• Koti
  • Blogi
  • RS232-nastajärjestys ja tekniset tiedot

RS232-nastajärjestys ja tekniset tiedot

avatar
Kirjoittanut
Päivitetty: May 18, 2026
Aika lukea: 9 minuuttia
Sisällysluettelo

Mikä on RS232-sarjaviestintäprotokolla?

RS-232 on standardi, joka otettiin käyttöön 60-luvun alussa sarjamuotoista tiedonsiirtoa varten, ja se on edelleen laajasti käytössä pääasiassa siksi, että se on monikäyttöinen, helppo käyttää ja ylläpitää, helposti saatavilla ja laajasti tuettu. Se määrittelee paitsi sähköisten signaalien ominaisuuksia, kuten signaalin siirtonopeuden, jännitetasot, kaapelin pituuden, ajoituksen ja oikosulkukäyttäytymisen, myös monia muita asioita, mukaan lukien liitännän mekaaniset ominaisuudet, liittimet ja pinnijaot.

RS-232-standardin mukaan kaikki data siirretään bittien aikajonona. PC:llä yleisin kokoonpano on asynkroninen linkki, joka lähettää 7-bittisiä tai 8-bittisiä paketteja. Tämä standardi tukee kuitenkin myös synkronista tiedonsiirtoa.

RS232-tiedonsiirtoesimerkki

Kaikista ansioistaan huolimatta RS-232:lla on joitakin vakavia rajoituksia kantaman ja tiedonsiirtokyvyn suorituskyvyn osalta, joten sen pääasiallinen käyttöalue on teollisuuslaitteet, verkkotekniikka ja laboratoriolaitteet.

RS-232:n päämääritykset

Käyttötila: yksipäinen
Maks. kaapelin pituus: 15,24 metriä (50 ft)
Maks. tiedonsiirtonopeus: 20 kbps
Maks. ajurin lähtöjännite: +/-25V
Maks. nousunopeus: 30V/uS
Maks. ajurin virta High Z -tilassa: +/-6mA @ +/-2v (virta pois)
Ajurin kuormaimpedanssi: 3000-7000 ohmia
Ajurin lähdön signaalitaso: +/-5V–+/-15V (kuormitettuna) tai +/-25V (kuormittamattomana)
Vastaanottimen tuloimpedanssi: 3000-7000 ohmia
Vastaanottimen tulojännitteen alue: +/-15V
Vastaanottimen tuloherkkyys: +/-3V
Ajureiden ja vastaanottimien kokonaismäärä yhdellä linjalla: 1 ajuri ja 1 vastaanotin

RS232-standardin rajoitukset

Mitkä ovat RS-232-sarjaportin tunnetut ongelmat? Vakio- eli COM-portin käyttöön liittyy joukko rajoituksia, joiden kanssa sinun on pärjättävä. Tässä ovat standardin ilmeisimmät rajoitukset:

  • Suuri virrankulutuksen kasvu suuren jänniteheilahtelun vuoksi on merkittävä komplikaatio virtalähdesuunnittelulle.
  • Monet laitteet eivät käytä kättelylinjoja vuonohjaukseen, mikä tekee RS-232:sta epäluotettavan.
  • Vaikka monipistekytkennän ongelmaa on käsitelty luotettavammilla vaihtoehdoilla, se ei silti kompensoi RS232-portin yhteensopivuus- ja nopeusrajoituksia.
  • Tarve nollamodeemi- tai ristikkäiskaapelille aina, kun oheislaite liitetään tietokoneeseen.
  • RS-232 ei ratkaise yksipääteisen signaaloinnin aiheuttamaa ongelmaa.

RS-232-liittimet

RS-232-laite on joko piirin päättävä laite (DCE) tai datapäätelaite (DTE) riippuen siitä, mitä johtimia käytetään kunkin signaalin lähettämiseen ja vastaanottamiseen.

Tietoliikennelaitteisto (DCE)

RS-232-standardin mukaisesti DCE on tarkoitettu naarasliittimille ja DTE urosliittimille. On kuitenkin laitteita, joissa on kaikenlaisia liittimen sukupuolen/nastamäärittelyjen yhdistelmiä. Esimerkiksi pääte, jossa on laitteessa naarasliittimet ja jonka mukana tulee kaapeli, jossa on urosliitin molemmissa päissä, täyttää täysin RS-232-standardin.

Versioon C asti standardi suosittelee D-subminiatuurista 25-nastaista liitintä, vaikka se on pakollinen vasta versiosta D alkaen. Tämä johtuu siitä, että valtaosa laitteista ei oikeastaan tarvitse kaikkia standardissa määriteltyjä 20 signaalia, ja RS-232 9-nastaiset liitännät ovat paljon halvempia ja vievät hyvin vähän tilaa. Kompaktimpi ja edullisempi. Tätä 9-nastaista RS-232-liitintä käytetään laajalti henkilökohtaisissa tietokoneissa ja vastaavissa laitteissa.

