Pinagem e Especificações RS232

O que é o Protocolo de Comunicação Serial RS232?

RS-232 é um padrão que foi introduzido no início dos anos 60 para transmissão de dados seriais e ainda é amplamente utilizado principalmente porque é multifuncional, fácil de operar e manter, acessível e amplamente suportado. Ele define não apenas as características dos sinais elétricos, como taxa de transmissão de sinal, níveis de tensão, comprimento do cabo, temporização e comportamento em curto-circuito, mas também muitas outras coisas, incluindo as características mecânicas da interface, conectores e pinagens.

De acordo com o padrão RS-232, todos os dados são transmitidos em uma série temporal de bits. Para PC, a configuração mais comum é um link assíncrono que envia pacotes de 7 bits ou 8 bits. No entanto, este padrão também suporta transmissão síncrona.

Exemplo de Transmissão RS232

Com todas as suas vantagens, RS-232 tem algumas limitações sérias em alcance e desempenho de taxa de transferência de dados, por isso o seu principal âmbito de aplicação é equipamento industrial, redes e equipamento de laboratório.

Principais especificações para RS-232

Modo de operação: single-ended
Comprimento máx. do cabo: 15,24 metros (50 ft)
Taxa máx. de transferência de dados: 20 kbps
Tensão máx. de saída do driver: +/-25V
Taxa máx. de variação (slew rate): 30V/uS
Corrente máx. do driver em estado High Z: +/-6mA @ +/-2v (desligado)
Impedância de carga do driver: 3000-7000 Ohms
Nível de sinal de saída do driver: +/-5V a +/-15V (com carga) ou +/-25V (sem carga)
Resistência de entrada do receptor: 3000-7000 Ohms
Faixa de tensão de entrada do receptor: +/-15V
Sensibilidade de entrada do receptor: +/-3V
Número total de drivers e receptores em uma linha: 1 driver e 1 receptor

Limitações padrão RS232

Quais são os problemas conhecidos da porta serial RS-232? Usar a porta COM padrão traz um conjunto de limitações com as quais você precisa lidar. Aqui estão as limitações óbvias do padrão:

  • O aumento do consumo de energia devido à grande variação de tensão é uma grande complicação para o projeto da fonte de alimentação.
  • Muitos dispositivos não usam as linhas de handshake para controle de fluxo, tornando assim o RS-232 pouco confiável.
  • Embora o problema de conexão multi-drop tenha sido abordado com alternativas mais confiáveis, isso ainda não compensa as limitações de compatibilidade e velocidade da porta RS232.
  • A necessidade de um modem nulo ou cabo crossover sempre que conectar um periférico a um computador.
  • O RS-232 não resolve o problema apresentado pela sinalização single-ended.

Conectores RS-232

Um dispositivo RS-232 é considerado Equipamento de Terminação de Circuito (DCE) ou Equipamento Terminal de Dados (DTE), dependendo de quais fios são usados para enviar e receber cada sinal.

Equipamento de Comunicação de Dados (DCE)

De acordo com a norma RS-232, DCE destina-se a conectores fêmea, e DTE a conectores macho. No entanto, existem dispositivos com todo o tipo de combinações de género do conector/definições de pinos. Por exemplo, um terminal que tem conectores fêmea integrados para ser acompanhado por um cabo que tem um conector macho em cada extremidade cumpre plenamente a norma RS-232.

Até à revisão C, a norma recomenda a utilização do conector D-subminiatura de 25 pinos, embora só seja obrigatório a partir da revisão D. Isso acontece porque a grande maioria dos dispositivos não precisa realmente de todos os 20 sinais especificados pela norma, e as ligações RS-232 de 9 pinos são muito mais baratas e ocupam muito pouco espaço. Mais compacto e menos dispendioso. Este conector RS-232 de 9 pinos é amplamente utilizado em computadores pessoais e dispositivos semelhantes.

