RS-232
EIA-232規格
データ端末機器と通信チャネルの相互接続
データ回線終端装置（DCE）とデータ端末装置（DTE）ネットワーク
状態アクティブ
年が始まった1960 （1960年）
初版1960年5月1日 （1960年5月1日）
最新バージョンTIA-232-F 1997年10月1日 （1997年10月1日）
組織米国電子工業会
シリーズEIA推奨基準
関連規格TIA/EIA-422 ITU-T/CCITT V.24 ITU-T/CCITT V.28
後継TIA/EIA-422
ドメイン通信、コンピューティング、エレクトロニクス
RS-232プロトコル
統治機関米国電子工業会
標準EIA-232
プロトコル情報
ネットワークトポロジポイントツーポイント、単方向ポイントツーポイント
最高速度20 kbit/s
動作モードシリアル
電圧3～15 V pp（各ラインの最大電圧）
マーク(1)負電圧
スペース(0)正電圧
利用可能な信号DTR、DCD、DSR、RI、RTS、RTR、CTS、TxD、RxD、GND、PG
コネクタの種類DB-25コネクタ
RS-232規格で規定されているDB -25コネクタ

電気通信分野において、RS-232または推奨規格232 [ 1 ]は、1960年[ 2 ]に導入されたシリアル通信によるデータ伝送の規格である。コンピュータ端末やPCなどのDTE（データ端末装置）とモデムなどのDCE（データ回線終端装置またはデータ通信装置）を接続する信号を正式に定義する。この規格は、信号の電気的特性とタイミング、信号の意味、コネクタの物理的サイズとピン配置を定義する。この規格の現在のバージョンは、 1997年に発行された TIA-232-F「シリアルバイナリデータ交換を採用したデータ端末装置とデータ回線終端装置間のインタフェース」である。

RS-232規格は、シリアルポートやシリアルケーブルでよく使用され、産業用通信機器で広く利用されています。

RS-232規格に準拠したシリアルポートは、かつて多くの種類のコンピュータの標準機能でした。パーソナルコンピュータでは、モデムだけでなく、プリンタ、マウス、データストレージ、無停電電源装置（UPS）、その他の周辺機器への接続にも使用されていました。

RS-422、RS-485 、イーサネットといっ​​た後発のインターフェースと比較すると、RS-232は伝送速度が低く、最大ケーブル長が短く、電圧振幅が大きく、標準コネクタが大きく、マルチポイント機能がなく、マルチドロップ機能も限られている。現代のパーソナルコンピュータでは、周辺機器インターフェースの役割のほとんどがUSBに取って代わられている。しかしながら、RS-232インターフェースは、そのシンプルさと過去の普遍性から、今でも使用されている。特に、短距離、ポイントツーポイント、低速の有線データ接続で十分な産業用CNCマシン、ネットワーク機器、科学機器などで多く使用されている。[ 3 ]

規格の適用範囲

1969年の米国電子工業会（EIA）規格RS-232-C [ 4 ]では以下のように定義されています。

  • 論理レベル、ボーレート、タイミング、信号のスルーレート、耐電圧レベル、短絡動作、最大負荷容量などの電気信号特性。
  • インターフェースの機械的特性、プラグ可能なコネクタ、およびピンの識別。
  • インターフェースコネクタ内の各回路の機能。
  • 選択された通信アプリケーション用のインターフェース回路の標準サブセット。

この規格では、文字エンコーディング（ASCII、EBCDICなど）、文字のフレーミング（スタートビットやストップビットなど）、ビットの送信順序、エラー検出プロトコルといった要素は定義されていません。文字フォーマットと送信ビットレートは、シリアルポートハードウェア（通常はUART ）によって設定されます。UARTには、内部ロジックレベルをRS-232互換の信号レベルに変換する回路も含まれる場合があります。この規格では、 20,000ビット/秒未満の ビットレートを想定していることを除き、送信ビットレートは定義されていません。

歴史

RS-232は、1960年に米国電子工業会（EIA）によって推奨規格として初めて導入されました。[ 2 ] [ 5 ] [ 1 ]初期のDTEは電気機械式テレタイプライターであり、初期のDCEは（通常は）モデムでした。電子端末（スマート端末とダム端末）が使用されるようになったとき、それらはテレタイプライターと互換性を持つように設計されることが多く、RS-232をサポートしていました。

