《裝置監控技術詳解》第3章串列埠裝置監控，本章著力介紹串列埠交換機和串列埠聯網方式。本節為大家介紹標準25針串列埠的引腳定義。 作者：李瑞民來源：機械工業出版社

3.3　串列埠線的製作和轉換

串列埠的連線線受很多的限制，最典型的限制就是介面型別和連線線的作用，因為介面型別不同，則介面引腳不一樣；連線線的作用不同，則線序不一樣。要知道串列埠線的製作，首先要知道串列埠引腳的定義，然後根據串列埠連線線的作用決定線的順序。

串列埠通訊標準中，RS-232C、RS-422、RS-485的引腳定義各不相同，因而做線的方式也不相同。串列埠連線線中，延長線只是起到線長度的增加，因而線序只是原來線序的延長，而通訊線，則要確保通訊訊號的正確連線，所以做線的方式也不盡相同。

在串列埠線的製作中，有三個非常重要的原則就是：

如果需要地線，則地線直接連線，其目的就是為了讓雙方有一個參照電平；

如果是延長線，則同名線號相連；

如果是通訊線，則一端的傳送連線另一端的接收。

3.3.1　串列埠引腳定義

串列埠的引腳定義，不僅取決於串列埠是公頭，還是母頭，還取決於從哪個方位來看。因為方位不同，效果也不相同。

從稱呼上，“引腳”，又名“管腳”，或“針”，三者的英文名都是：Pin，本書混用“引腳”和“針”這兩個名稱。當然，這裡針的概念是廣義的針，因為這裡的針既包括柱狀的探頭，也包括可以使柱狀探頭插入的插座式的針孔。

引腳的作用是實現連線，所以引腳的定義十分重要。

3.3.1.1　標準9針串列埠引腳定義

從前面的內容中，知道了串列埠外形，就可以繼續瞭解其每個引腳的定義，這是做線的基礎。無論是RS-232C、RS-422，還是RS-485，串列埠介面的外形、尺寸都是相同的，部件間可以通用互換，但其引腳的定義卻各不相同，因此要了解串列埠做線，首先要知道串列埠各引腳的定義。

觀察一個標準的串列埠，會發現串列埠無論是9針的標準串列埠物理外形（如圖3.4所示），還是25針串列埠物理外形（如圖3.6所示），如果橫著看，都顯示兩排引腳。除了兩排引腳這一特徵之外，還有就是無論是公頭，還是母頭，兩個引腳的外圍呈現一邊大、一邊小的“等腰梯形”的形狀（俗稱“D形”）。9針引腳中，大的一邊有5個引腳，小的一邊有4個引腳。

拆開串列埠介面，會發現在串列埠介面的內側，同樣有9個引腳，其形狀與外側佈局相同，各引腳位置，也都存在一一對應的關係，如圖3.43所示。該引腳是用於焊接連線使用。當將該串列埠裝到機箱上後，由機箱外部看到的線序和從機箱內部看到的線序不一樣，考慮到本章將全面介紹串列埠的連線線的製作，二者的線序關係很重要，因而在做線章節中，專題討論這一問題，詳見第3.3.1.4 節。

本章除非專門說明，否則所有引腳線序都是指串列埠外側的線序，各引腳編號及意義如圖3.40所示。

根據圖3.40的引腳順序號，如果是作為RS-232C介面，則各引腳定義如表3.2所示。

表3.2　 RS-232C引腳意義表

各引腳的電氣特性為：

在TxD和RxD上，邏輯“1”為-3V~-15V； 邏輯“0”為+3V~+15V。

在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上，訊號有效為+3V~+15V；訊號無效為-3V~-15V。

對於資料訊號，邏輯“1”為低於-3V，邏輯“0”為高於+3V；對於控制訊號，接通ON為低於-3V；斷開OFF為高於+3V；-3V~+3V、低於-15V、高於+15V都表示電壓無意義。

作為RS-232C介面，其各引腳由標準文件進行定義，所以也可以稱為“標準引腳定義”。而作為RS-422和RS-485介面，則沒有“標準”引腳定義的說法，因為RS-422和RS-485連通常的標準介面也沒有，具體採用什麼介面，介面中使用哪些引腳，完全取決於裝置設計生產商自己的定義。不過，作為RS-422和RS-485標準本身，定義了按照這兩個標準進行通訊時，所必須提供的訊號線，並且，實際的使用中，絕大多數廠商繼續使用標準的串列埠介面作為其通訊的硬體介面，所以才有前面所說“RS-232C/422/485”採用相同的硬體介面的說法。

RS-422採用的是4線模式，具體裝置的名稱與引腳定義由裝置定義。表3.3是RS-422中各訊號名稱，與表3.2不同的是，此表中“序號”與引腳沒有對應關係，只是表示一個流水號，在實際連線中，需要根據裝置定義決定所在的引腳。