DB25-liittimet

On syytä huomata, että kaikissa 25-napaisissa D-sub-liittimissä ei ole RS-232-C-yhteensopivaa liitäntää. Jotkut PC-valmistajat valitsevat epästandardit signaalit ja jännitteet tietyille pinneille PC:n COM-portin nastoituksessa. Alkuperäisessä IBM PC:ssä esimerkiksi naaraspuolista D-sub-liitintä käytettiin rinnakkaiselle Centronics-tulostinportille.

25-nastainen sarjaportin pinnijärjestys:

DB25 pinout scheme

Nasta 1: GND − suojavaipan maa.

Nasta 2: TxD → lähetetty data. Kuljettaa dataa datapäätteeltä datasarjalle.

Nasta 3: RxD ← vastaanotettu data. Kuljettaa dataa datasarjalta datapääteelle.

Nasta 4: RTS → lähetyspyyntö. Datapääte ilmoittaa datasarjalle valmistautumisesta tiedonsiirtoon.

Nasta 5: CTS ← lähetys sallittu. Datasarja ilmoittaa datapääteelle, että se on valmis vastaanottamaan dataa.

Nasta 6: DSR ← datasarja valmis. DCE on valmis vastaanottamaan ja lähettämään dataa.

Nasta 7: GND − järjestelmän maa. Nollajänniteviite.

Nasta 8: CD ← kantataajuuden tunnistus. Datasarja ilmoittaa datapääteelle toisen laitteen havaitusta kantoaallosta.

Nasta 9: Varattu

Nasta 10: Varattu

Nasta 11: STF → lähetinkanavan valinta.

Nasta 12: S.CD ← toissijainen kantataajuuden tunnistus.

Nasta 13: S.CTS ← toissijainen lähetys sallittu.

Nasta 14: S.TXD → toissijainen lähetetty data.

Nasta 15: TCK ← lähetyssignaalielementin ajoitus.

Nasta 16: S.RXD ← toissijainen vastaanotettu data.

Nasta 17: RCK ← vastaanottimen signaalielementin ajoitus.

Nasta 18: LL → paikallisen silmukan ohjaus.

Nasta 19: S.RTS → toissijainen lähetyspyyntö

Nasta 20: DTR → etäsilmukan ohjaus.

Nasta 22: RI ← soittomerkin ilmaisin. Datasarja ilmoittaa datapääteelle havaitusta soittotilasta.

Nasta 23: DSR → datasignaalinopeuden valitsin.

Nasta 24: XCK → lähetettävän signaalielementin ajoitus.

Nasta 25: TI ← testin ilmaisin.

Asynkronisen viestinnän aikana sekä RTS että CTS ovat päällä koko istunnon ajan. Jos DTE on kuitenkin kytketty monipistelinjaan, dataa lähetetään yksi asema kerrallaan (paluuparin jaon vuoksi), joten RTS:n ainoa käyttötarkoitus on kytkeä modeemin kantoaalto päälle ja pois. Asema nostaa RTS:n, kun se on valmis lähettämään. Modeemi kytkee kantoaaltonsa päälle, odottaa kunnes se on vakiintunut (yleensä tähän menee muutama millisekunti) ja nostaa CTS:n. Kun CTS on ylhäällä, DTE lähettää. Kun lähetys on valmis, asema laskee RTS:n ja sitten modeemi laskee sekä CTS:n että kantoaallon.

Kaikki sarjakaapelin nastoissa 15, 17 ja 24 olevat kellosignaalit COM-portin pinnijärjestyksessä ovat vain synkronista viestintää varten. DSU tai modeemi poimii kellon datasignaalivirrasta, tai DSU poimii sen ja lähettää DTE:lle tasaisen kellosignaalin tarjoamiseksi. On tärkeää korostaa, että vastaanotetun ja lähetetyn kellosignaalin ei tarvitse olla identtisiä, ja niillä voi olla eri baudinopeudet.

9-napainen RS-232-nastoitus

Tässä on yksinkertaistettu versio henkilökohtaisissa tietokoneissa käytetystä sarjaliitännän pinniyksityksestä: RS-232 9-napainen pinnijako.