改訂版AからC

1960 年代を通じて、232 規格は、コンピューターとネットワーク技術の大きな革新に従って、数回にわたって改訂されました。

1963年10月、EIAは最初の改訂版であるEIA RS-232-Aを発行しました。この改訂版では、コネクタの種類や電圧範囲の変更など、段階的な改良が行われました。[ 2 ]

1965年10月、EIAはEIA RS-232-Bを公表した。この改訂版では、ケーブル長の延長と信号タイミングの向上を可能にするために、静電容量の仕様が強化された。また、電圧は25Vppから15Vppに引き下げられた。[ 2 ]

1969年8月、EIAはEIA RS-232-C（シリアルバイナリデータ交換を採用したデータ端末機器とデータ通信機器間のインターフェース）を発行しました。この改訂により、電圧は12V ppに引き下げられ、データ通信機器（DCE）モデムをこの規格で使用できるようになりました。

RS-232 の近代化とリビジョン D

技術が進歩するにつれて、RS-232 規格は時代遅れになり始めました。

1975年、RS-232規格の改訂により、後継規格と目されるEIA RS-422規格が策定されました。しかし、RS-422規格の開発が進む一方で、RS-232規格はコンピューティング用途で広く普及し始めていたため、レガシーシステムへの対応と継続的な使用に対応するために規格が更新されました。

1981 年に、EIA は発行したすべての規格で推奨規格 (RS) の命名法を廃止し、232 規格を EIA-232-C として再発行しました。

1986年、EIAはANSI/EIA-232-Dを発行しました。この改訂版には、DB-25コネクタを規格の一部として組み込む（RS-232-Cの付録でのみ参照されていた）こと、回路容量制限を2.5nFに設定することなど、大きな変更が含まれていました。

電気通信工業会と改訂E

1988年、EIA傘下のいくつかの組織の合併により、電気通信産業協会（TIA）が設立されました。 [ 6 ]

1991年、TIAとEIAは共同でANSI/EIA/TIA-232-E-1991:シリアルバイナリデータ交換を採用したデータ端末機器とデータ通信機器間のインターフェースをリリースし、小型の標準Dシェル26ピン「Alt A」コネクタを追加し、 ITU-T/CCITT V.24（回線識別）、ITU-T/CCITT V.28（信号電圧とタイミング特性）、ISO 2110との互換性を向上させるための変更を行いました。 [ 7 ]

EIAの名称変更と改訂F

1997年、米国電子工業会（TIA）は電子工業連盟（IEA）の下に再編され、電気通信工業会（TIA）がその傘下となりました。同年10月、TIAはTIA ANSI/TIA/EIA-232-F「シリアルバイナリデータ交換を採用したデータ端末装置とデータ回線終端装置間のインターフェース」を発行しました。

2002 年に、EIA は標準規格を TIA に全面的に委任し、TR-30 マルチメディア アクセス、プロトコルおよびインターフェイス委員会によって、TIA ANSI/TIA-232-F (R 2002) に基づいてリビジョン F が再発行されました。

EIA解散後

米国電子工業会（ TIA）の解散後、TIAは2012年にこの規格をTIA TIA-232-F（R 2012）として再承認しましたが、公式の変更や改訂は行われていません。それ以降、この規格に公式な変更は行われていません。

規格の限界

RS-232は端末とモデムを接続するという本来の目的を超えて使用されているため、その制限に対処するために後継規格が開発されました。RS-232規格には以下の問題点があります。[ 8 ]

  • 大きな電圧振幅と正負電源の必要性により、インターフェースの消費電力が増加し、電源設計が複雑になります。また、電圧振幅要件は、互換性のあるインターフェースの上限速度を制限します。
  • 共通信号グランドを参照するシングルエンド信号は、ノイズ耐性と伝送距離を制限します。
  • 2台以上のデバイス間のマルチドロップ接続は定義されていません。マルチドロップの「回避策」は考案されていますが、速度と互換性に制限があります。
  • この規格では、DTE同士、またはDCE同士を直接接続する機能は規定されていません。ヌルモデムケーブルを使用すればこれらの接続を実現できますが、この規格では定義されておらず、ヌルモデムケーブルによっては他のケーブルとは異なる接続方法を使用するものもあります。
  • リンクの両端の定義は非対称です。そのため、新規に開発されたデバイスの役割の割り当てが困難になります。設計者は、DTE型またはDCE型のインターフェースのどちらを使用するか、またどのコネクタピン割り当てを使用するかを決定する必要があります。
  • インターフェイスのハンドシェイクおよび制御ラインは、ダイヤルアップ通信回線のセットアップとティアダウンを目的としています。特に、フロー制御用のハンドシェイク ラインの使用は、多くのデバイスで確実に実装されていません。
  • デバイスへの電力供給方法は規定されていません。DTRおよびRTSラインから少量の電流を取り出すことは可能ですが、これはマウスなどの低電力デバイスにのみ適しています。

