Pinagem RS-232: DB9 e DB25 Explicados

Portas seriais RS-232 ainda operam terminais de ponto de venda, controladores industriais, switches de rede, instrumentos de laboratório e computadores mais antigos. O conector na parte de trás geralmente é um DE-9 (comumente chamado DB9) ou um DB25, e a pinagem depende de o dispositivo ser ligado como DTE ou DCE. Errar isso faz o link simplesmente não funcionar; conectar RS-232 a um header TTL de baixa tensão pode destruir a placa.

A pinagem do DB9

O conector DE-9 tem nove pinos em duas fileiras. A pinagem padrão de PC (DTE) é:

O pino 5 é o terra de sinal e é sempre necessário. Os pinos 2 e 3 transportam os dados: TXD é a saída do computador, RXD é a entrada para ele. Os pinos restantes são linhas de handshake e controle de modem. Um link mínimo precisa apenas dos pinos 2, 3 e 5, mas muitos dispositivos esperam por DSR ou CTS antes de transmitir.

A pinagem do DB25

O DB25 usa 25 pinos e foi o conector RS-232 original em PCs IBM e muitos modems. A pinagem DTE é:

Os pinos 1 e 9 a 19 são em sua maioria não utilizados ou reservados. A diferença importante em relação ao DB9 é que TXD e RXD ficam nos pinos 2 e 3 em ambos os conectores, mas as linhas de handshake mudam: DTR é o pino 20 no DB25 e o pino 4 no DB9, enquanto DSR é o pino 6 em ambos. Um adaptador DB9 para DB25 deve mapear isso corretamente, e nem todo adaptador barato o faz.

DTE e DCE: qual é qual

DTE significa equipamento terminal de dados: um computador, terminal ou controlador. DCE significa equipamento de comunicação de dados: um modem, ou um dispositivo que se comporta como tal. A pinagem acima é a visão DTE. Em um dispositivo DCE, TXD e RXD trocam de lugar, e os pares de handshake também.

Um cabo direto conecta um DTE a um DCE. Para conectar dois DTEs, como dois computadores, você precisa de um cabo ou adaptador null modem que cruza TXD e RXD, cruza RTS e CTS, e cruza DTR com DSR e DCD. O terra de sinal passa direto. Um trocador de gênero apenas troca as carcaças macho e fêmea; não cruza nada.

Níveis de tensão RS-232

RS-232 é single-ended e usa lógica invertida em tensões mais altas que os circuitos digitais modernos. Uma tensão entre +3 V e +15 V é um lógico 0 (espaço). Uma tensão entre -3 V e -15 V é um lógico 1 (marca). A região entre -3 V e +3 V é indefinida e tratada como ruído.

Esses níveis são o que torna o RS-232 robusto em cabo, mas incompatível com pinos de microcontrolador. Uma porta serial TTL ou CMOS opera a 3,3 V ou 5 V e não é RS-232. Conectar os dois diretamente pode danificar o lado de baixa tensão. É necessário um level shifter ou um adaptador USB para TTL, e adaptadores com saída TTL não são RS-232. Veja Adaptadores USB para serial: drivers, níveis e armadilhas para os chips conversores e problemas de driver que os acompanham.

Até onde o RS-232 alcança

O padrão permite até 15 m (50 ft) a 19.200 baud. Taxas de baud mais baixas alcançam distâncias maiores. O limite é definido pela capacitância do cabo, não pelo driver, então um cabo de baixa capacitância pode estender a distância e um cabo longo enrolado não. Para distâncias além disso, ou para múltiplos pontos em uma linha, RS-422 e RS-485 são as alternativas diferenciais; as diferenças são abordadas em RS-422 vs RS-485.

O que dá errado

TTL em uma porta RS-232. O erro mais caro. Um header de microcontrolador de 3,3 V ou 5 V conectado a uma porta RS-232 real vê tensões muito fora de sua faixa de alimentação. O lado de baixa tensão pode ser danificado. Sempre verifique se uma porta é RS-232 ou TTL antes de conectar.

Tipo de cabo errado. Um cabo direto entre dois DTEs não passará dados. Um cabo null modem entre um DTE e um DCE também não. Se um link não faz nada, o cabo é a primeira coisa a verificar.

Terra ausente. Apenas os pinos 2 e 3 não bastam se os dois dispositivos não tiverem uma referência de terra comum. O pino 5 (DB9) ou pino 7 (DB25) deve estar conectado.

Linhas de handshake ignoradas. Alguns dispositivos acionam DTR ou RTS e esperam por DSR ou CTS antes de enviar. Um cabo de três fios parecerá morto. Jumpers de loopback no conector podem satisfazer o dispositivo, mas devem ser instalados na extremidade correta.

Chips de adaptador falsificados. Adaptadores USB para serial contêm um chip conversor que precisa do driver correto. Chips falsificados podem ser bloqueados pelos drivers do fabricante original, deixando o adaptador inutilizável após uma atualização de driver.

DB9 e DB25 confundidos. Os dois conectores usam números de pinos diferentes para os mesmos sinais. Um adaptador passivo que só muda o formato da carcaça não funcionará a menos que também remapeie os pinos.

Escolhendo e verificando um cabo serial

Combine o conector em cada extremidade, depois combine a fiação. Se ambas as extremidades forem DTE, use um cabo null modem. Se uma extremidade for DCE, use um cabo direto. Se o dispositivo for desconhecido, uma breakout box ou um testador de continuidade mostrará quais pinos estão conectados e quais cruzam.

Para novas instalações, um adaptador USB para serial com o driver correto geralmente é mais simples do que encontrar um PC com porta real. Para equipamentos que devem manter seu conector original, um cabo DB9 ou DB25 corretamente montado ainda é a resposta certa. Etiquete ambas as extremidades e mantenha uma nota da pinagem usada, porque um cabo que funciona em um dispositivo pode ter fiação diferente do próximo.