Conectores DB25

Vale a pena notar que nem todos os conectores D-sub de 25 pinos têm uma interface compatível com RS-232-C. Alguns fabricantes de PC optam por sinais e tensões não padronizados em determinados pinos da pinagem da porta COM do PC. No PC IBM original, por exemplo, o conector D-sub fêmea foi usado para a porta paralela de impressora Centronics.

Pinagem serial de 25 pinos:

DB25 pinout scheme

Pino 1: GND − Terra da blindagem.

Pino 2: TxD → Dados transmitidos. Transporta dados do Terminal de Dados para o Conjunto de Dados.

Pino 3: RxD ← Dados recebidos. Transporta dados do Conjunto de Dados para o Terminal de Dados.

Pino 4: RTS → Pedido para enviar. O Terminal de Dados sinaliza ao Conjunto de Dados para se preparar para a transmissão de dados.

Pino 5: CTS ← Pronto para enviar. O Conjunto de Dados sinaliza ao Terminal de Dados que está pronto para receber dados.

Pino 6: DSR ← Conjunto de Dados pronto. O DCE está pronto para receber e enviar dados.

Pino 7: GND − Terra do sistema. Referência de tensão zero.

Pino 8: CD ← Detecção de portadora. O Conjunto de Dados sinaliza ao Terminal de Dados sobre a portadora detectada de outro dispositivo.

Pino 9: Reservado

Pino 10: Reservado

Pino 11: STF → Selecionar canal de transmissão.

Pino 12: S.CD ← Detecção de portadora secundária.

Pino 13: S.CTS ← Pronto para enviar secundário.

Pino 14: S.TXD → Dados transmitidos secundários.

Pino 15: TCK ← Temporização do elemento de sinal de transmissão.

Pino 16: S.RXD ← Dados recebidos secundários.

Pino 17: RCK ← Temporização do elemento de sinal do receptor.

Pino 18: LL → Controle de loop local.

Pino 19: S.RTS → Pedido para enviar secundário

Pino 20: DTR → Controle de loop remoto.

Pino 22: RI ← Indicador de chamada. O Conjunto de Dados sinaliza ao Terminal de Dados sobre uma condição de toque detectada.

Pino 23: DSR → Seletor de taxa de sinal de dados.

Pino 24: XCK → Temporização do elemento de sinal de transmissão.

Pino 25: TI ← Indicador de teste.

Durante a comunicação assíncrona, tanto RTS quanto CTS permanecem ativados durante toda a sessão. No entanto, se o DTE estiver conectado a uma linha multiponto, os dados são transmitidos por uma estação de cada vez (devido ao compartilhamento do par telefônico de retorno), então o único uso do RTS é ligar e desligar a portadora do modem. Uma estação ativa o RTS quando está pronta para transmitir. O modem liga sua portadora, espera até que ela esteja estabilizada (normalmente isso leva alguns milissegundos) e ativa o CTS. Enquanto o CTS estiver ativo, o DTE transmite. Quando a transmissão termina, a estação desativa o RTS e então o modem desativa tanto o CTS quanto a portadora.

Todos os sinais de clock nos pinos 15, 17 e 24 do cabo serial do pinout da porta COM são apenas para comunicações síncronas. O clock é extraído do fluxo de dados pela DSU ou pelo modem, ou a DSU o extrai e o envia ao DTE para fornecer um sinal de clock estável. É importante enfatizar que os sinais de clock recebidos e transmitidos não precisam ser idênticos e podem ter taxas de baud diferentes.

Pinagem RS-232 de 9 pinos

Aqui está uma versão simplificada da pinagem de conexão serial usada em computadores pessoais: a pinagem RS-232 de 9 pinos.