この規格は、コンピュータ、プリンタ、試験機器、 POS端末などの機器の要件を予見していなかったため、RS-232互換インターフェースを機器に実装する設計者は、規格を独自に解釈することが多かった。その結果、コネクタ上の回路のピン割り当てが標準的でない、制御信号が不正確または欠落しているといった問題が頻繁に発生した。規格への準拠が不十分だったため、ブレイクアウトボックス、パッチボックス、試験機器、書籍、その他異種機器接続用の補助機器が盛んに製造された。規格からの一般的な逸脱は、信号を低電圧で駆動することであった。そのため、一部のメーカーは+5Vと-5Vを供給する送信機を製造し、「RS-232互換」とラベル付けした。

現代のパーソナルコンピュータにおける役割

9ピンコネクタに1つのRS-232ポートを備えたPCI Express x1カード

書籍『PC 97ハードウェア設計ガイド』[ 9 ] で、マイクロソフトはオリジナルの IBM PC 設計の RS-232 互換シリアルポートのサポートを廃止しました。今日では、パーソナルコンピュータのローカル通信では RS-232 は主にUSBに置き換えられています。RS-232 と比較した USB の利点は、USB の方が高速で、使用する電圧が低く、コネクタの接続と使用が簡単であることです。RS-232 と比較した USB の欠点は、USB が電磁干渉(EMI) の影響を受けやすく、規格で定義されている最大ケーブル長がはるかに短いことです (USB のバージョンとアクティブケーブルの使用により、RS-232 では 15 メートルであるのに対し、USB では 3～5 メートル)。適切なラインドライバを使用すれば、RS-232 ケーブルの長さを 2000 メートルまで延長できます。[ 10 ] [ 11 ]

実験室自動化や測量などの分野では、RS-232デバイスが引き続き使用されています。一部のプログラマブルロジックコントローラ、可変周波数ドライブ、サーボドライブ、コンピュータ数値制御装置は、RS-232経由でプログラム可能です。コンピュータメーカーは、DE-9Mコネクタをコンピュータに 再導入したり、アダプタを提供したりすることで、この需要に応えています。

RS-232ポートは、モニターやキーボードが搭載されていないサーバーなどのヘッドレスシステムとの通信にも広く利用されています。これらのシステムでは、起動時にオペレーティングシステムがまだ起動していないため、ネットワーク接続が不可能な状態です。RS-232シリアルポートを備えたコンピューターは、イーサネット経由の監視の代わりに、 組み込みシステム（ルーターなど）のシリアルポートと通信できます。

パーソナルコンピュータ（およびその他のデバイス）も、既存の機器に接続するためにこの規格を利用していました。長年にわたり、RS-232互換ポートは、多くのコンピュータ（コンピュータがDTEとして動作）において、モデム接続などのシリアル通信の標準機能でした。1990年代後半まで広く使用され続けました。パーソナルコンピュータの周辺機器では、USBなどの他のインターフェース規格に大きく取って代わられました。RS-232は、旧式の周辺機器、産業機器（PLCなど）、コンソールポート、特殊用途機器の接続に現在でも使用されています。

物理インターフェース

RS-232では、ユーザーデータは時系列のビットとして送信されます。この規格では、同期伝送と非同期伝送の両方がサポートされています。データ回路に加えて、この規格ではDTEとDCE間の接続を管理するために使用される複数の制御回路が定義されています。各データ回路または制御回路は、DTEから接続されたDCEへの信号送信、またはその逆の信号送信という一方向のみで動作します。送信データと受信データは別々の回路であるため、インターフェースは全二重方式で動作し、双方向の同時データフローをサポートします。この規格では、データストリーム内の文字フレームや文字エンコーディングは定義されていません。

