Pinout RS232 i specyfikacja

avatar
Napisane przez
Zaktualizowany w dniu: May 18, 2026
Czas na czytanie: 10 minut
Spis treści

Co to jest protokół komunikacji szeregowej RS232?

RS-232 to standard wprowadzony na początku lat 60. do szeregowej transmisji danych i nadal szeroko stosowany głównie dlatego, że jest wielozadaniowy, łatwy w obsłudze i utrzymaniu, dostępny oraz szeroko wspierany. Definiuje nie tylko charakterystyki sygnału elektrycznego, takie jak szybkość transmisji sygnału, poziomy napięć, długość kabla, czasowanie i zachowanie przy zwarciu, ale także wiele innych rzeczy, w tym mechaniczne cechy interfejsu, złącza oraz przypisania pinów.

Zgodnie ze standardem RS-232 wszystkie dane są przesyłane w postaci czasowej sekwencji bitów. W przypadku komputerów PC najczęstszą konfiguracją jest łącze asynchroniczne wysyłające pakiety 7-bitowe lub 8-bitowe. Jednak standard ten obsługuje również transmisję synchroniczną.

Przykład transmisji RS232

Pomimo wszystkich swoich zalet RS-232 ma poważne ograniczenia w zakresie zasięgu i wydajności przepustowości danych, dlatego jego głównym obszarem zastosowań jest sprzęt przemysłowy, sieci komputerowe oraz wyposażenie laboratoryjne.

Główne specyfikacje dla RS-232

Tryb pracy: niezrównoważony
Maks. długość kabla: 15,24 metra (50 ft)
Maks. przepustowość danych: 20 kb/s
Maks. napięcie wyjściowe nadajnika: +/-25V
Maks. szybkość narastania: 30V/uS
Maks. prąd nadajnika w stanie High Z: +/-6mA @ +/-2v (wyłączone zasilanie)
Impedancja obciążenia nadajnika: 3000-7000 Ohm
Poziom sygnału wyjściowego nadajnika: +/-5V do +/-15V (obciążony) lub +/-25V (nieobciążony)
Rezystancja wejściowa odbiornika: 3000-7000 Ohm
Zakres napięcia wejściowego odbiornika: +/-15V
Czułość wejściowa odbiornika: +/-3V
Łączna liczba nadajników i odbiorników na jednej linii: 1 nadajnik i 1 odbiornik

Standardowe ograniczenia RS232

Jakie są znane problemy z portem szeregowym RS-232? Korzystanie ze standardowego portu COM wiąże się z szeregiem ograniczeń, z którymi trzeba sobie radzić. Oto oczywiste ograniczenia standardu:

  • Zwiększone zużycie energii z powodu dużej amplitudy zmian napięcia stanowi ogromne utrudnienie dla projektu zasilania.
  • Wiele urządzeń nie używa linii handshake do kontroli przepływu, przez co RS-232 jest zawodny.
  • Chociaż problem połączeń multi-drop został rozwiązany za pomocą bardziej niezawodnych alternatyw, nadal nie rekompensuje to ograniczeń kompatybilności i prędkości portu RS232.
  • Konieczność użycia modemu zerowego lub kabla krosowanego przy każdym podłączaniu urządzenia peryferyjnego do komputera.
  • RS-232 nie rozwiązuje problemu wynikającego z sygnalizacji niesymetrycznej.

Złącza RS-232

Urządzenie RS-232 jest albo urządzeniem kończącym obwód (DCE), albo urządzeniem końcowym danych (DTE), w zależności od tego, które przewody są używane do wysyłania i odbierania każdego sygnału.

Urządzenia do transmisji danych (DCE)

Zgodnie ze standardem RS-232, DCE jest przeznaczone dla złączy żeńskich, a DTE dla złączy męskich. Istnieją jednak urządzenia o najróżniejszych kombinacjach płci złączy/definicji pinów. Na przykład terminal, który ma na pokładzie złącza żeńskie, aby współpracować z kablem mającym złącze męskie na każdym końcu, w pełni spełnia standard RS-232.

Do rewizji C standard zaleca stosowanie 25-pinowego złącza D-subminiature, choć obowiązkowe jest ono dopiero od rewizji D. Wynika to z faktu, że zdecydowana większość urządzeń tak naprawdę nie potrzebuje wszystkich tych 20 sygnałów określonych w standardzie, a 9-pinowe połączenia RS-232 są znacznie tańsze i zajmują bardzo mało miejsca. Bardziej kompaktowe i mniej kosztowne. To 9-pinowe złącze RS-232 jest powszechnie używane w komputerach osobistych i podobnych urządzeniach.

