COM口,串行通讯端口,RS-232接口 基础知识

 COM口即串行通讯端口。　　COM口的接口标准规范和总线标准规范是RS-232，有时候也叫做RS-232口。
电脑上的com口多为9针，最大速率115200bps。通常用于连接鼠标（串口）及通讯设备（如连接外置式MODEM进行数据通讯）等。但目前主流的主板一般都只带1个串口，甚至不带，慢慢会被USB 取代。

 

以前用于连接老式的COM口鼠标键盘，还有链接路由器，外置调制解调器等。现在很少使用。

什么是串口，串行通讯端口?
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    串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议(不要与通用串行总线Universal Serial Bus或者USB混淆)。大多数计算机包含两个基于RS232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议；很多GPIB兼容的设备也带有RS232口。同时，串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。
    串口通信的概念非常简单，串口按位(bit)发送和接收字节。尽管比按字节(byte)的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。比如IEEE488定义并行通行状态时，规定设备线总常不得超过20米，并且任意两个设备间的长度不得超过2米；而对于串口而言，长度可达1200米。

    典型地，串口用于ASCII码字符的传输。通信使用3根线完成: (1)地线，(2)发送，(3)接收。由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。其他线用于握手，但是不是必须的。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于两个进行通行的端口，这些参数必须匹配:
    (a) 波特率: 这是一个衡量通信速度的参数。它表示每秒钟传送的bit的个数。例如300波特表示每秒钟发送300个bit。当我们提到时钟周期时，我们就是指波特率例如如果协议需要4800波特率，那么时钟是4800Hz。这意味着串口通信在数据线上的采样率为4800Hz。通常电话线的波特率为14400，28800和36600。波特率可以远远大于这些值，但是波特率和距离成反比。高波特率常常用于放置的很近的仪器间的通信，典型的例子就是GPIB设备的通信。
    (b) 数据位: 这是衡量通信中实际数据位的参数。当计算机发送一个信息包，实际的数据不会是8位的，标准的值是5、7和8位。如何设置取决于你想传送的信息。比如，标准的ASCII码是0～127(7位)。扩展的ASCII码是0～255(8位)。如果数据使用简单的文本(标准 ASCII码)，那么每个数据包使用7位数据。每个包是指一个字节，包括开始/停止位，数据位和奇偶校验位。由于实际数据位取决于通信协议的选取，术语 “包”指任何通信的情况。
    (c) 停止位: 用于表示单个包的最后一位。典型的值为1，1.5和2位。由于数据是在传输线上定时的，并且每一个设备有其自己的时钟，很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。因此停止位不仅仅是表示传输的结束，并且提供计算机校正时钟同步的机会。适用于停止位的位数越多，不同时钟同步的容忍程度越大，但是数据传输率同时也越慢。
    (d) 奇偶校验位: 在串口通信中一种简单的检错方式。有四种检错方式: 偶、奇、高和低。当然没有校验位也是可以的。对于偶和奇校验的情况，串口会设置校验位(数据位后面的一位)，用一个值确保传输的数据有偶个或者奇个逻辑高位。例如，如果数据是011，那么对于偶校验，校验位为0，保证逻辑高的位数是偶数个。如果是奇校验，校验位位1，这样就有3个逻辑高位。高位和低位不真正的检查数据，简单置位逻辑高或者逻辑低校验。这样使得接收设备能够知道一个位的状态，有机会判断是否有噪声干扰了通信或者是否传输和接收数据是否不同步。

什么是RS-232?
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    RS-232(ANSI/EIA-232标准)是IBM-PC及其兼容机上的串行连接标准。可用于许多用途，比如连接鼠标、打印机或者Modem，同时也可以接工业仪器仪表。用于驱动和连线的改进，实际应用中RS-232的传输长度或者速度常常超过标准的值。RS-232只限于PC串口和设备间点对点的通信。RS- 232串口通信最远距离是50英尺。

    -DB-9针连接头
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    \ 1 2 3 4 5 /
    -\ 6 7 8 9 /
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    从计算机连出的线的截面。


RS-232针脚的功能:
数据:
TXD(pin 3): 串口数据输出
RXD(pin 2): 串口数据输入

握手:
RTS(pin 7): 发送数据请求
CTS(pin 8): 清除发送
DSR(pin 6): 数据发送就绪
DCD(pin 1): 数据载波检测
DTR(pin 4): 数据终端就绪

地线:
GND(pin 5): 地线

其他
RI(pin 9): 铃声指示

注:
COM接口就是遵循RS232标准的物理口。
COM口指串口的物理实现，而RS232是一种串口接口标准。

COM接口
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    COM接口是指Component Object Mode接口，是微软定义的标准接口。

    串口叫做串行接口，现在的PC机一般有两个串行口COM 1和COM 2。串行口不同于并行口之处在于它的数据和控制信息是一位接一位地传送出去的。虽然这样速度会慢一些，但传送距离较并行口更长，因此若要进行较长距离的通信时，应使用串行口。通常COM 1使用的是9针D形连接器，也称之为RS-232接口，而COM 2有的使用的是老式的DB25针连接器，也称之为RS-422接口，这种接口目前已经很少使用。

串行通信是一种相对于并行通信的通信方式，这种通信方式传输数据是串行输出的，即只有一个输出针脚，如USB通信，现在的串行硬盘通信和串口通信等，而并行通信可以同时传输多位，如8位并行通信、16位并行通信等，如计算机CPU数据总线，控制总线等等都是同时传送多位（现在大部分是32位，也有了64位），接到总线上的集成芯片等元器件与CPU都是并行通信。