電圧レベル

ASCII 「K」文字（4Bh = 01001011b）の電圧レベルをオシロスコープで測定した図式的な波形。スタートビット1、データビット8（最下位ビットが先頭）、ストップビット1で構成されています。これは調歩同期通信では一般的な動作ですが、規格では文字形式やビット順序は規定されていません。
オシロスコープでプローブされた受信側（RxD）の端子上のRS-232データライン（スタートビット1、データビット8、ストップビット1、パリティビットなしのASCII 「K」文字（4Bh = 01001011b）の場合）

RS-232規格は、データ伝送ラインと制御信号ラインにおける論理1と論理0に対応する電圧レベルを定義しています。有効な信号は、「共通グラウンド」（GND）ピンを基準として+3～+15ボルトまたは-3～-15ボルトの範囲です。したがって、-3～+3ボルトの範囲は有効なRS-232レベルではありません。データ伝送ライン（TxD、RxD、およびそれらの二次チャネル相当）では、論理1は負電圧で表され、信号状態は「マーク」と呼ばれます。論理0は正電圧で表され、信号状態は「スペース」と呼ばれます。制御信号は逆極性を持ちます。アサートまたはアクティブ状態は正電圧、デアサートまたは非アクティブ状態は負電圧です。制御ラインの例としては、送信要求（RTS）、送信可（CTS）、データ端末レディ（DTR）、データセットレディ（DSR）などがあります。

RS-232 ロジックと電圧レベル
データ回路制御回路電圧
0（スペース）主張した+3～+15V
1（マーク）アサート解除−15～−3V

この規格では、最大開放電圧は25ボルトと規定されています。ラインドライバ回路に供給される電圧に応じて、±5V、±10V、±12V、±15Vといった信号レベルが一般的に見られます。多くのRS-232ドライバチップには、3ボルトまたは5ボルトの電源から必要な電圧を生成するためのチャージポンプ回路が内蔵されています。RS-232ドライバとレシーバは、グランドへの無期限の短絡、または±25ボルトまでの任意の電圧レベルへの短絡に耐える必要があります。スルーレート、つまり信号レベル間の変化速度も制御されます。

電圧レベルは集積回路で一般的に使用されるロジックレベルよりも高いため、ロジックレベルを変換するために特別な介在ドライバ回路が必要です。これらの回路は、RS-232インターフェースで発生する可能性のある短絡や過渡現象からデバイスの内部回路を保護し、データ伝送のスルーレート要件を満たすのに十分な電流を供給します。

RS-232回路の両端はグランドピンが0ボルトであることを前提としているため、一方のグランドピンともう一方のグランドピン間の電圧が0ボルトでない機械やコンピュータを接続すると問題が発生します。また、危険なグランドループが発生する可能性もあります。共通グランドの使用により、RS-232は比較的短いケーブルを使用する用途に限定されます。2つのデバイスが十分に離れている場合や別の電源システムを使用している場合、ケーブルの両端のローカルグランド接続の電圧は異なり、この差によって信号のノイズマージンが減少します。RS -422やRS-485などの平衡差動シリアル接続は、差動信号方式のため、より大きなグランド電圧差を許容できます。[ 12 ]

未使用のインターフェース信号をグランドに終端した場合、その論理状態は未定義となります。制御信号を永続的に定義済みの状態に設定する必要がある場合は、プルアップ抵抗などを用いて、論理1または論理0レベルをアサートする電圧源に接続する必要があります。一部のデバイスでは、この目的のためにインターフェースコネクタにテスト電圧が提供されています。

コネクタ

RS-232デバイスは、データ端末装置（DTE）またはデータ回線終端装置（DCE）に分類されます。これは、各デバイスにおいて、どのワイヤが各信号を送受信するかを定義します。規格によれば、オスコネクタはDTEピン機能を持ち、メスコネクタはDCEピン機能を持ちます。その他のデバイスでは、コネクタの性別とピン定義の組み合わせが任意です。多くの端末はメスコネクタ付きで製造されていましたが、両端にオスコネクタが付いたケーブルが付属して販売されていました。ケーブル付きの端末は、規格の推奨事項を満たしていました。

この規格では、リビジョンCまではDサブミニチュア25ピンコネクタを推奨し、リビジョンD以降は必須となっています。ほとんどのデバイスは、この規格で規定されている20種類の信号のうち数種類しか実装していないため、ピン数の少ないコネクタやケーブルでほとんどの接続に対応でき、よりコンパクトで安価です。パーソナルコンピュータメーカーは、DB-25Mコネクタをより小型のDE-9Mコネクタに置き換えました。このコネクタはピン配置が異なり（シリアルポートのピン配置を参照）、パーソナルコンピュータや関連デバイスで広く使用されています。