Złącza DB25

Warto zauważyć, że nie każde 25-pinowe złącze D-sub ma interfejs zgodny z RS-232-C. Niektórzy producenci komputerów PC decydują się na niestandardowe sygnały i napięcia na niektórych pinach wyprowadzeń portu COM w komputerach PC. Na przykład w oryginalnym IBM PC żeńskie złącze D-sub było używane dla równoległego portu drukarki Centronics.

25-pinowe wyprowadzenia złącza szeregowego:

DB25 pinout scheme

Pin 1: GND − Uziemienie ekranu.

Pin 2: TxD → Dane nadawane. Przenosi dane z terminala danych do urządzenia transmisji danych.

Pin 3: RxD ← Dane odbierane. Przenosi dane z urządzenia transmisji danych do terminala danych.

Pin 4: RTS → Żądanie nadawania. Terminal danych sygnalizuje urządzeniu transmisji danych przygotowanie do transmisji.

Pin 5: CTS ← Zezwolenie na nadawanie. Urządzenie transmisji danych sygnalizuje terminalowi danych, że jest gotowe do odbierania danych.

Pin 6: DSR ← Gotowość urządzenia transmisji danych. DCE jest gotowe do odbierania i wysyłania danych.

Pin 7: GND − Masa systemowa. Odniesienie napięcia zerowego.

Pin 8: CD ← Wykrycie nośnej. Urządzenie transmisji danych sygnalizuje terminalowi danych wykrytą nośną innego urządzenia.

Pin 9: Zarezerwowany

Pin 10: Zarezerwowany

Pin 11: STF → Wybór kanału nadawania.

Pin 12: S.CD ← Wtórne wykrycie nośnej.

Pin 13: S.CTS ← Wtórne zezwolenie na nadawanie.

Pin 14: S.TXD → Wtórne dane nadawane.

Pin 15: TCK ← Synchronizacja elementów sygnału transmisji.

Pin 16: S.RXD ← Wtórne dane odbierane.

Pin 17: RCK ← Synchronizacja elementów sygnału odbioru.

Pin 18: LL → Sterowanie pętlą lokalną.

Pin 19: S.RTS → Wtórne żądanie nadawania

Pin 20: DTR → Zdalne sterowanie pętlą.

Pin 22: RI ← Wskaźnik dzwonienia. Urządzenie transmisji danych sygnalizuje terminalowi danych wykryty stan dzwonienia.

Pin 23: DSR → Selektor szybkości sygnału danych.

Pin 24: XCK → Synchronizacja elementów sygnału nadawania.

Pin 25: TI ← Wskaźnik testu.

Podczas komunikacji asynchronicznej zarówno RTS, jak i CTS są aktywne przez cały czas trwania sesji. Jednak gdy DTE jest podłączone do linii wielopunktowej, dane są przesyłane przez jedną stację naraz (ze względu na współdzielenie pary powrotnej), więc jedynym zastosowaniem RTS jest włączanie i wyłączanie nośnej modemu. Stacja podnosi RTS, gdy jest gotowa do nadawania. Modem włącza swoją nośną, czeka, aż się ustabilizuje (zwykle zajmuje to kilka milisekund), i podnosi CTS. Gdy CTS jest aktywny, DTE nadaje. Po zakończeniu transmisji stacja opuszcza RTS, a następnie modem opuszcza zarówno CTS, jak i nośną.

Wszystkie sygnały zegarowe na pinach 15, 17 i 24 kabla szeregowego w pinoucie portu COM są przeznaczone wyłącznie do komunikacji synchronicznej. Zegar jest wyodrębniany ze strumienia danych przez DSU lub modem, albo DSU wyodrębnia go i wysyła do DTE, aby zapewnić stabilny sygnał zegarowy. Ważne jest, aby podkreślić, że zegary odbiorczy i nadawczy nie muszą być identyczne i mogą mieć różne szybkości transmisji (baud).

Pinout RS-232 9-pin

Oto więc uproszczona wersja wyprowadzeń złącza szeregowego używanego w komputerach osobistych: 9-pinowe wyprowadzenia RS-232.