9-napaiset RS232-uros- ja naarasliittimet

Nasta 1: DCD ← Kantoaallon tunnistus

Nasta 2: RxD ← Vastaanota dataa

Nasta 3: TxD → Lähetä dataa

Nasta 4: DTR → Päätelaite valmis

Nasta 5: 0V/COM − 0V tai järjestelmän maa

Nasta 6: DSR ← Datalaitteisto valmis

Nasta 7: RTS → Lähetyspyyntö

Nasta 8: CTS ← Valmis lähettämään

Nasta 9: RI ← Soittoilmaisin

RS-232-signaalit

Jännitetasot, jotka edustavat RS232-sarjaportin liitäntöjen signaaleja suhteessa järjestelmän yhteiseen tasoon (virta-/logiikkamaahan). Aktiivisen tilan (SPACE) signaalitaso on positiivinen ja lepotilan (MARK) signaalitaso on negatiivinen suhteessa yhteiseen. RS-232:ssa on määriteltävä tiedonsiirtoprotokolla. Lisäksi RS-232:ssa on useita kättelylinjoja käytettäväksi modeemien kanssa (useimmissa tapauksissa).

RS-232-liitäntä olettaa, että sekä DTE:llä että DCE:llä on samankaltaiset sähköiset väylät ja identtiset maat. Tämä oletus voi ilmeisesti olla täysin väärä, kun kyse on pitkistä linjoista DTE:n ja DCE:n välillä.

RS232-standardin määrittämä enimmäinen avoimen piirin jännite on 25 V, mutta normaalisti signaalitasot ovat 5 V, 10 V, 12 V ja 15 V.

RS-232-standardin mukaan kaikki data on bipolaarista. Useimmissa laitteissa ON- tai 0-tila (SPACE) ilmaistaan jännitteellä +3 V:sta +12 V:iin ja OFF- tai 1-tila (MARK) ilmaistaan jännitteellä -3 V:sta -12 V:iin. Jotkin laitteet eivät kuitenkaan tunnista negatiivisia tasoja lainkaan, ja 0 V riittää OFF-tilaan. Ja joskus pienemmät jännitteet voivat riittää ON-tilan saavuttamiseen. Näin on mahdollista pienentää merkittävästi RS-232-lähetyksen/vastaanoton kokonaisaluetta.

Ulostulosignaalin normaali jännite on +12 V:sta -12 V:iin. Lisäksi on niin sanottu “kuollut alue” +3 V:n ja -3 V:n välillä, joka on tarkoitettu linjakohinan vaimentamiseen. Muissa RS-232:n kaltaisissa sarjaporttiliitännöissä tämä alue voi olla erilainen (esim. V.10-määritelmässä kuollut alue on +0,3 V:sta -0,3 V:iin). Hyvin monet RS-232-vastaanottimet pystyvät helposti havaitsemaan 1 V:n, tai jopa pienemmät, erot.

RS-232-kaapelien tekniset tiedot

RS232-liitäntä

RS-232-standardissa ei määritellä suoraan kaapelin pituusrajoja, joten tärkein määräävä tekijä on vaatimukset täyttävän ajuripiirin sietämä enimmäiskapasitanssi. Yleissääntönä kriittinen pituus on 15 m (tai noin 300 m edellyttäen, että käytetään vain pienikapasitanssisia kaapeleita). Suoraan sanoen pidemmillä etäisyyksillä RS-232-standardi ei ole paras vaihtoehto nopeaan pitkän matkan tiedonsiirtoon.

Kun pidetään mielessä, etteivät kaikki laitevalmistajat noudata standardia loppuun asti, on hyvä käytäntö perehtyä dokumentaatioon ja käyttää breakout-boksia jokaisen uuden yhteyden testaamiseen. Joissakin tapauksissa vain yrityksen ja erehdyksen menetelmä auttaa löytämään oikean kaapelin kunkin laiteparin yhdistämiseen.

RS-232-standardin mukaisesti DCE-laite on kytkettävä DTE:hen kaapelilla, jossa on samat pinninumerot kummassakin liittimessä (tunnetaan nimellä “suora kaapeli”). Kaapelin/liittimen sukupuoliepäsopivuudet voidaan helposti korjata sukupuolenvaihtajilla. Yleisesti käytössä ovat myös kaapelit, joissa on toisessa päässä 25-napainen D-sub-liitin ja toisessa RS-232 9-napainen liitin. Laitteiden, joissa on 8P8C-liittimet, mukana toimitetaan yleensä kaapeli, jossa on DB-9 tai DB-25. Joissakin on jopa vaihdettavat liittimet lisäjoustavuutta varten.

Jos RS-232:n kapasiteettia ei tarvitse hyödyntää täysimääräisesti, voit käyttää minimaalista 3-johtimista yhteyttä: lähetys, vastaanotto ja maa. Yksisuuntaiseen tiedonkulkuun on 2-johtiminen vaihtoehto: data ja maa. Ja kaksisuuntaiseen laitteistolla ohjattuun tiedonsiirtoon paras vaihtoehto on 5-johtiminen versio, joka on sama kuin 3-johtiminen, mutta siihen on lisätty RTS- ja CTS-linjat.

