RS-232

В телекоммуникациях RS-232 или рекомендуемый стандарт 232 ^[1] — это стандарт , первоначально введенный в 1960 году ^[2] для последовательной передачи данных. Он формально определяет сигналы, соединяющие DTE ( оконечное оборудование данных ) , такое как компьютерный терминал или ПК , и DCE ( оконечное оборудование цепи данных или оборудование передачи данных ), такое как модем . Стандарт определяет электрические характеристики и синхронизацию сигналов, значение сигналов, а также физический размер и расположение выводов разъемов. Текущая версия стандарта — TIA-232-F Интерфейс между оконечным оборудованием данных и оконечным оборудованием цепи данных, использующим последовательный двоичный обмен данными , выпущенный в 1997 году.

Стандарт RS-232 обычно использовался с последовательными портами и последовательными кабелями . Он по-прежнему широко используется в промышленных коммуникационных устройствах.

Последовательный порт, соответствующий стандарту RS-232, когда-то был стандартной функцией многих типов компьютеров. Персональные компьютеры использовали их для подключения не только к модемам, но и к принтерам , компьютерным мышам , хранилищам данных, источникам бесперебойного питания и другим периферийным устройствам.

По сравнению с более поздними интерфейсами, такими как RS-422 , RS-485 и Ethernet , RS-232 имеет более низкую скорость передачи данных, меньшую максимальную длину кабеля, больший размах напряжения, большие стандартные разъемы, отсутствие возможности многоточечной связи и ограниченную возможность многоточечной связи. В современных персональных компьютерах USB вытеснил RS-232 из большинства его периферийных интерфейсных ролей. Однако благодаря своей простоте и повсеместности в прошлом интерфейсы RS-232 все еще используются, особенно в промышленных станках с ЧПУ, сетевом оборудовании и научных приборах, где вполне достаточно проводного соединения с малой скоростью и коротким радиусом действия «точка-точка». ^[3]

Стандарт Ассоциации электронной промышленности (EIA) RS-232-C ^[4] от 1969 года определяет:

• Характеристики электрических сигналов, такие как логические уровни , скорость передачи данных , синхронизация и скорость нарастания сигналов, уровень выдерживаемого напряжения, поведение при коротком замыкании и максимальная емкость нагрузки .
• Механические характеристики интерфейса, подключаемые разъемы и идентификация контактов.
• Функции каждой цепи в интерфейсном разъеме.
• Стандартные подмножества интерфейсных схем для выбранных телекоммуникационных приложений.

Стандарт не определяет такие элементы, как кодировка символов (например, ASCII , EBCDIC или другие), кадрирование символов (стартовые или стоповые биты и т. д.), порядок передачи битов или протоколы обнаружения ошибок. Формат символов и скорость передачи битов устанавливаются аппаратным обеспечением последовательного порта, обычно UART , который также может содержать схемы для преобразования внутренних логических уровней в уровни сигналов, совместимые с RS-232. Стандарт не определяет скорости передачи битов, за исключением того, что он говорит, что он предназначен для скоростей ниже 20 000 бит в секунду.

RS-232 был впервые представлен в 1960 году ^[2] Ассоциацией электронной промышленности (EIA) в качестве рекомендуемого стандарта . ^{[5] [1]} Первоначальные DTE были электромеханическими телетайпами , а первоначальные DCE были (обычно) модемами. Когда начали использоваться электронные терминалы (интеллектуальные и немые), они часто проектировались так, чтобы быть взаимозаменяемыми с телетайпами, и поэтому поддерживали RS-232.

