RS232 ピン配列および仕様

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更新日: May 18, 2026
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RS232シリアル通信プロトコルとは何ですか？

RS-232 は、シリアルデータ伝送のために60年代初頭に導入された規格であり、多目的で、操作と保守が容易で、利用しやすく、広くサポートされているため、現在でも広く使用されています。これは、信号伝送速度、電圧レベル、ケーブル長、タイミング、短絡時の挙動といった電気信号の特性だけでなく、インターフェースの機械的特性、コネクタ、ピン配列などを含む多くの事項も定義しています。

RS-232規格によると、すべてのデータはビットの時系列として送信されます。PCでは、最も一般的な構成は7ビットまたは8ビットのパケットを送信する非同期リンクです。ただし、この規格は同期伝送にも対応しています。

RS232 伝送例

そのような長所がある一方で、RS-232には到達距離とデータスループット性能における重大な制限があるため、主な適用範囲は産業用機器、ネットワーキング、そして実験室用機器です。

RS-232の主な仕様

動作モード: シングルエンド
最大ケーブル長: 15.24メートル（50フィート）
最大データスループット: 20 kbps
最大ドライバ出力電圧: +/-25V
最大スルーレート: 30V/uS
ハイZ状態時の最大ドライバ電流: +/-6mA @ +/-2v（電源オフ）
ドライバ負荷インピーダンス: 3000-7000オーム
ドライバ出力信号レベル: +/-5V～+/-15V（負荷時）または+/-25V（無負荷時）
レシーバ入力抵抗: 3000-7000オーム
レシーバ入力電圧範囲: +/-15V
レシーバ入力感度: +/-3V
1回線上のドライバおよびレシーバの総数: ドライバ1台とレシーバ1台

RS232 標準の制限事項

RS-232シリアルポートに関する既知の問題は何ですか？標準のCOMポートを使用すると、対処しなければならない多くの制約が伴います。以下は標準の明らかな制約です：

  • 大きな電圧スイングによる消費電力の増加は、電源設計にとって大きな複雑要因です。
  • 多くのデバイスはフロー制御のためにハンドシェイク線を使用しないため、RS-232は信頼性が低くなります。
  • マルチドロップ接続の問題はより信頼性の高い代替手段によって対処されていますが、それでもRS232ポートの互換性と速度の制約を補うものではありません。
  • 周辺機器をコンピュータに接続する際には、常にヌルモデムまたはクロスオーバーケーブルが必要です。
  • RS-232では、シングルエンド信号方式がもたらす問題を解決できません。

RS-232コネクタ

RS-232デバイスは、各信号の送受信にどの配線が使用されるかに応じて、回線終端装置（DCE）またはデータ端末装置（DTE）のいずれかです。

データ通信装置（DCE）

RS-232規格に従い、DCEはメスコネクタ用であり、DTEはオスコネクタ用です。しかし、コネクタの性別/ピン定義の組み合わせがさまざまなデバイスも存在します。例えば、端末側にオンボードのメスコネクタがあり、両端がオスコネクタのケーブルが付属している場合でも、RS-232規格に完全に準拠しています。

改訂Cまでは、この規格はDサブミニチュア25ピンコネクタの使用を推奨していますが、必須となるのは改訂Dからのみです。これは、ほとんどのデバイスが規格で規定された20本の信号をすべて必要とするわけではなく、RS-232の9ピン接続の方がはるかに安価で、占有スペースも非常に小さいためです。よりコンパクトで、より低コストです。この9ピンRS-232コネクタは、パーソナルコンピュータや同様の機器で広く使用されています。

DB25コネクタ

注目すべき点として、25ピンD-subコネクタのすべてがRS-232-C準拠のインターフェースを備えているわけではありません。PCメーカーの中には、PCのCOMポートのピン配置の特定のピンで非標準の信号や電圧を採用するところもあります。例えば、初代IBM PCでは、メスのD-subコネクタがパラレルのCentronicsプリンターポートに使用されていました。

25ピンシリアルピン配置:

DB25 pinout scheme

ピン 1: GND − シールドグランド。

ピン 2: TxD → 送信データ。データ端末装置からデータセットへデータを送ります。

ピン 3: RxD ← 受信データ。データセットからデータ端末装置へデータを送ります。

ピン 4: RTS → 送信要求。データ端末装置がデータ送信の準備をするようデータセットに信号を送ります。

ピン 5: CTS ← 送信許可。データセットがデータ受信の準備ができたことをデータ端末装置に信号で知らせます。

ピン 6: DSR ← データセットレディ。DCE がデータの送受信を行う準備ができています。

ピン 7: GND − システムグランド。ゼロ電圧の基準。

ピン 8: CD ← キャリア検出。データセットが、別の機器のキャリアを検出したことをデータ端末装置に信号で知らせます。

ピン 9: 予約

ピン 10: 予約

ピン 11: STF → 送信チャネル選択。

ピン 12: S.CD ← セカンダリキャリア検出。

ピン 13: S.CTS ← セカンダリ送信許可。

ピン 14: S.TXD → セカンダリ送信データ。

ピン 15: TCK ← 送信信号要素タイミング。

ピン 16: S.RXD ← セカンダリ受信データ。

ピン 17: RCK ← 受信信号要素タイミング。

ピン 18: LL → ローカルループ制御。

ピン 19: S.RTS → セカンダリ送信要求

ピン 20: DTR → Da リモートループ制御。

ピン 22: RI ← リングインジケータ。データセットが呼出（着信）状態を検出したことをデータ端末装置に信号で知らせます。

ピン 23: DSR → データ信号速度セレクタ。

ピン 24: XCK → 送信信号要素タイミング。

ピン 25: TI ← テストインジケータ。

非同期通信中、RTS と CTS はセッションを通して常にオンになっています。しかし、DTE がマルチポイント回線に接続されている場合、リターン電話ペアを共有するため）データは一度に 1 つの局から送信されるので、RTS の唯一の用途はモデムのキャリアをオン／オフすることです。局は送信の準備ができると RTS を上げます。モデムはキャリアをオンにし、安定するまで待ち（通常は数ミリ秒かかります）CTS を上げます。CTS が上がっている間、DTE は送信します。送信が完了すると、局は RTS を下げ、その後モデムは CTS とキャリアの両方を下げます。

シリアルケーブルのピン 15、17、および 24（COM ポートのピン配置）のすべてのクロック信号は、同期通信専用です。クロックはデータストリームから DSU またはモデムによって抽出されるか、または DSU が抽出して DTE に送ることで、安定したクロック信号を提供します。受信クロック信号と送信クロック信号は同一である必要はなく、異なるボーレートにすることもできる点を強調しておくことが重要です。

9ピン RS-232 ピン配列

それでは、パーソナルコンピュータで使用されるシリアル接続のピン配置を簡略化したものをご紹介します。RS-232の9ピンピン配置です。

9ピンRS232オスおよびメスコネクタ

ピン 1: DCD ← データキャリア検出

ピン 2: RxD ← 受信データ

ピン 3: TxD → 送信データ

ピン 4: DTR → データ端末レディ

ピン 5: 0V/COM − 0V またはシステムグランド

ピン 6: DSR ← データセットレディ

ピン 7: RTS → 送信要求

ピン 8: CTS ← 送信可

ピン 9: RI ← リングインジケータ

RS-232信号

システム共通（電源／ロジック・グラウンド）に対して、RS232シリアルポートのピン配置の信号を表す電圧レベル。アクティブ状態（SPACE）の信号レベルは共通に対して正で、アイドル状態（MARK）の信号レベルは共通に対して負です。通信プロトコルはRS-232によって規定されなければなりません。さらに、RS-232には（ほとんどの場合）モデムで使用するための複数のハンドシェイク線があります。

RS-232インターフェースは、DTEとDCEの両方が同一のグラウンドを持つ同様の電気バスを備えていると仮定しています。明らかに、この仮定はDTEとDCEの間の長い回線に関しては完全に誤っている可能性があります。

RS232規格で規定されている最大開放回路電圧は25 Vですが、通常の信号レベルは5 V、10 V、12 V、15 Vです。

RS-232規格によれば、すべてのデータはバイポーラです。ほとんどの機器では、ONまたは0状態（SPACE）は+3 V〜+12 Vの電圧で示され、OFFまたは1状態（MARK）は-3 V〜-12 Vの電圧で示されます。しかし、一部の装置は負のレベルを認識せず、OFF状態には0 Vで十分です。また、ON状態を実現するためにより小さな電圧で足りる場合もあります。これにより、RS-232の送受信に必要な全体の範囲を大幅に縮小することが可能です。

出力信号の通常電圧は+12 V〜-12 Vです。また、+3 V〜-3 Vの範囲にいわゆる「デッドエリア」があり、これは回線ノイズの吸収を目的としています。RS-232に類似した他のシリアルポートのピン配置では、この範囲が異なる場合があります（例：V.10の定義では+0.3 V〜-0.3 Vがデッドエリアです）多くのRS-232受信機は、1 V、あるいはそれ以下の差動も容易に検出できます。

RS-232ケーブルの仕様

RS232インターフェース

RS-232規格ではケーブル長の制限が直接定義されていないため、主な決定要因は準拠したドライブ回路が許容できる最大容量です。一般的な目安として、臨界長は15 m（または低容量ケーブルのみを使用した場合は約300 m）になります。率直に言って、より長い距離では、RS-232規格は高速・長距離データ転送に最適な選択肢ではありません。