25ピンD-subコネクタが搭載されているからといって、必ずしもRS-232-C準拠のインターフェースであるとは限りません。例えば、初代IBM PCでは、オスのD-subコネクタはRS-232-C DTEポート（予約ピンに非標準のカレントループインターフェースを搭載）として機能していましたが、同じPCモデルのメスのD-subコネクタはパラレル「セントロニクス」プリンターポートとして機能していました。一部のパーソナルコンピュータでは、シリアルポートの一部のピンに非標準の電圧や信号が出力されます。

ケーブル

この規格はケーブルの最大長を規定しておらず、準拠した駆動回路が許容しなければならない最大静電容量を規定しています。広く用いられている経験則によれば、15m（50フィート）を超える長さのケーブルは、特殊なケーブルを使用しない限り、静電容量が大きすぎるとされています。低静電容量ケーブルを使用することで、最大約300m（1,000フィート）までの長距離通信が可能になります。[ 13 ]より長距離の場合は、RS-422などの他の信号規格の方が高速通信に適しています。

規格の定義は必ずしも正しく適用されているとは限らないため、2つのデバイスを相互接続する際には、ドキュメントを参照したり、ブレイクアウトボックスで接続をテストしたり、試行錯誤したりして、適切なケーブルを見つける必要があることがよくあります。規格に完全に準拠したDCEデバイスとDTEデバイスを接続するには、各コネクタのピン番号が同一であるケーブル（いわゆる「ストレートケーブル」）を使用します。ケーブルとコネクタ間のピン番号の不一致を解決するために、「ジェンダーチェンジャー」が利用可能です。異なるタイプのコネクタを持つデバイスを接続するには、以下の表に従って対応するピンを接続するケーブルが必要です。片側が9ピン、もう片側が25ピンのケーブルが一般的です。8P8Cコネクタを備えた機器のメーカーは、通常、DB-25コネクタまたはDE-9コネクタ（複数のデバイスで動作するように交換可能なコネクタの場合もあります）を備えたケーブルを提供しています。低品質のケーブルは、データ線と制御線（リングインジケータなど） 間のクロストークによって誤った信号を引き起こす可能性があります。

特定のケーブルでデータ接続ができない場合、特にジェンダーチェンジャーを使用している場合は、ヌルモデムケーブルが必要になることがあります。ジェンダーチェンジャーとヌルモデムケーブルは規格に記載されていないため、公式に承認された設計はありません。

データと制御信号

1980年代のコンピュータでよく見られる25ピンシリアルポート（Dサブミニチュア、DB-25）のオスのピン配置

次の表は、一般的に使用されるRS-232信号（仕様では「回路」と呼ばれる）と、推奨されるDB-25コネクタ[ 14 ]におけるピン割り当てを示しています（標準で定義されていない他の一般的なコネクタについては、シリアルポートのピン配置を参照してください）。

回路方向DB-25ピン
名前典型的な目的略語DTEDCE
データ端末対応DTE は通話を受信、開始、または継続する準備ができています。DTR外で20
データキャリア検出DCE はリモート DCE からキャリアを受信して​​います。DCDで外8
データセット準備完了DCE はデータの受信と送信の準備ができています。DSRで外6
リングインジケーターDCE は電話回線上で着信リング信号を検出しました。RIで外22
送信リクエストDTE は DCE にデータ送信の準備を要求します。RTS外で4
受信準備完了DTEはDCEからのデータを受信する準備ができています。使用中の場合、RTSは常にアサートされているものとみなされます。RTR外で4
送信完了DCE は DTE からのデータを受け入れる準備ができています。CTSで外5
送信データDTE から DCE にデータを伝送します。翻訳外で2
受信データDCE から DTE にデータを伝送します。処方箋医薬品で外3
共通点上記のすべてにおいてゼロ電圧基準です。GND一般7
保護地シャーシのアースに接続されます。PG一般1

信号名はDTEの観点から命名されています。グランドピンは他の接続の共通リターンであり、他のピンの電圧の基準となる「ゼロ」電圧を確立します。DB-25コネクタには、ピン1に2つ目の「保護グランド」があります。これは機器のフレームグランドに内部接続されており、ケーブルやコネクタ内で信号グランドに接続しないでください。

