剩下的就是工控领域了。
    经常做嵌入式开发的对于串口这个东西肯定是熟的不能再熟了，我们平时调试接触的串口是TTL串口，RS232其实看作是TTL串口的另外一种电平方式存在。为什么这样说呢？在EIA-RS-232C（1969年更新）标准中明确的对逻辑电平信号做了定义，定义如下，从下面的逻辑电平的电压范围我们就可以很清晰的确定，RS232就是TTL串口的另外一种电平形式存在。
    TX、RX的逻辑值
    电压范围
    1
    -3V 至 -15V
    0
    +3V 至＋15V
    表1. EIA-RS-232C标准定义的逻辑电平和对应电压范围
    那为什么要有这样的一个电平转换出来呢？原因还是回到它的应用场景上，RS232最多用在工业和打印机场景，这样的场景面对的一个最大问题是计算机跟被控制设备距离稍微有点远，一般距离为1米以上，这样如果用TTL电平传信号容易受环境干扰而数据错误，所以提出了逻辑电平1和0的一个宽范围电压来表示的目的就是增大噪声容限，使信号能在这样的应用场景中安全稳定的传输，如下为一个TTL转RS232的参考电路。

关于RS232接口第2张

    图2. TTL转RS232电路
    EIA-RS-232C定义了RS232电平适合在0bps/至20kbps范围通信，使用带屏蔽线缆最大传输长度15米，但是现在很多RS232芯片速率可以支持到200多kbps，但是还是取决于线缆长度和寄生电阻、寄生电容影响。
    所以聊到这我们可以很明显的知道，RS232虽然说是个有年代感的技术，但相关芯片还是卖得很好，原因是工业中的很多应用场景都是一些简单的控制设备或者简单的传感器设备，一般离控制主机说远不远的，数据量也不大，单纯从技术角度去说，要控制或传输这些设备的数据，有很多技术方案可以实现，比如用RS485、CAN、以太网等等这些都可以，但是作为设备制造商，使用RS232如果在应用环境中没啥抗干扰问题，价格又便宜，为什么要用更贵的方案？所以这也是RS232这么久不衰的原因，所以设计中有时并不是说用某种技术就一定怎么样，恰到好处的设计也是种艺术。
    当然，作者从从事硬件设计工作以来，从Copy的第一份TTL转RS232电路起，用起来没啥问题，后面的电路也是用起来没啥问题，对于EIA-RS-232C标准定义的逻辑值对应的电压范围，芯片厂商又是如何设计芯片输出适合的电压值，作者也是一直没有亲身去测试过，今天刚好趁着写这篇文章，特地的拿出了积灰的USB转232工具，拆开看方案是CP210+TI的MAX3232，怪不得卖那么贵...，查了MAX3232的规格书，可以看到输出的电气特性如下，范围最大值为±5.4V。

关于RS232接口第3张