一、串口通信接口标准简介
串行数据通信接口标准主要是RS-232、RS-422与RS-最初由电子工业协会组成的485（EIA）制定并发布。
RS-232于1970年发布，命名为EIA-232-E，以保证不同厂家产品之间的兼容性为工业标准。
RS-422由RS-232的发展是为了改进RS-232通信距离短(最大传输距离15)m)、低速率(最大位率为20)Kb/s)提出的缺点。RS-422定义了将传输速率提高到10的平衡通信接口Mbps，传输距离延长至4000英尺≈1200米(速率低于1000米)Kbps)并允许在平衡总线上连接最多10个接收器。RS-422是单机发送和多机接收的单向平衡传输规范，被命名为TIA/EIA-422-A标准。
扩大应用范围，EIA又于1983年在RS-在422的基础上制定RS-485标准增加了多点和双向通信能力，允许多发送机连接到同一总线，增加了发送机的驱动能力和冲突保护特性，扩大了总线共模范围，然后命名为TIA/EIA-485-A标准。因RS-485为半双工，用于多站互连时可节省信号线，便于高速、远距离传输。许多智能仪器设备都配备了RS-联网485总线接口也很方便。由于EIA提出的建议标准是RS”（recommeded standard）推荐标准作为前缀，因此在通信行业，上述标准仍然被用作前缀RS前缀称谓。
RS-232、RS-422与RS-485标准只规定接口的电气特性（电压、阻抗），而不涉及连接器、电缆或协议。在此基础上，用户可以建立自己的高级通信协议。
二、RS-232串行通信接口标准
RS-232-C是美国电子工业协会EIA（Electronic Industry AssociaTIon）串行物理接口标准的制定。RS是英文推荐标准的缩写，232是标识号，C表示修改次数。它的全名是 数据终端设备（DTE）数据通信设备（DCE）串行二进制数据交换接口技术标准。
传统的RS-232-C标准为25芯D型插头座（DB25)包括主通道和副通道两个信号通道。利用RS- 232总线可实现全双工通信，主要采用主通道。在一般应用中，全双工通信可以使用3~9条信号线，如三条信号线（接收线、发送线和信号地点）。
后来简化为9芯D插座（DB9)目前很少使用25芯插头座。
为保证码元畸变小于4%的要求，按照RS-232-C根据标准，驱动器的负载电容应小于 2500pF。25000驱动器允许pF例如，150的电容负载和通信距离将受到此电容器的限制pF/m通信电缆时，最大通信距离为15m(50英尺)；如果每米电缆的电容量减小，通信距离可以增加。传输距离短的另一个原因是RS-232属于单端信号传输，存在共地噪声、共模干扰无法抑制等问题，一般用于20年m内部通信。
RS-232采用不平衡传输，即所谓单端通信。由于发送电平与接收电平的差仅为2V至3V因此其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布式电容，其最大传输距离约为15米，最高速率为20米kb/s。RS-232是为点对点(即只有一对收发设备)通信而设计的，其驱动负载为3~7kΩ。所以RS-232适用于当地设备之间的通信。 目前RS-232是PC串行接口是机器和通信行业应用最广泛的接口。RS-232被定义为在低速串行通信中增加通信距离的单端标准。
收发两端的数据信号相对于信号地，如从DTE使用设备发出的数据DB25连接器是2脚相对于7脚(信号地)的电平。典型的RS-发送数据时，发送端驱动器输出正电平在正负电平之间摆动232信号 5～ 15V，负电平在-5～-15V电平。当无数据传输时，在线是TTL，从开始传输数据到结束，在线电平从TTL电平到RS-232电平再返回TTL电平。接收器典型的工作电平在 3～ 12V与-3～-12V。由于发送电平与接收电平的差仅为2V至3V因此其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布式电容，其最大传输距离约为15米，最高速率为20米Kbps。RS-232是为点对点(即只有一对收发设备)通信而设计的，其驱动负载为3~7kΩ。所以RS-232适用于当地设备之间的通信。
1 电气特性
RS-232C规定了电气特性、逻辑电平和各种信号功能，如下：
在TXD和RXD数据线上：
(1)逻辑1的电平为-3V~-15V
(2)逻辑0的电平是 3~ 15V的电压
在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线：
(1)信号有效(接通，ON状态）为 3~ 15V的电压
（2）信号无效（断开，OFF状态）为-3~-15V的电压
逻辑1的电平为-5V~-15 V，逻辑0的电平为 5 V～ 15 V。选择电气标准的目的是提高抗干扰能力，增加通信距离。RS -232的噪声容量为2V，接收器将能够识别高到 3V作为逻辑0，信号将低至-3 V信号作为逻辑1