Поскольку стандарт не предусматривал требований таких устройств, как компьютеры, принтеры, контрольно-измерительные приборы, POS-терминалы и т. д., проектировщики, реализующие совместимый с RS-232 интерфейс на своем оборудовании, часто интерпретировали стандарт своеобразно. В результате возникали общие проблемы: нестандартное назначение контактов цепей на разъемах, неправильные или отсутствующие сигналы управления. Несоблюдение стандартов привело к процветающей индустрии коммутационных коробок , коммутационных коробок, контрольно-измерительного оборудования, книг и других вспомогательных средств для подключения разнородного оборудования. Распространенным отклонением от стандарта было управление сигналами при пониженном напряжении. Поэтому некоторые производители создавали передатчики, которые подавали +5 В и -5 В, и маркировали их как «совместимые с RS-232». ^{[ необходима цитата ]}

Позже персональные компьютеры (и другие устройства) начали использовать стандарт, чтобы иметь возможность подключаться к существующему оборудованию. В течение многих лет порт, совместимый с RS-232, был стандартной функцией для последовательной связи , такой как модемные соединения, на многих компьютерах (при этом компьютер выступал в качестве DTE). Он оставался широко распространенным до конца 1990-х годов. В периферийных устройствах персональных компьютеров он был в значительной степени вытеснен другими стандартами интерфейсов, такими как USB. RS-232 по-прежнему используется для подключения старых конструкций периферийных устройств, промышленного оборудования (например, ПЛК ), консольных портов и специального оборудования.

Стандарт несколько раз переименовывался за свою историю, поскольку организация-спонсор меняла свое название, и был известен как EIA RS-232, EIA 232 и, совсем недавно, как TIA 232. Стандарт продолжал пересматриваться и обновляться Ассоциацией электронной промышленности , а с 1988 года Ассоциацией телекоммуникационной промышленности (TIA). ^[6] Редакция C была выпущена в документе, датированном августом 1969 года. Редакция D была выпущена в 1986 году. Текущая редакция — TIA-232-F Interface Between Data Terminal Equipment and Data Circuit-Terminating Equipment Employing Serial Binary Data Interchange , выпущенная в 1997 году. Изменения после редакции C касались сроков и деталей, направленных на улучшение гармонизации со стандартом CCITT ITU-T/CCITT V.24  [de] , но оборудование, созданное по текущему стандарту, будет взаимодействовать со старыми версиями. ^{[ необходима цитата ]}

Соответствующие стандарты ITU-T включают V.24 (идентификация цепи) и ITU-T/CCITT V.28  [de] (напряжение сигнала и временные характеристики). ^{[ необходима ссылка ]}

В редакции D EIA-232 D-subminiature connector был формально включен как часть стандарта (он упоминался только в приложении RS-232-C). Диапазон напряжений был расширен до ±25 вольт, а предел емкости цепи был прямо указан как 2500 пФ. Ревизия E EIA-232 представила новый, меньший, стандартный D-shell 26-контактный разъем "Alt A" и внесла другие изменения для улучшения совместимости со стандартами CCITT V.24, V.28 и ISO 2110. ^[7]

История изменений спецификации:

• EIA RS-232 (май 1960 г.) «Интерфейс между терминальным оборудованием данных и данными» ^[2]
• EIA RS-232-A (октябрь 1963 г.) ^[2]
• EIA RS-232-B (октябрь 1965 г.) ^[2]
• EIA RS-232-C (август 1969 г.) «Интерфейс между терминальным оборудованием данных и оборудованием передачи данных, использующим последовательный обмен двоичными данными» ^[2]
• ОВОС ОВОС-232-Д (1986)
• TIA TIA/EIA-232-E (1991) «Интерфейс между терминальным оборудованием данных и оборудованием передачи данных, использующим последовательный обмен двоичными данными»
• TIA TIA/EIA-232-F (октябрь 1997 г.)
• ANSI/TIA-232-F-1997 (R2002)
• TIA TIA-232-F (R2012)

Поскольку RS-232 используется не только для первоначальной цели соединения терминала с модемом, были разработаны последующие стандарты для устранения ограничений. Проблемы со стандартом RS-232 включают: ^[8]