RS-232-tietovirran kaavio

RS-232-standardin mukaan dataa voidaan siirtää monilla eri tavoilla. Yleisin tapa on kuitenkin lähettää paketteja, jotka sisältävät 7–8-bittisen sanan sekä alku-, loppu- ja pariteettibitit. Kuten alla olevasta kaaviosta näet, ensin tulee aloitusbitti (aktiivinen matala, +3 V – +15 V), sitten databittit, joita seuraa pariteettibitti (jos protokolla sitä vaatii) ja lopuksi lopetusbitti (käytetään logiikan nostamiseen korkeaksi, -3 V – -15 V).

RS232-tietovirran kaavio

Suhde RS232:n ja muiden standardien välillä

RS-232-yhteensopivat portit eivät välttämättä toimi useiden muiden sarjasignalointistandardien, kuten RS-422:n, RS-423:n, RS-449:n, RS-422:n, 423:n, RS-485:n ja niin edelleen, kanssa. GPS-vastaanottimissa ja kaikuluotaimissa, jotka käyttävät TTL-tasoa lähellä +5 ja 0 voltin jännitetasoja, mark-taso siirtyy standardin määrittelemättömälle alueelle. Tarvitset virtatasonmuuntimen voidaksesi käyttää RS-232-standardia tällaisessa ympäristössä.

Miten ne liittyvät toisiinsa:

  • RS-422:ssa on RS-232:n kaltainen nopeus, mutta se eroaa signaloinniltaan
  • RS-423:n nopeus on sama ilman tasapainotettua signalointia
  • Rs-449 poistettu käytöstä


MIL-STD-188 on samankaltainen kuin RS-232, mutta siinä on erinomainen nousuajan hallinta ja parempi impedanssi. Harkitsetko RS-232-laitteestasi luopumista? Ei niin nopeasti! Kuten näet, tämä sarjaprotokolla uhmaa edelleen kaikkia väitteitä siitä, että USB olisi korvannut sen täysin. Vaikka modernit viestintäjärjestelmät edellyttävät kehittyneempää järjestelmää, kuten USB:tä, jatkamme standardien sarjaporttien käyttöä.

Kolmannen osapuolen sovellukset ovat onnistuneet hyvin parantamaan tapaamme työskennellä RS-232-sarjaportin kanssa. Esimerkki on Electronic Teamin kehittämä RS232–Ethernet-liitin. Löydät mielenkiintoisia käyttöskenaarioita Käyttöoppaasta.

Nykyaikaiset sarjaportin käyttötapaukset

Sarjaportit eivät ehkä ole näyttäviä, mutta ne ovat edelleen yksi luotettavimmista ja laajimmin käytetyistä viestintämenetelmistä elektroniikassa ja IT:ssä.

Työskentelitpä sitten teollisuusjärjestelmien, sulautettujen laitteiden tai verkkolaitteiston parissa, sarjaporttien pinnijaotuksen ymmärtäminen on yhä arvokas taito.

Sarjaportit ovat kehittyneet perinteisten PC-tietokoneiden aikakauden tuolle puolen.

1. USB-sarjaviestintä

Sovittimet mahdollistavat nykyaikaisten kannettavien tietokoneiden liittämisen sarjalaitteisiin helposti.

2. Virtuaaliset sarjaportit

Virtual Serial Port Driver voi emuloida COM-portteja testausta varten ja etäviestintää varten.

  • Hyödyllinen IoT- ja pilvipalveluihin yhdistetyissä järjestelmissä
  • Mahdollistaa porttien jakamisen verkkojen yli

3. Sulautettu kehitys

Sarja on edelleen ensisijainen vianmääritysliitäntä seuraaville:

  • Mikrokontrollerit
  • IoT-laitteet
  • Laiteohjelmistokehitys

4. Verkkolaitteen määritys

Monet yritysreitittimet ja -kytkimet käyttävät edelleen sarjakonsoliyhteyttä.

Usein kysytyt kysymykset

RS (suositeltu standardi) kehitettiin Electronic Industries Associationin toimesta jo 60-luvulla helpottamaan viestintää modeemin ja tietokonepäätteiden välillä.

Useimmat teollisuusautomaation ja mittauslaboratoriot jatkavat sarjaporttiteknologian käyttöä sen rajoituksista huolimatta. Toshiba osoittaa, että nämä standardit ovat toistaiseksi tulleet jäädäkseen, tuomalla Tecra-kannettavaan tietokoneeseen uudelleen DB-9M-liittimen. Eroistaan huolimatta sekä USB- että RS-232-standardit tukevat useimpia ohjelmistoja tärkeimmissä käyttöjärjestelmissä.