Conectores macho e fêmea RS232 de 9 pinos

Pino 1: DCD ← Deteção de portadora de dados

Pino 2: RxD ← Receção de dados

Pino 3: TxD → Transmissão de dados

Pino 4: DTR → Terminal de dados pronto

Pino 5: 0V/COM − 0V ou terra do sistema

Pino 6: DSR ← Conjunto de dados pronto

Pino 7: RTS → Pedido para enviar

Pino 8: CTS ← Pronto para enviar

Pino 9: RI ← Indicador de toque

Sinais RS-232

Níveis de tensão que representam os sinais dos pinouts da porta serial RS232 em relação a um comum do sistema (terra de alimentação/lógica). O nível de sinal do estado ativo (SPACE) é positivo e o nível de sinal do estado inativo (MARK) é negativo em relação ao comum. Um protocolo de comunicação tem de ser especificado pelo RS-232. Além disso, o RS-232 tem múltiplas linhas de handshaking para usar com modems (na maioria dos casos).

A interface RS-232 assume que tanto o DTE como o DCE têm barramentos elétricos semelhantes com terras idênticas. Obviamente, esta suposição pode estar completamente errada quando se trata de longas linhas entre o DTE e o DCE.

A tensão máxima em circuito aberto especificada pela norma RS232 é 25 V, mas normalmente os níveis de sinal são 5 V, 10 V, 12 V e 15 V.

De acordo com a norma RS-232, todos os dados são bipolares. Para a maioria dos equipamentos, uma condição ON ou estado 0 (SPACE) é indicada por tensão de +3 V a +12 V e uma condição OFF ou estado 1 (MARK) é indicada por tensão de -3 V a -12 V. No entanto, alguns dispositivos não reconhecem quaisquer níveis negativos e 0 V é suficiente para o estado OFF. E, por vezes, tensões menores podem ser suficientes para atingir o estado ON. Assim, é possível reduzir significativamente a faixa global para transmissão/receção RS-232.

A tensão normal para o sinal de saída é de +12 V a -12 V. Além disso, existe uma chamada “zona morta” no intervalo de +3 V a -3 V, destinada à absorção de ruído na linha. Noutros pinouts de porta serial semelhantes ao RS-232, este intervalo pode ser diferente (por exemplo, a definição V.10 tem uma zona morta de +0,3 V a -0,3 V). Muitos recetores RS-232 conseguem facilmente detetar diferenciais de 1 V, ou até menos.

Especificações dos cabos RS-232

Interface RS232

Não existem limites de comprimento de cabo definidos diretamente pela norma RS-232, portanto o principal fator determinante é a capacitância máxima tolerada por um circuito de acionamento em conformidade. Como regra geral, o comprimento crítico será de 15 m (ou cerca de 300 m, desde que sejam usados apenas cabos de baixa capacitância). Francamente, para distâncias maiores, a norma RS-232 não é a melhor opção para transferência de dados em alta velocidade a longas distâncias.

Tendo em mente que nem todos os fabricantes de dispositivos mantêm a norma integralmente, é uma boa prática estudar a documentação e usar uma breakout box para testar cada nova conexão. Em alguns casos, apenas o método de tentativa e erro pode ajudar a encontrar o cabo certo para conectar cada par de dispositivos.

Em conformidade com a norma RS-232, um dispositivo DCE deve ser conectado a um DTE por meio do cabo que tenha números de pinos idênticos em cada conector (conhecido como “cabo direto”). Quaisquer incompatibilidades de gênero de cabo/conector podem ser facilmente corrigidas com adaptadores de mudança de gênero. Também são comuns cabos com um conector D-sub de 25 pinos em uma extremidade e um conector RS-232 de 9 pinos na outra. Qualquer equipamento com conectores 8P8C geralmente é fornecido com um cabo que tem um DB-9 ou um DB-25. Alguns até têm conectores intercambiáveis para maior flexibilidade.

Se não houver necessidade de explorar a RS-232 até a capacidade, você pode usar uma conexão mínima de 3 fios: transmissão, recepção e terra. Para um fluxo de dados unidirecional, há uma opção de 2 fios: dados e terra. E para transmissão de dados bidirecional controlada por hardware, a melhor alternativa é uma versão de 5 fios, que é a mesma que a de 3 fios, mas com as linhas RTS e CTS adicionadas.

