Pinout RS-232: DB9 e DB25 spiegati

Le porte seriali RS-232 fanno ancora funzionare terminali per punti vendita, controllori industriali, switch di rete, strumenti da laboratorio e computer più vecchi. Il connettore sul retro è di solito un DE-9 (comunemente chiamato DB9) o un DB25, e il pinout dipende dal fatto che il dispositivo sia cablato come DTE o DCE. Sbagliarlo significa che il collegamento semplicemente non funzionerà; collegare RS-232 a un header TTL a bassa tensione può distruggere la scheda.

Il pinout del DB9

Il connettore DE-9 ha nove pin su due file. Il pinout standard del PC (DTE) è:

Il pin 5 è la massa del segnale ed è sempre necessario. I pin 2 e 3 trasportano i dati: TXD è l’uscita dal computer, RXD è l’ingresso. I pin rimanenti sono di handshaking e controllo modem. Un collegamento minimo richiede solo i pin 2, 3 e 5, ma molti dispositivi attendono DSR o CTS prima di trasmettere.

Il pinout del DB25

Il DB25 utilizza 25 pin ed era il connettore RS-232 originale sui PC IBM e su molti modem. Il pinout DTE è:

I pin 1 e dal 9 al 19 sono per lo più inutilizzati o riservati. La differenza importante rispetto al DB9 è che TXD e RXD si trovano sui pin 2 e 3 in entrambi i connettori, ma le linee di handshake si spostano: DTR è il pin 20 sul DB25 e il pin 4 sul DB9, mentre DSR è il pin 6 su entrambi. Un adattatore da DB9 a DB25 deve mappare correttamente questi pin, e non tutti gli adattatori economici lo fanno.

DTE e DCE: quale estremità è quale

DTE significa data terminal equipment: un computer, un terminale o un controllore. DCE significa data communications equipment: un modem, o un dispositivo che si comporta come tale. Il pinout sopra è la vista DTE. Su un dispositivo DCE, TXD e RXD si scambiano, e così le coppie di handshake.

Un cavo straight-through collega un DTE a un DCE. Per collegare due DTE, come due computer, serve un cavo o adattatore null modem che incrocia TXD e RXD, incrocia RTS e CTS e incrocia DTR con DSR e DCD. La massa del segnale passa dritta. Un gender changer scambia solo gli involucri maschio e femmina; non incrocia nulla.

Livelli di tensione RS-232

RS-232 è single-ended e utilizza logica invertita a tensioni più elevate rispetto ai circuiti digitali moderni. Una tensione tra +3 V e +15 V è un livello logico 0 (space). Una tensione tra -3 V e -15 V è un livello logico 1 (mark). La regione tra -3 V e +3 V è indefinita e viene trattata come rumore.

Questi livelli sono ciò che rende RS-232 robusto sul cavo ma incompatibile con i pin dei microcontrollori. Una porta seriale TTL o CMOS funziona a 3,3 V o 5 V e non è RS-232. Collegare le due direttamente può danneggiare il lato a bassa tensione. Serve un level shifter o un adattatore USB-to-TTL, e gli adattatori con uscita TTL non sono RS-232. Vedi Adattatori USB-seriale: driver, livelli e insidie per i chip convertitori e i problemi di driver che comportano.

Quanto arriva lontano RS-232

Lo standard consente fino a 15 m (50 ft) a 19.200 baud. Velocità inferiori arrivano più lontano. Il limite è determinato dalla capacità del cavo, non dal driver, quindi un cavo a bassa capacità può estendere la distanza e un lungo cavo a spirale no. Per tratte superiori, o per più derivazioni su una linea, RS-422 e RS-485 sono le alternative differenziali; le differenze sono trattate in RS-422 vs RS-485.

Cosa va storto

TTL su una porta RS-232. L’errore più costoso. Un header per microcontrollore a 3,3 V o 5 V collegato a una vera porta RS-232 vede tensioni ben al di fuori del suo intervallo di alimentazione. Il lato a bassa tensione può danneggiarsi. Controllare sempre se una porta è RS-232 o TTL prima di collegarla.

Tipo di cavo sbagliato. Un cavo straight-through tra due DTE non farà passare dati. Nemmeno un cavo null modem tra un DTE e un DCE. Se un collegamento non fa nulla, il cavo è la prima cosa da controllare.

Massa mancante. I soli pin 2 e 3 non bastano se i due dispositivi non hanno un riferimento di massa comune. Il pin 5 (DB9) o il pin 7 (DB25) deve essere collegato.

Linee di handshake ignorate. Alcuni dispositivi asseriscono DTR o RTS e attendono DSR o CTS prima di inviare. Un cavo a tre fili sembrerà morto. I ponticelli di loopback sul connettore possono soddisfare il dispositivo, ma devono essere inseriti all’estremità corretta.

Chip adattatori contraffatti. Gli adattatori USB-seriale contengono un chip convertitore che necessita del driver giusto. I chip contraffatti possono essere bloccati dai driver del produttore originale, rendendo l’adattatore inutilizzabile dopo un aggiornamento del driver.

DB9 e DB25 confusi. I due connettori usano numeri di pin diversi per gli stessi segnali. Un adattatore passivo che cambia solo la forma dell’involucro non funzionerà a meno che non rimappi anche i pin.

Scegliere e verificare un cavo seriale

Abbinare il connettore a ciascuna estremità, poi abbinare il cablaggio. Se entrambe le estremità sono DTE, usare un cavo null modem. Se un’estremità è DCE, usare un cavo straight-through. Se il dispositivo è sconosciuto, un breakout box o un tester di continuità mostrerà quali pin sono collegati e quali incrociati.

Per le nuove installazioni, un adattatore USB-seriale con il driver corretto è di solito più semplice che trovare un PC con una porta reale. Per le apparecchiature che devono mantenere il connettore originale, un cavo DB9 o DB25 cablato correttamente è ancora la risposta giusta. Etichettare entrambe le estremità e tenere nota del pinout utilizzato, perché un cavo che funziona su un dispositivo può essere cablato diversamente dal successivo.