リングインジケーター

USRobotics Courier外部モデムには、接続された電話回線が鳴っているときにリングインジケータ信号を使用してホストコンピュータに通知するDB-25コネクタがありました。

リングインジケータ（RI）は、DCEからDTEデバイスに送信される信号です。電話回線が鳴っていることを端末デバイスに通知します。多くのコンピュータのシリアルポートでは、 RI信号の状態が変化するとハードウェア割り込みが生成されます。このハードウェア割り込みをサポートすることで、プログラムやオペレーティングシステムはRIピンの状態変化を認識でき、ソフトウェアがピンの状態を常に「ポーリング」する必要がなくなります。RIは、同様の情報を逆方向に伝達する別の信号とは対応していません。

外付けモデムでは、リングインジケータピンの状態は「AA」（自動応答）ランプと連動していることが多く、RI信号が呼び出し音を検出すると点滅します。アサートされたRI信号は呼び出し音のパターンに厳密に追従するため、ソフトウェアは明確な呼び出し音パターンを検出できます。

リング インジケーター信号は、一部の古い無停電電源装置(UPS) で、コンピューターに電源障害状態を知らせるために使用されます。

特定のパーソナル コンピュータは、ウェイク オン リング用に構成することができ、これにより、サスペンド状態のコンピュータが電話の呼び出しに応答できるようになります。

RTS、CTS、RTR

送信要求 (RTS) 信号と送信可 (CTS) 信号は、もともとBell 202などの半二重 (一度に一方向) モデムで使用するために定義されました。これらのモデムは、必要がないときには送信機を無効にし、再度有効にするときに受信機に同期プリアンブルを送信する必要があります。DTE は、DCE への送信の希望を示すために RTS をアサートし、それに応じて DCE は、遠端の DCE との同期が達成されると、許可を与えるために CTS をアサートします。このようなモデムは現在では一般的に使用されていません。DTE が DCE からの着信データを一時的に停止するために使用できる、対応する信号はありません。したがって、旧バージョンの規格による RS-232 の RTS 信号と CTS 信号の使用は非対称です。

この方式は、今日のRS-232からRS-485へのコンバータにも採用されています。RS-485は多重アクセスバスであり、一度に1つのデバイスのみが送信できます。この概念はRS-232には存在しません。RS-232デバイスはRTSをアサートしてコンバータにRS-485バスの制御権を委譲し、コンバータ、ひいてはRS-232デバイスがバス上にデータを送信できるようにします。

現代の通信環境では、全二重（双方向同時）モデムが使用されています。このような環境では、DTEがRTSをデアサートする必要はありません。しかし、回線品質の変化やデータ処理の遅延などが発生する可能性があるため、対称的な双方向フロー制御が必要になります。

1980年代後半、双方向のフロー制御を提供する対称的な代替方式が、様々な機器メーカーによって開発・販売されました。この方式では、RTS信号が、DTEがDCEからのデータ受信準備完了を示す信号として再定義されました。この方式は最終的にRS-232-Eバージョン（当時はTIA-232-E）に規定され、CCITT V.24回路133である「RTR（受信準備完了）」という新しい信号が定義されました。TIA-232-Eおよび対応する国際規格は、回路133が実装された場合、RTS（送信要求）と同じピンを共有すること、そして回路133が使用されている場合、DCEはRTSが常にアサートされていると想定することを規定しました。[ 15 ]

一般的に「RTS/CTSフロー制御」または「RTS/CTSハンドシェイク」（技術的には「RTR/CTS」）と呼ばれるこの方式では、DTEはDCEからのデータ受信準備ができるとRTSをアサートし、DCEはDTEからのデータ受信準備ができるとCTSをアサートします。半二重モデムにおけるRTSとCTSの本来の使用法とは異なり、これら2つの信号は互いに独立して動作します。これはハードウェアフロー制御の一例です。ただし、RS-232搭載デバイスで利用可能なオプションの説明における「ハードウェアフロー制御」は、必ずしもRTS/CTSハンドシェイクを意味するわけではありません。

このプロトコルを使用する機器は、ローカル システムが RTR をデアサートする直前にリモート システムが送信を開始している可能性があるため、余分なデータをバッファリングできるように準備する必要があります。