• Большие перепады напряжения и необходимость в положительных и отрицательных источниках питания увеличивают энергопотребление интерфейса и усложняют конструкцию источника питания. Требование перепада напряжения также ограничивает верхнюю скорость совместимого интерфейса.
• Односторонняя передача сигналов относительно общей сигнальной земли ограничивает помехоустойчивость и дальность передачи.
• Многоточечное соединение между более чем двумя устройствами не определено. Хотя были разработаны многоточечные «обходные пути», они имеют ограничения по скорости и совместимости.
• Стандарт не рассматривает возможность подключения DTE напрямую к DTE или DCE к DCE. Для достижения этих соединений можно использовать нуль-модемные кабели, но они не определены стандартом, и некоторые такие кабели используют другие соединения, чем другие.
• Определения двух концов связи асимметричны. Это делает назначение роли вновь разработанного устройства проблематичным; проектировщик должен решить, какой интерфейс использовать: DTE-подобный или DCE-подобный, и какие назначения контактов разъема использовать.
• Линии квитирования и управления интерфейса предназначены для настройки и отключения коммутируемой линии связи; в частности, использование линий квитирования для управления потоком данных не реализовано надежно во многих устройствах.
• Не указан метод подачи питания на устройство. Хотя небольшое количество тока можно извлечь из линий DTR и RTS, это подходит только для маломощных устройств, таких как мыши .
• Рекомендуемый стандартом 25-контактный разъем D-sub слишком велик по сравнению с существующей практикой.

В книге PC 97 Hardware Design Guide [ ^9] Microsoft отказалась от поддержки последовательного порта, совместимого с RS-232, оригинального дизайна IBM PC. Сегодня RS-232 в основном заменен в персональных компьютерах на USB для локальной связи. Преимущества по сравнению с RS-232 заключаются в том, что USB быстрее, использует более низкое напряжение и имеет разъемы, которые проще подключать и использовать. Недостатки USB по сравнению с RS-232 заключаются в том, что USB гораздо менее устойчив к электромагнитным помехам (EMI) и что максимальная длина кабеля, определенная стандартами, намного короче (15 метров для RS-232 против 3–5 метров для USB, в зависимости от версии USB и использования активных кабелей). Длина кабеля RS-232 в 2000 метров возможна при использовании соответствующих линейных драйверов. ^{[10] [11]}

В таких областях, как лабораторная автоматизация или геодезия, устройства RS-232 продолжают использоваться. Некоторые типы программируемых логических контроллеров , частотно-регулируемых приводов , сервоприводов и оборудования с числовым программным управлением программируются через RS-232. Производители компьютеров отреагировали на этот спрос, повторно представив разъем DE-9M на своих компьютерах или сделав доступными адаптеры.

Порты RS-232 также обычно используются для связи с headless-системами , такими как серверы , где не установлены монитор или клавиатура, во время загрузки, когда операционная система еще не запущена и, следовательно, сетевое соединение невозможно. Компьютер с последовательным портом RS-232 может взаимодействовать с последовательным портом встроенной системы (например, маршрутизатора ) в качестве альтернативы мониторингу через Ethernet.

В RS-232 пользовательские данные отправляются как временная серия битов . Стандарт поддерживает как синхронную , так и асинхронную передачу. В дополнение к цепям данных стандарт определяет ряд цепей управления, используемых для управления соединением между DTE и DCE. Каждая цепь данных или управления работает только в одном направлении, то есть, сигнализируя от DTE к подключенному DCE или наоборот. Поскольку передаваемые данные и принимаемые данные являются отдельными цепями, интерфейс может работать в полнодуплексном режиме, поддерживая параллельный поток данных в обоих направлениях. Стандарт не определяет кадрирование символов в потоке данных или кодирование символов.

Стандарт RS-232 определяет уровни напряжения, соответствующие уровням логической единицы и логического нуля для линий передачи данных и сигналов управления. Допустимые сигналы находятся либо в диапазоне от +3 до +15 вольт, либо в диапазоне от −3 до −15 вольт относительно контакта «Общая земля» (GND); следовательно, диапазон от −3 до +3 вольт не является допустимым уровнем RS-232. Для линий передачи данных (TxD, RxD и их эквивалентов вторичного канала) логическая единица представлена ​​как отрицательное напряжение, а состояние сигнала называется «метка». Логический ноль сигнализируется положительным напряжением, а состояние сигнала называется «пробел». Управляющие сигналы имеют противоположную полярность: утвержденное или активное состояние — положительное напряжение, а неутвержденное или неактивное состояние — отрицательное напряжение. Примерами линий управления являются запрос на отправку (RTS), готовность к отправке (CTS), готовность терминала данных (DTR) и готовность набора данных (DSR).