9-pinowe złącza RS232 męskie i żeńskie

Pin 1: DCD ← Wykrywanie nośnej danych

Pin 2: RxD ← Odbiór danych

Pin 3: TxD → Transmisja danych

Pin 4: DTR → Terminal danych gotowy

Pin 5: 0V/COM − 0V lub masa systemowa

Pin 6: DSR ← Urządzenie danych gotowe

Pin 7: RTS → Żądanie wysłania

Pin 8: CTS ← Gotowość do wysłania

Pin 9: RI ← Wskaźnik dzwonienia

Sygnały RS-232

Poziomy napięć, które reprezentują sygnały wyprowadzeń portu szeregowego RS232 względem wspólnego punktu odniesienia systemu (masy zasilania/logiki). Poziom sygnału stanu aktywnego (SPACE) jest dodatni, a poziom sygnału stanu bezczynności (MARK) jest ujemny względem punktu wspólnego. Protokół komunikacyjny musi być określony przez RS-232. Ponadto RS-232 ma wiele linii uzgadniania do użycia z modemami (w większości przypadków).

Interfejs RS-232 zakłada, że zarówno DTE, jak i DCE mają podobne magistrale elektryczne z identycznymi masami. Oczywiście to założenie może być całkowicie błędne, jeśli chodzi o długie linie pomiędzy DTE a DCE.

Maksymalne napięcie w stanie jałowym (open-circuit) określone przez standard RS232 wynosi 25 V, ale normalnie poziomy sygnałów to 5 V, 10 V, 12 V i 15 V.

Zgodnie ze standardem RS-232 wszystkie dane są bipolarne. Dla większości urządzeń stan ON lub stan 0 (SPACE) jest wskazywany przez napięcie od +3 V do +12 V, a stan OFF lub stan 1 (MARK) jest wskazywany przez napięcie od -3 V do -12 V. Jednak niektóre urządzenia nie rozpoznają żadnych poziomów ujemnych i 0 V wystarcza dla stanu OFF. A czasami mniejsze napięcia mogą wystarczyć do uzyskania stanu ON. Dzięki temu możliwe jest znaczne zmniejszenie całkowitego zakresu dla transmisji/odbioru RS-232.

Normalne napięcie sygnału wyjściowego wynosi od +12 V do -12 V. Istnieje też tzw. „martwa strefa” w zakresie od +3 V do -3 V, przeznaczona do tłumienia zakłóceń na linii. W innych wyprowadzeniach portu szeregowego podobnych do RS-232 ten zakres może być inny (np. definicja V.10 ma martwą strefę od +0.3 V do -0.3 V). Bardzo wiele odbiorników RS-232 może z łatwością wykrywać różnice 1 V, a nawet mniejsze.

Specyfikacje kabli RS-232

Interfejs RS232

Nie ma limitów długości kabla zdefiniowanych bezpośrednio przez standard RS-232, więc głównym czynnikiem decydującym jest maksymalna pojemność tolerowana przez zgodny układ sterujący. Zasadniczo krytyczna długość będzie wynosić 15 m (lub około 300 m, pod warunkiem że użyto wyłącznie kabli o niskiej pojemności). Szczerze mówiąc, na dłuższych dystansach standard RS-232 nie jest najlepszą opcją do szybkiego, dalekosiężnego przesyłu danych.

Mając na uwadze, że nie wszyscy producenci urządzeń przestrzegają standardu w każdym szczególe, dobrą praktyką jest zapoznanie się z dokumentacją oraz używanie testera połączeń (breakout box) do sprawdzania każdego nowego połączenia. W niektórych przypadkach jedynie metoda prób i błędów może pomóc w znalezieniu właściwego kabla do połączenia każdej pary urządzeń.

Zgodnie ze standardem RS-232 urządzenie DCE musi być podłączone do DTE za pomocą kabla, który ma identyczne numery pinów w każdym złączu (tzw. „kabel prosty”). Wszelkie niezgodności płci złączy/kabli można łatwo skorygować za pomocą adapterów zmiany płci (gender changers). Powszechnie stosuje się także kable ze złączem D-sub 25-pin na jednym końcu i złączem RS-232 9-pin na drugim. Urządzenia wyposażone w złącza 8P8C są zazwyczaj dostarczane z kablem zakończonym DB-9 lub DB-25. Niektóre mają nawet wymienne złącza dla większej elastyczności.

Jeśli nie ma potrzeby wykorzystywania RS-232 do granic możliwości, można użyć minimalnego połączenia 3-przewodowego: nadawanie, odbiór i masa. Dla jednokierunkowego przepływu danych dostępna jest opcja 2-przewodowa: dane i masa. A dla dwukierunkowej transmisji danych sterowanej sprzętowo najlepszą alternatywą jest wersja 5-przewodowa, czyli taka sama jak 3-przewodowa, ale z dodatkowymi liniami RTS i CTS.

