RS-232: złącza DB9 i DB25 – opis wyprowadzeń

Porty szeregowe RS-232 wciąż obsługują terminale punktów sprzedaży, sterowniki przemysłowe, przełączniki sieciowe, instrumenty laboratoryjne i starsze komputery. Złącze z tyłu to zwykle DE-9 (powszechnie nazywane DB9) lub DB25, a przypisanie pinów zależy od tego, czy urządzenie jest okablowane jako DTE czy DCE. Pomyłka w tym miejscu sprawi, że połączenie po prostu nie będzie działać; podłączenie RS-232 do niskonapięciowego złącza TTL może zniszczyć płytkę.

Wyprowadzenia DB9

Złącze DE-9 ma dziewięć pinów w dwóch rzędach. Standardowe wyprowadzenia komputera PC (DTE) to:

Pin 5 to masa sygnałowa i jest zawsze wymagany. Piny 2 i 3 przenoszą dane: TXD to wyjście z komputera, RXD to jego wejście. Pozostałe piny to linie sterowania przepływem i modemem. Minimalne połączenie wymaga tylko pinów 2, 3 i 5, ale wiele urządzeń czeka na DSR lub CTS, zanim rozpocznie transmisję.

Wyprowadzenia DB25

DB25 ma 25 pinów i był oryginalnym złączem RS-232 w komputerach IBM PC oraz wielu modemach. Wyprowadzenia DTE to:

Piny 1 oraz od 9 do 19 są w większości nieużywane lub zarezerwowane. Ważna różnica w stosunku do DB9 polega na tym, że TXD i RXD znajdują się na pinach 2 i 3 w obu złączach, ale linie sterowania przepływem się przesuwają: DTR to pin 20 w DB25 i pin 4 w DB9, podczas gdy DSR to pin 6 w obu. Przejściówka DB9-DB25 musi to poprawnie odwzorować, a nie każda tania przejściówka to robi.

DTE i DCE: który koniec jest który

DTE oznacza sprzęt terminalowy danych: komputer, terminal lub sterownik. DCE oznacza sprzęt transmisji danych: modem lub urządzenie, które zachowuje się jak modem. Powyższe wyprowadzenia przedstawiają widok od strony DTE. W urządzeniu DCE TXD i RXD zamieniają się miejscami, podobnie jak pary linii sterowania przepływem.

Kabel prosty łączy DTE z DCE. Aby połączyć dwa DTE, na przykład dwa komputery, potrzebny jest kabel lub przejściówka null modem, która krzyżuje TXD z RXD, RTS z CTS oraz DTR z DSR i DCD. Masa sygnałowa przechodzi bez zmian. Zmieniacz płci tylko zamienia obudowy męską i żeńską; nie krzyżuje żadnych linii.

Poziomy napięć RS-232

RS-232 jest niesymetryczny i używa odwróconej logiki przy wyższych napięciach niż nowoczesne układy cyfrowe. Napięcie między +3 V a +15 V to logiczne 0 (spacja). Napięcie między -3 V a -15 V to logiczne 1 (mark). Obszar między -3 V a +3 V jest niezdefiniowany i traktowany jako szum.

Te poziomy sprawiają, że RS-232 jest odporny na długich kablach, ale niezgodny z pinami mikrokontrolerów. Port szeregowy TTL lub CMOS pracuje przy 3,3 V lub 5 V i nie jest RS-232. Bezpośrednie połączenie obu może uszkodzić stronę niskonapięciową. Potrzebny jest konwerter poziomów lub adapter USB-TTL, a adaptery z wyjściem TTL nie są RS-232. Więcej o układach konwerterów i problemach ze sterownikami znajdziesz w Adaptery USB-szeregowe: sterowniki, poziomy i pułapki.

Jak daleko sięga RS-232

Standard pozwala na odległość do 15 m (50 ft) przy 19 200 bodach. Niższe prędkości transmisji działają na większych odległościach. Ograniczenie wynika z pojemności kabla, a nie z nadajnika, więc kabel o niskiej pojemności może wydłużyć dystans, a długi zwinięty przewód nie. W przypadku dłuższych odcinków lub wielu odbiorników na jednej linii alternatywą różnicową są RS-422 i RS-485; różnice opisano w RS-422 vs RS-485.

Co idzie nie tak

TTL na porcie RS-232. Najdroższy błąd. Złącze mikrokontrolera 3,3 V lub 5 V podłączone do prawdziwego portu RS-232 widzi napięcia znacznie wykraczające poza swój zakres zasilania. Strona niskonapięciowa może zostać uszkodzona. Zawsze sprawdź, czy port to RS-232 czy TTL, przed podłączeniem.

Zły typ kabla. Kabel prosty między dwoma DTE nie przekazuje danych. Kabel null modem między DTE a DCE też nie. Jeśli połączenie nie działa, kabel to pierwsza rzecz do sprawdzenia.

Brak masy. Same piny 2 i 3 nie wystarczą, jeśli oba urządzenia nie mają wspólnego punktu odniesienia masy. Pin 5 (DB9) lub pin 7 (DB25) musi być podłączony.

Zignorowane linie sterowania przepływem. Niektóre urządzenia ustawiają DTR lub RTS i czekają na DSR lub CTS przed wysłaniem. Kabel trójprzewodowy będzie sprawiał wrażenie martwego. Zworki pętli zwrotnej na złączu mogą zadowolić urządzenie, ale muszą być założone na właściwym końcu.

Podrabiane układy adapterów. Adaptery USB-szeregowe zawierają układ konwertera, który wymaga właściwego sterownika. Podrabiane układy mogą być blokowane przez sterowniki oryginalnego producenta, przez co adapter staje się bezużyteczny po aktualizacji sterownika.

Pomylenie DB9 i DB25. Oba złącza używają różnych numerów pinów dla tych samych sygnałów. Pasywna przejściówka, która zmienia tylko kształt obudowy, nie zadziała, jeśli nie odwzorowuje również pinów.

Wybór i sprawdzanie kabla szeregowego

Dopasuj złącze na każdym końcu, a następnie dopasuj okablowanie. Jeśli oba końce to DTE, użyj kabla null modem. Jeśli jeden koniec to DCE, użyj kabla prostego. Jeśli urządzenie jest nieznane, breakout box lub tester ciągłości pokaże, które piny są połączone, a które skrzyżowane.

W nowych instalacjach adapter USB-szeregowy z właściwym sterownikiem jest zwykle prostszy niż znalezienie komputera z prawdziwym portem. W przypadku sprzętu, który musi zachować oryginalne złącze, poprawnie okablowany kabel DB9 lub DB25 jest nadal właściwym rozwiązaniem. Oznacz oba końce i zanotuj użyte wyprowadzenia, ponieważ kabel działający z jednym urządzeniem może być okablowany inaczej niż następny.