Стандарт определяет максимальное напряжение разомкнутой цепи 25 вольт: уровни сигнала ±5 В, ±10 В, ±12 В и ±15 В обычно встречаются в зависимости от напряжений, доступных для схемы драйвера линии . Многие микросхемы драйверов RS-232 имеют встроенную схему подкачки заряда для получения требуемых напряжений из источника питания 3 или 5 вольт. Драйверы и приемники RS-232 должны выдерживать неограниченное количество коротких замыканий на землю или на любой уровень напряжения до ±25 вольт. Скорость нарастания , или как быстро сигнал изменяется между уровнями, также контролируется.

Поскольку уровни напряжения выше, чем логические уровни, обычно используемые интегральными схемами, для преобразования логических уровней требуются специальные промежуточные схемы драйверов. Они также защищают внутренние схемы устройства от коротких замыканий или переходных процессов, которые могут возникнуть в интерфейсе RS-232, и обеспечивают достаточный ток для соответствия требованиям к скорости нарастания для передачи данных.

Поскольку оба конца цепи RS-232 зависят от заземляющего контакта, имеющего нулевое напряжение, при подключении машин и компьютеров, где напряжение между заземляющим контактом на одном конце и заземляющим контактом на другом конце не равно нулю, возникнут проблемы. Это также может привести к образованию опасного контура заземления . Использование общего заземления ограничивает RS-232 приложениями с относительно короткими кабелями. Если два устройства находятся достаточно далеко друг от друга или на отдельных системах питания, локальные заземляющие соединения на обоих концах кабеля будут иметь разные напряжения; эта разница снизит запас по шуму сигналов. Сбалансированные дифференциальные последовательные соединения, такие как RS-422 или RS-485, могут выдерживать большие разницы напряжения заземления из-за дифференциальной сигнализации. ^[12]

Неиспользуемые интерфейсные сигналы, подключенные к земле, будут иметь неопределенное логическое состояние. Если необходимо постоянно устанавливать управляющий сигнал в определенное состояние, его следует подключить к источнику напряжения, который утверждает уровни логической 1 или логического 0, например, с помощью подтягивающего резистора . Некоторые устройства для этой цели обеспечивают тестовые напряжения на своих интерфейсных разъемах.

Устройства RS-232 можно классифицировать как терминальное оборудование данных (DTE) или терминальное оборудование цепи данных (DCE); это определяет на каждом устройстве, какие провода будут отправлять и получать каждый сигнал. Согласно стандарту, штыревые разъемы имеют функции выводов DTE, а гнездовые разъемы имеют функции выводов DCE. Другие устройства могут иметь любую комбинацию определений пола разъема и выводов. Многие терминалы были изготовлены с гнездовыми разъемами, но продавались с кабелем со штыревыми разъемами на каждом конце; терминал с его кабелем удовлетворял рекомендациям стандарта.

Стандарт рекомендует использовать 25-контактный разъем D-subminiature до версии C и делает его обязательным с версии D. Большинство устройств реализуют лишь несколько из двадцати сигналов, указанных в стандарте, поэтому разъемы и кабели с меньшим количеством контактов достаточны для большинства соединений, более компактны и менее дороги. Производители персональных компьютеров заменили разъем DB-25M на меньший разъем DE-9M . Этот разъем с другой распиновкой (см. Распиновка последовательного порта ) широко распространен для персональных компьютеров и связанных с ними устройств.

Наличие 25-контактного разъема D-sub не обязательно указывает на совместимый с RS-232-C интерфейс. Например, на оригинальном IBM PC мужской разъем D-sub был портом RS-232-C DTE (с нестандартным интерфейсом токовой петли на зарезервированных контактах), но женский разъем D-sub на той же модели ПК использовался для параллельного порта принтера "Centronics" . Некоторые персональные компьютеры подают нестандартные напряжения или сигналы на некоторые контакты своих последовательных портов.