串口通信是串行通信的一种方式，包括RS232标准的通信，RS485标准的通信等等。

RS232是一种接口标准，符合这种标准的接口都是RS232接口，包括9针的和25针的。

COM口是一种符合RS232标准的通信接口，一般计算机上都包括至少一个COM口，可以在设备管理器中找到，老一点的机子可能包含一个COM1口，新一点的机子一般都包含两个COM口，即COM1口和COM2口（都是9针的），因为COM口的使用越来越少，所以COM2口一般没有接到机箱后面，如果使用可能需要从主板上插针引出使用。

另外，主板后面一般由一个25针的LPT1并口用来接打印机，不要与25针的串口混淆。

 

RS232接口针脚定义

25针的接口定义：

Pin 1 Protective Ground

Pin 2 Transmit Data

Pin 3 Received Data

Pin 4 Request To Send

Pin 5 Clear To Send

Pin 6 Data Set Ready

Pin 7 Signal Ground

Pin 8 Received Line Signal Detector

(Data Carrier Detect)

Pin 20 Data Terminal Ready

Pin 22 Ring Indicator

 

9针接口针脚定义

Pin 1 Received Line Signal Detector

(Data Carrier Detect)

Pin 2 Received Data

Pin 3 Transmit Data

Pin 4 Data Terminal Ready

Pin 5 Signal Ground

Pin 6 Data Set Ready

Pin 7 Request To Send

Pin 8 Clear To Send

Pin 9 Ring Indicator

 

RS232接口就是串口，电脑机箱后方的9芯插座，旁边一般有 "|O|O|" 样标识。

一般机箱有两个，新机箱有可能只有一个。笔记本电脑有可能没有。

有很多工业仪器将它作为标准通信端口。通信的内容与格式一般附在仪器的用户说明书中。

计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低，特别是在远程传输时，避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。在串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标准接口，使不同 的设备可以方便地连接起来进行通讯。 RS-232-C接口（又称 EIA RS-232-C）是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标 准。它的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25个脚的 DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。

（1）接口的信号内容实际上RS-232-C的25条引线中有许多是很少使用的，在计算机与终端通讯中一般只使用3-9条引线。RS-232-C最常用的9条引线的信号内容见附表1所示

（2）接口的电气特性 在RS-232-C中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即：逻 辑“1”，-5— -15V；逻辑“0” +5— +15V 。噪声容限为2V。即 要求接收器能识别低至+3V的信号作为逻辑“0”，高到-3V的信号 作为逻辑“1”

(3) 接口的物理结构 RS-232-C接口连接器一般使用型号为DB-25的25芯插头座,通常插头在DCE端,插座在DTE端. 一些设备与PC机连接的RS-232-C接口,因为不使用对方的传送控制信号,只需三条接口线,即“发送数据”、“接收数据”和“信号地”。所以采用DB-9的9芯插头座，传输线采用屏蔽双绞线。

（4）传输电缆长度由RS-232C标准规定在码元畸变小于4%的情况下，传输电缆长度应为50英尺，其实这个4%的码元畸变是很保守的，在实际应用中，约有99%的用户是按码元畸变10-20%的范围工作的，所以实际使用中最大距离会远超过50英尺，美国DEC公司曾规定允许码元畸变为10%而得出附表2 的实验结果。其中1号电缆为屏蔽电缆，型号为DECP.NO.9107723 内有三对双绞线，每对由22# AWG 组成，其外覆以屏蔽网。2号电缆为不带屏蔽的电缆。型号为DECP.NO.9105856-04是22#AWG的四芯电缆。

1.RS-232-C是美国电子工业协会EIA（Electronic Industry Association）制定的一种串行物理接口标准。RS是英文“推荐标准”的缩写，232为标识号，C表示修改次数。RS-232-C总线标准设有25条信号线，包括一个主通道和一个辅助通道，在多数情况下主要使用主通道，对于一般双工通信，仅需几条信号线就可实现，如一条发送线、一条接收线及一条地线。RS-232-C标准规定的数据传输速率为每秒50、75、 100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。RS-232-C标准规定，驱动器允许有2500pF的电容负载，通信距离将受此电容限制，例如，采用150pF/m的通信电缆时，最大通信距离为15m；若每米电缆的电容量减小，通信距离可以增加。传输距离短的另一原因是RS-232属单端信号传送，存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，因此一般用于20m以内的通信。

2.RS-485总线,在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS-485 串行总线标准。RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。 RS-485采用半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。RS-485用于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线。应用RS-485 可以联网构成分布式系统，其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。

以往，PC与智能设备通讯多借助RS232、RS485、以太网等方式，主要取决于设备的接口规范。但RS232、RS485只能代表通讯的物理介质层和链路层，如果要实现数据的双向访问，就必须自己编写通讯应用程序，但这种程序多数都不能符合ISO/OSI的规范，只能实现较单一的功能，适用于单一设备类型，程序不具备通用性。在RS232或RS485设备联成的设备网中，如果设备数量超过2台，就必须使用RS485做通讯介质，RS485网的设备间要想互通信息只有通过“主（Master）”设备中转才能实现，这个主设备通常是PC，而这种设备网中只允许存在一个主设备，其余全部是从（Slave）设备。而现场总线技术是以ISO/OSI模型为基础的，具有完整的软件支持系统，能够解决总线控制、冲突检测、链路维护等问题...