表3.3　RS-422引腳意義表

RS-485的訊號有兩種，一種是4線模式，另一種是2線模式。4線模式中各訊號名稱如表3.4所示。同表3.3一樣，表中“序號”也只表示一個流水號。

表3.4　 RS-485的4線訊號線名稱表

2線模式，其各訊號名稱如表3.5所示。

表3.5　RS-485的2線訊號線名稱表

3.3.1.2 　標準25針串列埠的引腳定義

除了9引腳串列埠之外，還有25引腳模式，該模式存在於較早的裝置中，近幾年的裝置很少採用這種介面，目前已基本被淘汰。

25針的引腳圖如圖3.41所示。

表3.6　計算機上的RS-232C 25針引腳意義表

（續）

3.3.1.3　37針RS-422串列埠的引腳定義

RS-422除了直接使用標準9針介面之外，還有一種37針介面，引腳圖如圖3.42所示。

表3.7　計算機上的RS-422 37針引腳意義表

（續）

3.3.1.4　角度和位置變化所引起的引腳順序變化

宋朝詩人蘇軾的詩《題西林壁》中有句“橫看成嶺側成峰，遠近高低各不同”，所講述的是因參觀者視角不同，導致所看到山的形狀不同，而引發的稱呼不同。在串列埠的引腳排序中也存在這一現象，雖然圖3.40明確定義了由裝置的機箱外部，看到裝置機箱上串列埠的引腳定義，但當使用這一串列埠的角色發生變化時，就會發現，串列埠引腳的定義發生了變化。

如圖3.43中，整個圖中共有8個串列埠，如果按上下分，可以分為兩排，上排四個是串列埠的實物圖，下排四個分別是上排四個實物一一對應的示意圖；如果按左右分，可以分為四列，其中左邊兩列是裝置上的串列埠常用的模式，右邊兩列是連線上串列埠常用的模式，細分的話自左向右四列，可以分別理解為：裝置內部的檢視、裝置外部的檢視、連線外部的檢視、連線內部的檢視。按照上一節的定義，第二列的檢視（即裝置外部的檢視）與上一節中圖3.36所示的引腳示意圖完全一樣，因此該列的右上角應該是引腳1。根據對應關係，可以將圖上所有的串列埠的“引腳1”標示出來，如圖3.43所示。

通過上圖比較，不難發現，引腳1具有相對性，而不能只以圖3.40示意圖中截圖來判斷引腳的序號。後面的連線都會參考這樣的引腳規則。

但必須說明的是，以上只是標準接法，這種接法很大程度上取決於裝置本身採用公頭作為裝置外部的介面，如果裝置採用了母頭作為其裝置外部的暴露介面，則整個串列埠引腳的變化就是圖3.40的左右角色互換，將左邊當作是串列埠連線線，而將右邊當成是裝置。

3.3.1.5　非標準串列埠的引腳定義

除了上述標準介面之外，還有少數的非標介面，並且即使是採用了上述標準介面的裝置，也有很多裝置在設計的時候，沒有按標準的接線方式進行設計。其中有裝置本身特性限制的原因，但更多的是裝置設計者自身的技術保護。

非標的串列埠由於形式更為多樣，且沒有規範進行統一，所以介面的引腳定義更是五花八門，互不相容。如圖3.7、圖3.8和圖3.10就是三種只使用了3線RS-232C標準的串列埠接線方式，另外還有一些裝置採用如圖3.44所示的RS-422接線方式。這種非標準串列埠的通訊最重要的是儲存好介面定義手冊等文件，以備不時之需。

3.3.2　串列埠的轉換與連線線製作

瞭解了串列埠的引腳定義之後，就可以做串列埠線了。根據前面的內容，可知要做一個串列埠線需要考慮的因素有：

裝置的串列埠介面採用的是公頭，還是母頭。通常來說，監控端（一般是計算機端）使用的是公頭的，所連線線的一端是母頭，如果監控中使用了串列埠交換機，則監控端是網口介面，另一端視裝置而定。

所採用的模式，如果是RS-232C模式，則至少使用3根線；如果是RS-422模式，則至少採用4根線；如果採用RS-485模式，則或者使用2根線，或者使用4根線。線可以採用電話線或雙絞線，在採用雙絞線的時候，一般用不完一股中8根線的時候，儘量不要在一根雙絞線中的8根線傳輸2路或2路以上訊號。

不同的模式，傳輸的距離也不同，如果是RS-232C模式，則最長為15米；如果是RS-422或RS-485模式，則最長為1100米。距離遠的儘量採用絕緣層和遮蔽層以增加訊號的強度。如果需要更遠距離的傳輸，則需要線上的中間附加調變解調器（Modem）或其他相關訊號中繼裝置。

以上所有模式都可以採用9引腳串列埠介面，但大多數模式都未用完介面的9個引腳，但不意味著未用的引腳可以隨便再接其他的訊號，或者未用的引腳與使用了的引腳有短路現象，因為有些電路在內部使用了這些引腳。

連線線在佈線的時候，應避免空間上的急轉彎或打結。

如前所述，RS-422/RS-485都沒有定義具體的硬體介面形式，但定義了接線的訊號。而RS-232C則使用標準串列埠作為其硬體的介面形式，並且定義了各引腳的定義，同時定義了接線的訊號意義。因此實際使用中，RS-232C、RS-422、RS-485等序列通訊都使用標準介面作為其通訊介面。這樣做的好處是規格通用，製作方便，不必做過多的區分，也不需要大量備件；缺點是線一旦做好，很難從外形上進行區分，當連線線比較多時，容易混用和錯用。

雖然串列埠本身有9針串列埠（又稱DB9）和25針串列埠（又稱DB25）兩種，但實際使用中，幾乎都是9針的，所以下面將以9針為例進行說明。

原文章地址：《裝置監控技術詳解》串列埠的轉換與連線線製作