Стандарт не определяет максимальную длину кабеля, но вместо этого определяет максимальную емкость, которую должна выдерживать соответствующая схема привода. Широко используемое эмпирическое правило указывает, что кабели длиной более 15 м (50 футов) будут иметь слишком большую емкость, если не используются специальные кабели. Используя кабели с низкой емкостью, связь может поддерживаться на больших расстояниях, примерно до 300 м (1000 футов). ^[13] Для больших расстояний другие стандарты сигналов, такие как RS-422 , лучше подходят для более высоких скоростей.

Поскольку стандартные определения не всегда применяются правильно, часто необходимо сверяться с документацией, тестировать соединения с помощью коммутационной коробки или использовать метод проб и ошибок, чтобы найти кабель, который работает при соединении двух устройств. Для соединения полностью соответствующего стандарту устройства DCE и устройства DTE будет использоваться кабель, который соединяет идентичные номера контактов в каждом разъеме (так называемый «прямой кабель»). Для решения проблемы несоответствия пола между кабелями и разъемами доступны « переключатели пола ». Для соединения устройств с разными типами разъемов требуется кабель, который соединяет соответствующие контакты в соответствии с таблицей ниже. Распространены кабели с 9 контактами на одном конце и 25 на другом. Производители оборудования с разъемами 8P8C обычно поставляют кабель с разъемом DB-25 или DE-9 (или иногда со сменными разъемами, чтобы они могли работать с несколькими устройствами). Кабели низкого качества могут вызывать ложные сигналы из-за перекрестных помех между линиями данных и управления (например, индикатором звонка).

Если данный кабель не позволяет осуществлять подключение к данным, особенно если используется преобразователь пола , может потребоваться нуль-модемный кабель. Преобразователи пола и нуль-модемные кабели не упоминаются в стандарте, поэтому для них нет официально одобренного дизайна.

В следующей таблице перечислены часто используемые сигналы RS-232 (в спецификациях называемые «цепями») и назначение их контактов на рекомендуемых разъемах DB-25 ^[14] (см. Распиновку последовательного порта для других часто используемых разъемов, не определенных стандартом).

Сигналы названы с точки зрения DTE. Заземляющий контакт является общим возвратом для других соединений и устанавливает «нулевое» напряжение, к которому относятся напряжения на других контактах. Разъем DB-25 включает второе «защитное заземление» на контакте 1; оно подключено внутри к заземлению корпуса оборудования и не должно подключаться в кабеле или разъеме к сигнальному заземлению.

Индикатор звонка (RI) — это сигнал, отправляемый от DCE к устройству DTE. Он указывает терминальному устройству, что телефонная линия звонит. Во многих последовательных портах компьютеров аппаратное прерывание генерируется, когда сигнал RI меняет состояние. Поддержка этого аппаратного прерывания означает, что программа или операционная система могут быть проинформированы об изменении состояния контакта RI, без необходимости для программного обеспечения постоянно «опрашивать» состояние контакта. RI не соответствует другому сигналу, который несет аналогичную информацию противоположным образом.

На внешнем модеме статус контакта индикатора звонка часто связан с индикатором "AA" (автоответ), который мигает, если сигнал RI обнаружил звонок. Утвержденный сигнал RI следует за шаблоном звонка, что позволяет программному обеспечению обнаруживать отличительные шаблоны звонков.

Сигнал индикатора звонка используется некоторыми старыми источниками бесперебойного питания (ИБП) для подачи компьютеру сигнала о сбое питания.

Некоторые персональные компьютеры можно настроить на функцию пробуждения по звонку , что позволяет компьютеру, находящемуся в режиме ожидания, ответить на телефонный звонок.

Сигналы Request to Send (RTS) и Clear to Send (CTS) изначально были определены для использования с полудуплексными (одно направление за раз) модемами, такими как Bell 202. Эти модемы отключают свои передатчики, когда они не требуются, и должны передавать преамбулу синхронизации приемнику, когда они снова включены. DTE утверждает RTS, чтобы указать на желание передать DCE, и в ответ DCE утверждает CTS, чтобы предоставить разрешение, как только будет достигнута синхронизация с DCE на дальнем конце. Такие модемы больше не используются. Нет соответствующего сигнала, который DTE мог бы использовать для временной остановки входящих данных от DCE. Таким образом, использование RS-232 сигналов RTS и CTS, согласно более старым версиям стандарта, является асимметричным.