Diagrama de fluxo de dados RS-232

De acordo com a norma RS-232, os dados podem ser transmitidos em muitas variações. A mais comum, no entanto, é o envio de pacotes que incluem uma palavra de 7-8 bits e bits de início, paragem e paridade. Como pode ver no diagrama abaixo, primeiro vem o bit de início (ativo em nível baixo, +3 V a +15 V), depois os bits de dados, seguidos pelo bit de paridade (se exigido pelo protocolo) e, por fim, o bit de paragem (utilizado para colocar a lógica em nível alto, -3 V a -15 V).

Diagrama de fluxo de dados RS232

Relação entre RS232 e outras normas

As portas compatíveis com RS-232 podem não funcionar necessariamente com várias outras normas de sinalização serial, como RS-422, RS-423, RS-449, RS-422, 423, RS-485 e assim por diante. Para recetores GPS e sondas de profundidade que utilizam um nível TTL próximo de +5 e 0 volts, o nível de marca passa para uma área indefinida da norma. Será necessário um tradutor de corrente para utilizar a norma RS-232 num ambiente como este.

Como se relacionam:

  • O RS-422 tem uma velocidade semelhante à do RS-232, mas difere na sinalização
  • A velocidade do RS-423 é a mesma, sem sinalização balanceada
  • Rs-449 descontinuado


MIL-STD-188 é semelhante ao RS-232, mas tem um excelente controlo do tempo de subida com uma melhor impedância. A pensar em abandonar o seu dispositivo RS-232? Nem pensar! Como pode ver, este protocolo serial continua a contrariar todas as alegações de que foi completamente substituído pelo USB. Embora os sistemas de comunicação modernos exijam um sistema mais sofisticado como o USB, vamos continuar a utilizar as portas seriais padrão.

As aplicações de terceiros têm-se saído bem ao melhorar a forma como trabalhamos com a porta serial RS-232. Um exemplo é o Conector RS232 para Ethernet desenvolvido pela Electronic Team. Pode encontrar cenários de utilização interessantes no Guia do Utilizador.

Casos de uso modernos de porta serial

As portas seriais podem não ser vistosas, mas continuam a ser um dos métodos de comunicação mais fiáveis e amplamente utilizados na eletrónica e nas TI.

Quer esteja a trabalhar com sistemas industriais, dispositivos incorporados ou hardware de rede, compreender a pinagem das portas seriais continua a ser uma competência valiosa.

As portas seriais evoluíram para além dos PCs antigos.

1. Comunicação USB para Serial

Os adaptadores permitem que os portáteis modernos se liguem facilmente a dispositivos seriais.

2. Portas Seriais Virtuais

Virtual Serial Port Driver pode emular portas COM para testes e comunicação remota.

  • Útil em IoT e sistemas conectados à nuvem
  • Permite o compartilhamento de portas em redes

3. Desenvolvimento de Sistemas Embutidos

A Serial ainda é a interface principal de depuração para:

  • Microcontroladores
  • Dispositivos IoT
  • Desenvolvimento de firmware

4. Configuração do dispositivo de rede

Muitos roteadores e switches empresariais ainda dependem de acesso ao console serial.

Perguntas Frequentes

RS (padrão recomendado) foi desenvolvido pela Electronic Industries Association ainda na década de 60 para facilitar a comunicação entre um modem e terminais de computador.

A maioria dos laboratórios de automação industrial e de levantamento topográfico continua a utilizar a tecnologia de porta serial apesar de suas limitações. A reintrodução do conector DB-9M no computador pessoal Tecra pela Toshiba comprova que esses padrões vieram para ficar por enquanto. Apesar de suas diferenças, tanto os padrões USB quanto RS-232 suportam a maioria dos programas de software nos principais sistemas operacionais.