上述规定说明RS-232C逻辑状态用正负电压表示。对于数据(信息码)，逻辑1(传号)的电平低于-3V，逻辑0(空号)的电平高于 3V；控制信号，连接状态(ON)即信号有效电平高于3V，断开状态(OFF)即信号无效电平低于-3V。 也就是说，当传输电平的绝对值大于时 3V在-3~之间，可以有效检查电路 3V电压之间没有意义，低于-15V或高于 15V因此，在实际工作中，电压也被认为毫无意义± (3～15) V之间。
2 机械特性
常用的串口接头有两种，一种是9针串口(简称DB-9)一个是25针串口(简称DB-25）。 RS-232C标准接口有25条线，包括4条数据线、11条控制线、3条定时线和7条备用和未定义线。那么，这些信号线是如何分布在9针和25针的管脚上的呢？9针和25针信号线分布如下图所示。 
每个接头分为公头和母头，其中带针的接头为公头，带孔的接头为母头。9针串所示。 可以看出，在9针串接头中，公头和母头的管脚定义顺序不同，需要特别注意。那么，这些管脚有什么作用呢？9针和25针常用的9根管脚的功能说明如下图所示。 RS9针D插头通常用于232标准接口。
| 编号 | 信号方向 | 缩写 | 名称描述 |
|---|---|---|---|
| 1 | 调制解调器 | DCD(又名CD) | 载波检测 |
| 2 | 调制解调器 | RXD | 接收数据 |
| 3 | PC | TXD | 发送数据 |
| 4 | PC | DTR | 数据终端准备 |
| 5 | GND | 信号地线 | |
| 6 | 调制解调器 | DSR | 准备好通信设备 |
| 7 | PC | RTS | 请求发送 |
| 8 | 调制解调器 | CTS | 允许发送（发送清除） |
| 9 | 调制解调器 | RI | 响(振)铃指示器 |
(1)数据载波检测(Data Carrier detection，DCD)——用来表示数据通信设备（DCE）数据终端设备已接通通信链路（DTE）准备接收数据：当地 MODEM通信链路另一端收到(地)的MODEM送来的载波信号时，使RLSD信号有效，通知终端准备接收，并且由MODEM将接收下来的载波信号解调成数字数据后，沿接收数据线RXD送到终端。此线也叫作接收线信号检出( Received Line Signal Detection，RSD)线。
(2)接收数据( Received data，RXD)——通过RXD线终端接收从 MODEM发来的串行数据(DCE→DTE)。 接收信号（RXD），数据终端设备（DTE）通过该信号线接收从数据通信设备（DCE）发来的串行数据。
(3)发送数据( Transmitted data，TXD)——通过TXD终端将串行数据发送到 MODEM(DTE→DCE)。 发送数据（TXD），数据终端设备（DTE）通过该信号线将串行数据发送到数据通信设备（DCE）。
(4)数据终端准备好( Data Terminal Ready，DTR)——有效时(ON)状态，表明数据终端可以使用。 数据终端准备好（DTR），有效状态（ON）表示数据终端设备处于可以使用状态。
(5)地线-GND。 地线（SG、PG），分别表示信号地和保护地信号线。
(6)数据装置准备好( Data Set ready，DSR)——有效状态(ON)，表明通信设备处于可以使用的状态。
(7)请求发送( Request to Send，RTS)——用来表示数据终端设备（DTE）请求数据通信设备（DCE）发送数据，即当终端要发送数据时，使该信号有效(ON状态)，向 MODEM请求发送。它用来控制 MODEM是否要进入发送状态。
(8)清除发送( Clear to Send，CTS)―用来表示DCE准备好接收DTE发来的数据，是对请求发送信号RTS的响应信号。当 MODEM已准备好接收终端传来的数据并向前发送时，使该信号有效，通知终端开始沿发送数据线TXD发送数据。 允许发送（CTS），用来表示数据通信设备（DCE）已经准备好了数据，可以向数据终端设备（DTE）发送数据，是对请求发送信号RTS的响应。
(9)振铃指示( Ringing，R)——当 MODEM收到交换台送来的振铃呼叫信号时，使该信号有效(ON状态)，通知终端，已被呼叫。 振铃指示（RI），当数据通信设备收到交换台送来的振铃呼叫信号时，使该信号有效（ON），通知终端，已被呼叫。
参考： 【1】https://baike.baidu.com/item/RS-232/2022036?fromtitle=rs232&fromid=3555506&fr=aladdin 【2】https://blog.csdn.net/bekars/article/details/1392586 【3】http://m.elecfans.com/article/663969.html