Schemat przepływu danych RS-232

Zgodnie ze standardem RS-232 dane mogą być przesyłane w wielu wariantach. Najczęściej jednak wysyła się pakiety zawierające 7–8-bitowe słowo oraz bity startu, stopu i parzystości. Jak widać na poniższym diagramie, najpierw występuje bit startu (aktywny w stanie niskim, +3 V do +15 V), następnie bity danych, po nich bit parzystości (jeśli jest wymagany przez protokół), a na końcu bit stopu (służący do przywrócenia stanu wysokiego, -3 V do -15 V).

Schemat przepływu danych RS232

Związek między RS232 a innymi standardami

Porty zgodne z RS-232 nie muszą koniecznie działać z kilkoma innymi standardami sygnalizacji szeregowej, takimi jak RS-422, RS-423, RS-449, RS-422, 423, RS-485 itd. W przypadku odbiorników GPS i echosond korzystających z poziomu TTL zbliżonego do napięć +5 i 0, poziom „mark” przechodzi do niezdefiniowanego obszaru standardu. Aby używać standardu RS-232 w takim środowisku, potrzebny będzie tłumacz prądowy.

Jak się to ma do siebie:

  • RS-422 ma podobną prędkość jak RS-232, ale różni się sposobem sygnalizacji
  • Prędkość RS-423 jest taka sama, ale bez zbalansowanej sygnalizacji
  • RS-449 wycofany z eksploatacji


MIL-STD-188 jest podobny do RS-232, ale ma znacznie lepszą kontrolę czasu narastania oraz lepszą impedancję. Myślisz o porzuceniu swojego urządzenia RS-232? Nie tak szybko! Jak widać, ten protokół szeregowy nadal przeczy wszelkim twierdzeniom, że został całkowicie zastąpiony przez USB. Chociaż nowoczesne systemy komunikacyjne wymagają bardziej zaawansowanego rozwiązania, takiego jak USB, będziemy nadal korzystać ze standardowych portów szeregowych.

Aplikacje firm trzecich dobrze spisały się w usprawnianiu sposobu, w jaki pracujemy z portem szeregowym RS-232. Przykładem jest Łącznik RS232 do Ethernet opracowany przez Electronic Team. Ciekawe scenariusze użycia można znaleźć w Podręczniku użytkownika.

Nowoczesne zastosowania portu szeregowego

Porty szeregowe może nie są efektowne, ale nadal pozostają jedną z najbardziej niezawodnych i powszechnie stosowanych metod komunikacji w elektronice i IT.

Niezależnie od tego, czy pracujesz z systemami przemysłowymi, urządzeniami wbudowanymi czy sprzętem sieciowym, zrozumienie pinoutu portu szeregowego wciąż jest cenną umiejętnością.

Porty szeregowe ewoluowały poza starsze komputery PC.

1. Komunikacja USB-do-Serial

Adaptery umożliwiają nowoczesnym laptopom łatwe podłączanie do urządzeń szeregowych.

2. Wirtualne porty szeregowe

Virtual Serial Port Driver może emulować porty COM do testów oraz zdalnej komunikacji.

  • Przydatne w systemach IoT i połączonych z chmurą
  • Umożliwia współdzielenie portów w sieciach

3. Programowanie systemów wbudowanych

Port szeregowy nadal jest podstawowym interfejsem debugowania dla:

  • Mikrokontrolerów
  • Urządzeń IoT
  • Tworzenia oprogramowania układowego

4. Konfiguracja urządzenia sieciowego

Wiele routerów i przełączników klasy korporacyjnej nadal polega na dostępie do konsoli szeregowej.

Często zadawane pytania

RS (zalecany standard) został opracowany przez Electronic Industries Association już w latach 60. w celu ułatwienia komunikacji między modemem a terminalami komputerowymi.

Większość laboratoriów automatyki przemysłowej i geodezyjnych nadal korzysta z technologii portu szeregowego pomimo jej ograniczeń. Ponowne wprowadzenie złącza DB-9M w komputerze osobistym Tecra przez firmę Toshiba dowodzi, że standardy te na razie pozostaną z nami na dłużej. Pomimo różnic zarówno standardy USB, jak i RS-232 obsługują większość programów w głównych systemach operacyjnych.