RS-232 Pinouts: DB9 en DB25 Uitgelegd

RS-232 seriële poorten draaien nog steeds pinterminals, industriële controllers, netwerkswitches, laboratoriuminstrumenten en oudere computers. De connector aan de achterkant is meestal een DE-9 (vaak DB9 genoemd) of een DB25, en de pinout hangt af van of het apparaat is bedraad als DTE of DCE. Doe dat verkeerd en de verbinding werkt gewoon niet; sluit RS-232 aan op een laagspannings-TTL-header en je kunt het board vernielen.

De DB9 pinout

De DE-9 connector heeft negen pinnen in twee rijen. De standaard PC (DTE) pinout is:

Pin 5 is de signaalaarde en is altijd vereist. Pins 2 en 3 dragen de data: TXD is de uitgang van de computer, RXD is de ingang ervan. De overige pinnen zijn handshaking- en modembesturingslijnen. Een minimale verbinding heeft alleen pins 2, 3 en 5 nodig, maar veel apparaten wachten op DSR of CTS voordat ze zenden.

De DB25 pinout

De DB25 gebruikt 25 pinnen en was de originele RS-232 connector op IBM PC’s en veel modems. De DTE pinout is:

Pins 1 en 9 tot en met 19 zijn meestal ongebruikt of gereserveerd. Het belangrijke verschil met de DB9 is dat TXD en RXD op pins 2 en 3 zitten in beide connectoren, maar de handshake-lijnen verplaatsen: DTR is pin 20 op de DB25 en pin 4 op de DB9, terwijl DSR pin 6 is op beide. Een DB9-naar-DB25 adapter moet deze correct mappen, en niet elke goedkope adapter doet dat.

DTE en DCE: welk uiteinde is welk

DTE betekent data terminal equipment: een computer, terminal of controller. DCE betekent data communications equipment: een modem, of een apparaat dat zich als een modem gedraagt. De pinout hierboven is het DTE-perspectief. Op een DCE-apparaat wisselen TXD en RXD, en ook de handshake-paren.

Een straight-through kabel verbindt een DTE met een DCE. Om twee DTE’s te verbinden, zoals twee computers, heb je een null modem kabel of adapter nodig die TXD en RXD kruist, RTS en CTS kruist, en DTR naar DSR en DCD kruist. Signaalaarde loopt recht door. Een gender changer wisselt alleen mannelijke en vrouwelijke behuizingen; hij kruist niets.

RS-232 spanningsniveaus

RS-232 is single-ended en gebruikt geïnverteerde logica bij hogere spanningen dan moderne digitale circuits. Een spanning tussen +3 V en +15 V is een logische 0 (space). Een spanning tussen -3 V en -15 V is een logische 1 (mark). Het gebied tussen -3 V en +3 V is ongedefinieerd en wordt als ruis behandeld.

Die niveaus maken RS-232 robuust over kabel maar incompatibel met microcontroller-pinnen. Een TTL- of CMOS-seriele poort werkt op 3,3 V of 5 V en is geen RS-232. De twee direct verbinden kan de laagspanningszijde beschadigen. Een level shifter of een USB-naar-TTL adapter is nodig, en adapters met TTL-uitgang zijn geen RS-232. Zie USB naar seriële adapters: drivers, niveaus en valkuilen voor de converterchips en driverproblemen die daarbij horen.

Hoe ver RS-232 reikt

De standaard staat tot 15 m (50 ft) toe bij 19.200 baud. Lagere baudrates reiken verder. De limiet wordt bepaald door de kabelcapaciteit, niet door de driver, dus een kabel met lage capaciteit kan de afstand oprekken en een lang opgerold snoer niet. Voor langere afstanden, of voor meerdere aftakkingen op één lijn, zijn RS-422 en RS-485 de differentiële alternatieven; de verschillen worden behandeld in RS-422 vs RS-485.

Wat er misgaat

TTL op een RS-232 poort. De duurste fout. Een 3,3 V of 5 V microcontroller-header aangesloten op een echte RS-232 poort ziet spanningen ver buiten zijn voedingsbereik. De laagspanningszijde kan beschadigd raken. Controleer altijd of een poort RS-232 of TTL is voordat je verbindt.

Verkeerd kabeltype. Een straight-through kabel tussen twee DTE’s geeft geen data door. Een null modem kabel tussen een DTE en een DCE ook niet. Als een verbinding niets doet, is de kabel het eerste om te controleren.

Ontbrekende aarde. Alleen pins 2 en 3 zijn niet genoeg als de twee apparaten geen gemeenschappelijke aardreferentie hebben. Pin 5 (DB9) of pin 7 (DB25) moet verbonden zijn.

Handshake-lijnen genegeerd. Sommige apparaten zetten DTR of RTS en wachten op DSR of CTS voordat ze zenden. Een driegaads kabel lijkt dan dood. Loopback-jumpers op de connector kunnen het apparaat tevredenstellen, maar ze moeten aan het juiste uiteinde worden geplaatst.

Nagemaakte adapterchips. USB-naar-serieel adapters bevatten een converterchip die de juiste driver nodig heeft. Nagemaakte chips kunnen worden geblokkeerd door de drivers van de originele maker, waardoor de adapter onbruikbaar wordt na een driverupdate.

DB9 en DB25 door elkaar gehaald. De twee connectoren gebruiken verschillende pinnummers voor dezelfde signalen. Een passieve adapter die alleen de vorm van de behuizing verandert, werkt niet tenzij hij ook de pinnen hermapt.

Een seriële kabel kiezen en controleren

Match de connector aan elk uiteinde, en match dan de bedrading. Als beide uiteinden DTE zijn, gebruik een null modem kabel. Als één uiteinde DCE is, gebruik een straight-through kabel. Als het apparaat onbekend is, toont een breakout box of een continuïteitstester welke pinnen verbonden zijn en welke kruisen.

Voor nieuwe installaties is een USB-naar-serieel adapter met de juiste driver meestal eenvoudiger dan een PC met een echte poort vinden. Voor apparatuur die zijn originele connector moet behouden, is een correct bedrade DB9- of DB25-kabel nog steeds het juiste antwoord. Label beide uiteinden, en noteer de gebruikte pinout, want een kabel die op het ene apparaat werkt, kan anders bedraad zijn dan de volgende.