Эта схема также используется в современных преобразователях RS-232 в RS-485 . RS-485 — это шина множественного доступа, на которой только одно устройство может передавать данные одновременно, концепция, которая не предусмотрена в RS-232. Устройство RS-232 утверждает RTS, чтобы сообщить преобразователю взять под контроль шину RS-485, чтобы преобразователь, а значит, и устройство RS-232, могли отправлять данные на шину.

Современные коммуникационные среды используют полнодуплексные (оба направления одновременно) модемы. В этой среде у DTE нет причин отменять RTS. Однако из-за возможности изменения качества линии, задержек в обработке данных и т. д. возникает необходимость в симметричном, двунаправленном управлении потоком .

Симметричная альтернатива, обеспечивающая управление потоком в обоих направлениях, была разработана и представлена ​​на рынке в конце 1980-х годов различными производителями оборудования. Она переопределила сигнал RTS, чтобы он означал, что DTE готов принимать данные от DCE. Эта схема была в конечном итоге кодифицирована в версии RS-232-E (фактически TIA-232-E к тому времени) путем определения нового сигнала «RTR (Ready to Receive)», который является схемой 133 CCITT V.24. TIA-232-E и соответствующие международные стандарты были обновлены, чтобы показать, что схема 133, когда она реализована, использует тот же контакт, что и RTS (Request to Send), и что когда используется 133, RTS, как предполагает DCE, всегда подтверждается. ^[15]

В этой схеме, обычно называемой «управление потоком RTS/CTS» или «рукопожатие RTS/CTS» (хотя технически правильным названием было бы «RTR/CTS»), DTE утверждает RTS всякий раз, когда оно готово принимать данные от DCE, а DCE утверждает CTS всякий раз, когда оно готово принимать данные от DTE. В отличие от первоначального использования RTS и CTS с полудуплексными модемами, эти два сигнала работают независимо друг от друга. Это пример аппаратного управления потоком . Однако «аппаратное управление потоком» в описании опций, доступных на устройстве, оснащенном RS-232, не всегда означает рукопожатие RTS/CTS.

Оборудование, использующее этот протокол, должно быть готово к буферизации дополнительных данных, поскольку удаленная система могла начать передачу непосредственно перед тем, как локальная система отменила RTR.

Минимальное "3-проводное" соединение RS-232, состоящее только из передачи данных, приема данных и заземления, обычно используется, когда не требуются все возможности RS-232. Даже двухпроводное соединение (данные и заземление) может использоваться, если поток данных односторонний (например, цифровые почтовые весы, которые периодически отправляют показания веса, или GPS-приемник, который периодически отправляет местоположение, если не требуется настройка через RS-232). Когда требуется только аппаратное управление потоком в дополнение к двусторонним данным, линии RTS и CTS добавляются в 5-проводной версии.

Стандарт EIA-232 определяет соединения для нескольких функций, которые не используются в большинстве реализаций. Для их использования требуются 25-контактные разъемы и кабели.

DTE или DCE могут указать использование «высокой» или «низкой» скорости передачи сигналов. Скорости, а также то, какое устройство будет выбирать скорость, должны быть настроены как в DTE, так и в DCE. Предварительно настроенное устройство выбирает высокую скорость, устанавливая сигнал селектора скорости сигнала данных (DSRS, контакт 23) в положение ВКЛ. Иногда называемый выбором скорости передачи данных (DRS), этот сигнал не следует путать с более часто используемым сигналом готовности набора данных (DSR, контакт 6).

Многие устройства DCE имеют возможность обратной связи , используемую для тестирования. При включении сигналы возвращаются обратно отправителю, а не отправляются получателю. Если поддерживается, DTE может подать сигнал локальному DCE (тому, к которому он подключен) для перехода в режим обратной связи, установив Local Loop (LL, контакт 18) в положение ON, или удаленному DCE (тому, к которому подключен локальный DCE) для перехода в режим обратной связи, установив Remote Loop (RL, контакт 21) в положение ON. Последний тестирует канал связи, а также оба DCE. Когда DCE находится в режиме тестирования, он подает сигнал DTE, установив Test Indicator (TI, контакт 25) в положение ON.