すべてのデバイスメーカーが規格を最後まで厳密に維持しているわけではないことを念頭に置くと、ドキュメントをよく調べ、ブレークアウトボックスを使って新しい接続を一つひとつテストするのが良い習慣です。場合によっては、試行錯誤の方法だけが、各デバイスの組み合わせを接続するための適切なケーブルを見つける助けになることがあります。

RS-232規格に準拠して、DCEデバイスは、各コネクタで同一のピン番号を持つケーブル（ストレートケーブル」と呼ばれる）を介してDTEに接続する必要があります。ケーブル／コネクタの性別（オス／メス）の不一致は、ジェンダーチェンジャーで簡単に修正できます。また、片側が25ピンD-subコネクタで、もう片側がRS-232 9ピンコネクタのケーブルも一般的に使用されています。8P8Cコネクタを備えた機器には、通常DB-9またはDB-25を備えたケーブルが付属しています。柔軟性を高めるために交換可能なコネクタを備えているものもあります。

RS-232の能力を最大限に活用する必要がない場合は、送信、受信、グランドの最小3線接続を使用できます。一方向のデータフローには、データとグランドの2線オプションがあります。そして、双方向のハードウェア制御によるデータ伝送には、最良の代替手段は5線版で、3線と同じですがRTSおよびCTSラインが追加されています。

RS-232データフロー図

RS-232規格によれば、データはさまざまな形式で送信できます。しかし最も一般的なのは、7～8ビットのワードに、スタート、ストップ、パリティビットを含むパケットを送信する方法です。以下の図に示すように、最初にスタートビット（アクティブLow、+3 V～+15 V）が来て、その後にデータビット、続いて（プロトコルで必要な場合は）パリティビット、そして最後にストップビット（ロジックをHighに戻すために使用、-3 V～-15 V）が続きます。

RS232データフロー図

RS232と他の規格との関係

RS-232準拠のポートは、RS-422、RS-423、RS-449、RS-422、423、RS-485などの他のいくつかのシリアル信号規格で必ずしも動作するとは限りません。+5V付近と0VのTTLレベルを使用するGPS受信機や魚群探知機では、マークレベルが規格の未定義領域へ移動します。このような環境でRS-232規格を使用するには、レベル変換器が必要になります。

それぞれの関係:

  • RS-422はRS-232と同程度の速度ですが、信号方式が異なります
  • RS-423は平衡伝送ではないものの速度は同じです
  • RS-449は廃止されました


MIL-STD-188はRS-232に似ていますが、インピーダンスがより良く、立ち上がり時間の制御が優れています。RS-232デバイスを捨てようと考えていますか？ そう急がないでください！ ご覧のとおり、このシリアルプロトコルはUSBに完全に置き換えられたという主張すべてに反して生き残り続けています。現代の通信システムにはUSBのようなより高度なシステムが必要ですが、標準のシリアルポートは今後も使い続けられるでしょう。

サードパーティ製アプリケーションは、RS-232シリアルポートの扱い方を強化するうえで大きく貢献してきました。その一例がElectronic Teamが開発したRS232 to Ethernet Connectorです。興味深い使用シナリオはユーザーガイドで確認できます。

モダンなシリアルポートのユースケース

シリアルポートは派手ではないかもしれませんが、電子機器やITにおいて最も信頼性が高く、広く使われている通信方法の一つであり続けています。

産業用システム、組み込みデバイス、ネットワーク機器のいずれを扱っている場合でも、シリアルポートのピン配置を理解することは今でも価値のあるスキルです。

シリアルポートはレガシーPCの枠を超えて進化してきました。

1. USB-シリアル通信

アダプターを使うと、最新のノートパソコンがシリアルデバイスに簡単に接続できます。

2. 仮想シリアルポート

Virtual Serial Port Driver は、テスト用のCOMポートをエミュレートしたり、リモート通信を行ったりできます。

  • IoTやクラウド接続システムで有用
  • ネットワーク上でのポート共有を可能にします

3. 組み込み開発

シリアルは依然として、次の用途における主要なデバッグインターフェースです:

  • マイクロコントローラー
  • IoTデバイス
  • ファームウェア開発

4. ネットワークデバイスの構成

多くのエンタープライズルーターやスイッチは、依然としてシリアルコンソールアクセスに依存しています。

よくある質問

RS（推奨標準）は、モデムとコンピュータ端末間の通信を容易にするために、60年代に電子工業会（Electronic Industries Association）によって開発されました。

ほとんどの産業オートメーションおよび測量の研究室では、その制限にもかかわらず、引き続きシリアルポート技術が使用されています。東芝がTecraパーソナルコンピュータにDB-9Mコネクタを再導入したことは、これらの標準が当面存続することを示しています。相違点はあるものの、USB規格とRS-232規格はいずれも主要なオペレーティングシステムにおけるほとんどのソフトウェアプログラムをサポートしています。