3線式および5線式RS-232

送信データ、受信データ、およびグランドのみで構成される最小限の「3線式」RS-232接続は、RS-232の完全な機能を必要としない場合によく使用されます。データフローが片方向であれば、2線式接続（データとグランド）でも使用できます（例えば、RS-232経由の設定が不要な場合、定期的に重量値を送信するデジタル郵便秤や、定期的に位置情報を送信するGPS受信機など）。双方向データに加えてハードウェアフロー制御のみが必要な場合は、5線式バージョンにRTS線とCTS線が追加されます。

あまり使用されない機能

EIA-232規格では、ほとんどの実装では使用されないいくつかの機能の接続が規定されています。これらの機能を使用するには、25ピンのコネクタとケーブルが必要です。

信号レートの選択

DTEまたはDCEは、「高」または「低」の信号速度を指定できます。速度と、その速度を選択するデバイスは、DTEとDCEの両方で設定する必要があります。事前に設定されたデバイスは、データ信号速度セレクタ（DSRS、ピン23）信号をONに設定することで、高速度を選択します。この信号はデータ速度選択（DRS）と​​呼ばれることもありますが、より一般的に使用されるデータセットレディ（DSR、ピン6）と混同しないように注意してください。

ループバックテスト

多くのDCEデバイスには、テストに使用されるループバック機能が搭載されています。この機能を有効にすると、信号は受信側ではなく送信側にエコーバックされます。DTEは、ローカルループ（LL、ピン18）をオンに設定することで、ローカルDCE（接続先）にループバックモードに入るよう信号を送ることができます。また、リモートループ（RL、ピン21）をオンに設定することで、リモートDCE（ローカルDCEが接続先）にループバックモードに入るよう信号を送ることができます。後者は、通信リンクと両方のDCEをテストします。DCEがテストモードの場合、テストインジケータ（TI、ピン25）をオンに設定することで、DTEに信号を送ります。

一般的に使用されるループバックテストでは、両端に特別な機能は必要ありません。ハードウェアループバックとは、同じコネクタ内の相補的なピン同士を接続するだけの単純な配線です（ループバックを参照）。

ループバック テストは、多くの場合、ビット エラー レート テスター(または BERT) と呼ばれる特殊な DTE を使用して実行されます。

タイミング信号

一部の同期デバイスは、特に高データレートでデータ転送を同期するためのクロック信号を提供します。DCEは2つのタイミング信号を提供します。ピン15は送信クロック（TCK）、または送信タイミング（ST）です。このクロックがオフからオンに遷移すると、DTEは送信データライン（ピン2）に次のビットを送信します（したがって、DCEがビットを登録するオンからオフへの遷移中はクロックは安定しています）。ピン17は受信クロック（RCK）、または受信タイミング（RT）です。このクロックがオンからオフに遷移すると、DTEは受信データライン（ピン3）から次のビットを読み取ります。

あるいは、DTEは送信データに対して、トランスミッタタイミング（TT、ピン24）と呼ばれるクロック信号を提供することができます。データはクロックがオフからオンに遷移すると変更され、オンからオフへの遷移中に読み取られます。TTは、長いケーブルにおける伝搬遅延の問題を解決するために使用できます。STは、長さと遅延が不明なケーブルを通過し、さらに不明な遅延の後にDTEからビットを出力し、同じケーブル遅延を経てDCEに返送する必要があります。高速でデータを送信している場合、データビットがSTのオンからオフへの遷移に間に合わない可能性があります。

送信ビットとTTの関係はDTE設計で固定でき、両方の信号が同じケーブル長を通過するため、TTを使用することでこの問題は解消されます。TTは、適切な位相変更を加えてSTをループバックし、送信データと整合させることで生成できます。STをTTにループバックすることで、DTEはDCEを周波数基準として使用し、クロックとデータのタイミングを補正できます。

SDLC、HDLC、X.25などのプロトコルには同期クロックが必要です。

セカンダリチャネル

プライマリチャネルと同等の機能を持つセカンダリデータチャネルは、DTEおよびDCEデバイスによってオプションで実装できます。ピン割り当ては次のとおりです。

信号ピン
共通点7（プライマリと同じ）
セカンダリ送信データ（STDまたはS.TxD）14
セカンダリ受信データ（SRD または S.RxD）16
セカンダリ送信要求 (SRTS または S.RTS)19
セカンダリ送信可（SCTS または S.CRS）13
セカンダリキャリア検出（SDCD または S.DCD）12