Обычно используемая версия тестирования обратной петли не подразумевает никаких специальных возможностей на обоих концах. Аппаратная петля — это просто провод, соединяющий комплементарные контакты вместе в одном разъеме (см. петля ).

Тестирование по методу обратной связи часто выполняется с помощью специализированного DTE, называемого тестером частоты ошибок по битам (или BERT).

Некоторые синхронные устройства обеспечивают тактовый сигнал для синхронизации передачи данных, особенно на более высоких скоростях передачи данных. DCE обеспечивает два тактовых сигнала. Контакт 15 — это тактовый сигнал передатчика (TCK) или тактовый сигнал отправки (ST); DTE помещает следующий бит на линию передачи данных (контакт 2), когда этот тактовый сигнал переходит из состояния OFF в состояние ON (поэтому он стабилен во время перехода из состояния ON в состояние OFF, когда DCE регистрирует бит). Контакт 17 — это тактовый сигнал приемника (RCK) или тактовый сигнал приема (RT); DTE считывает следующий бит с линии приема данных (контакт 3), когда этот тактовый сигнал переходит из состояния ON в состояние OFF.

В качестве альтернативы DTE может предоставить тактовый сигнал, называемый синхронизацией передатчика (TT, контакт 24) для передаваемых данных. Данные изменяются, когда тактовый сигнал переходит из состояния OFF в состояние ON, и считываются во время перехода из состояния ON в состояние OFF. TT можно использовать для преодоления проблемы задержки распространения в длинном кабеле. ST должен пройти по кабелю неизвестной длины и задержки, тактировать бит из DTE после еще одной неизвестной задержки и возвращать его в DCE через ту же неизвестную задержку кабеля. При отправке данных на высокой скорости бит данных может не поступить вовремя для перехода ST из состояния ON в состояние OFF.

Поскольку соотношение между переданным битом и TT может быть зафиксировано в конструкции DTE, и поскольку оба сигнала проходят по одному и тому же кабелю, использование TT устраняет проблему. TT может быть сгенерирован путем возврата ST обратно с соответствующим изменением фазы для выравнивания его с переданными данными. Возврат ST обратно к TT позволяет DTE использовать DCE в качестве опорной частоты и корректировать тактовую частоту в соответствии с синхронизацией данных.

Синхронная тактовая частота требуется для таких протоколов, как SDLC , HDLC и X.25 .

Вторичный канал данных, идентичный по возможностям первичному каналу, может быть опционально реализован устройствами DTE и DCE. Назначение контактов следующее:

Другие стандарты последовательной сигнализации могут не взаимодействовать с совместимыми со стандартом портами RS-232. Например, использование уровней TTL около +5 В и 0 В помещает уровень метки в неопределенную область стандарта. Такие уровни иногда используются с приемниками GPS и глубинными эхолотами , совместимыми с NMEA 0183. Для преобразования уровней напряжения требуется микросхема, например MAX232 .

Токовая петля 20 мА использует отсутствие тока 20 мА для высокого уровня и наличие тока в петле для низкого уровня; этот метод сигнализации часто используется для дальних и оптически изолированных соединений. Подключение устройства с токовой петлей к совместимому порту RS-232 требует преобразователя уровня. Устройства с токовой петлей могут подавать напряжения, превышающие пределы выдерживаемого напряжения совместимого устройства. Оригинальная карта последовательного порта IBM PC реализовала интерфейс токовой петли 20 мА, который никогда не эмулировался другими поставщиками совместимого с разъемами оборудования.

Другие последовательные интерфейсы, аналогичные RS-232:

• RS-422 – высокоскоростная система, аналогичная RS-232, но с дифференциальной передачей сигналов
• RS-423 – высокоскоростная система, аналогичная RS-422, но с несимметричной передачей сигналов.
• RS-449 — функциональный и механический интерфейс, который использовал сигналы RS-422 и RS-423; не прижился, как RS-232, и был отозван EIA
• RS-485 – потомок RS-422, который может использоваться как шина в многоточечных конфигурациях.
• MIL-STD-188 – система, похожая на RS-232, но с лучшим импедансом и контролем времени нарастания. Одно очень существенное отличие: RS-232 использует положительное напряжение для обозначения 0 и отрицательное напряжение для обозначения 1. MIL-STD-188 использует отрицательное напряжение для 0 и положительное напряжение для 1.
• EIA-530 – высокоскоростная система, использующая электрические свойства RS-422 или RS-423 в конфигурации выводов EIA-232, таким образом объединяющая в себе лучшее из обоих; заменяет RS-449
• EIA/TIA-561 — определяет расположение выводов RS-232 для восьмипозиционных, восьмиконтактных (8P8C) модульных разъемов (которые могут неправильно называться разъемами RJ45)
• EIA/TIA-562 – низковольтная версия EIA/TIA-232
• TIA-574 — стандартизирует расположение выводов 9-контактного миниатюрного разъема D для использования с электрическими сигналами EIA-232, разработанными на IBM PC/AT.
• EIA/TIA-694 – аналогично TIA/EIA-232-F, но с поддержкой более высоких скоростей передачи данных до 512 кбит/с

Международный союз электросвязи публикует стандарт ITR-R V.24 (ранее стандарт CCITT V.24), «Список определений для цепей обмена между оконечным оборудованием данных (DTE) и оконечным оборудованием каналов передачи данных (DCE)», определения цепей которого совместимы с определениями в EIA RS 232. V.24 не определяет уровни сигналов или синхронизацию. Электрические параметры сигналов указаны в ITU-RV.28.

При разработке или устранении неполадок в системах с использованием RS-232 может быть важно тщательно изучить аппаратные сигналы для поиска проблем. Это можно сделать с помощью простых устройств со светодиодами, которые показывают логические уровни данных и управляющих сигналов. Кабели "Y" могут использоваться для использования другого последовательного порта для мониторинга всего трафика в одном направлении. Анализатор последовательной линии — это устройство, похожее на логический анализатор , но специализированное для уровней напряжения RS-232, разъемов и, где они используются, тактовых сигналов; он собирает, хранит и отображает данные и управляющие сигналы, позволяя разработчикам просматривать их подробно. Некоторые просто отображают сигналы в виде сигналов; более сложные версии включают возможность декодировать символы в ASCII или других распространенных кодах и интерпретировать общие протоколы, используемые через RS-232, такие как SDLC , HDLC , DDCMP и X.25 . Анализаторы последовательной линии доступны как автономные устройства, как программное обеспечение и интерфейсные кабели для универсальных логических анализаторов и осциллографов , а также как программы, которые работают на обычных персональных компьютерах и устройствах.

• Сравнение синхронной и асинхронной сигнализации

• Аксельсон, Ян (2007). Serial Port Complete: COM-порты, USB Virtual COM-порты и порты для встраиваемых систем (2-е изд.). Lakeview Research. ISBN 978-1-931-44806-2.
• Интерфейсные схемы для TIA/EIA-232-F: проектные заметки (PDF) . Изделия со смешанными сигналами (технический отчет). Texas Instruments . Сентябрь 2002 г. SLLA037. Архивировано (PDF) из оригинала 2017-03-05 . Получено 2017-03-05 .
• Основы последовательной связи RS–232 (PDF) . Dallas Semiconductor . 1998-03-09. Примечание по применению 83. Архивировано (PDF) из оригинала 2017-03-05 . Получено 2017-03-05 .
• "Стандарт RS232C". База знаний . National Instruments . Архивировано из оригинала 2017-03-05 . Получено 2017-03-05 .
• Рекомендация МСЭ-Т V.24 — Передача данных по телефонной сети — Список определений для цепей обмена между оконечным оборудованием данных (DTE) и оконечным оборудованием каналов передачи данных (DCE). Международный союз электросвязи (МСЭ-Т). Март 1993 г. Архивировано из оригинала 2015-08-17 . Получено 2017-03-05 .

На Викискладе есть медиафайлы по теме RS-232 и пакет данных RS-232 .

• Последовательное программирование: RS-232 Connections в Wikibooks