他のシリアル信号規格は、規格準拠のRS-232ポートと相互運用できない場合があります。例えば、+5V付近と0V付近のTTLレベルを使用すると、マークレベルが規格の未定義領域に入ります。このようなレベルは、 NMEA 0183準拠のGPS受信機や水深計で使用されることがあります。電圧レベルの変換には、 MAX232などのチップが必要です。

20mA電流ループは、 20mAの電流がない状態をハイレベル、ループ内に電流がある状態をローレベルとして利用します。この信号方式は、長距離リンクや光絶縁リンクでよく使用されます。電流ループデバイスをRS-232準拠ポートに接続するには、レベルトランスレータが必要です。電流ループデバイスは、準拠デバイスの耐電圧制限を超える電圧を供給する可能性があります。オリジナルのIBM PCシリアルポートカードは20mA電流ループインターフェースを実装していましたが、プラグ互換機器の他のサプライヤはこれをエミュレートしませんでした。

RS-232 に類似した他のシリアル インターフェイス:

  • RS-422 – RS-232に似た高速システムだが、差動信号方式を採用している
  • RS-423 – RS-422に似た高速システムだが、不平衡信号方式を採用している
  • RS-449 – RS-422とRS-423信号を使用する機能的および機械的なインターフェース。RS-232のように普及することはなく、EIAによって撤回されました。
  • RS-485 – マルチドロップ構成のバスとして使用できるRS-422の後継規格
  • MIL-STD-188 – RS-232に似たシステムですが、インピーダンスと立ち上がり時間の制御が優れています。非常に大きな違いが1つあります。RS-232では0を表すのに正電圧、1を表すのに負電圧を使用します。MIL-STD-188では0を表すのに負電圧、1を表すのに正電圧を使用します。
  • EIA-530 – EIA-232のピン配置構成でRS-422またはRS-423の電気的特性を使用する高速システムであり、両方の長所を組み合わせたもの。RS-449に取って代わる。
  • EIA/TIA-561 – 8 ポジション、8 コンタクト (8P8C) モジュラー コネクタ(RJ45 コネクタと不適切に呼ばれる場合があります)の RS-232 ピン配置を定義します。
  • EIA/TIA-562 – EIA/TIA-232の低電圧バージョン
  • TIA-574 – IBM PC/AT で開発された EIA-232 電気信号方式で使用するための 9 ピン D サブミニチュアコネクタのピン配置を標準化します。
  • EIA/TIA-694 – TIA/EIA-232-Fに似ていますが、最大512 kbit/sのより高いデータレートをサポートします。

国際電気通信連合（ITU）は、EIA RS 232の回路定義と互換性のある回路定義を含む、ITR-R V.24（旧CCITT規格V.24）「データ端末装置（DTE）とデータ回線終端装置（DCE）間の交換回路の定義一覧」を策定しました。V.24では信号レベルやタイミングは規定されていません。信号の電気的パラメータはITU-RV.28で規定されています。

開発ツール

RS-232 を使用したシステムの開発やトラブルシューティングでは、ハードウェア信号を詳細に調査することが問題発見に重要になる場合があります。これは、データと制御信号の論理レベルを示す LED を備えたシンプルなデバイスを使用することで実現できます。Y字ケーブルを使用すれば、別のシリアルポートを使用して一方向のすべてのトラフィックを監視できます。シリアルラインアナライザはロジックアナライザに似たデバイスですが、RS-232 の電圧レベル、コネクタ、そして使用される場合はクロック信号に特化したものです。データと制御信号を収集、保存、表示することで、開発者は詳細な情報を得ることができます。信号を波形として表示するだけのものもあれば、ASCIIやその他の一般的なコードの文字をデコードしたり、 SDLC、HDLC、DDCMP、X.25など、RS-232 で使用される一般的なプロトコルを解釈したりする機能を備えた、より高度なバージョンもあります。シリアルラインアナライザは、スタンドアロンユニット、汎用ロジックアナライザやオシロスコープ用のソフトウェアやインターフェースケーブル、そして一般的なパーソナルコンピュータやデバイスで動作するプログラムとして提供されています。

参照

参考文献

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さらに読む

ウィキメディア コモンズには、 RS-232およびRS-232 データ パケットに関連するメディアがあります。
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