FAQ RS232Cとは何ですか？

目次

1. RS232C 概要
2. 詳細情報
   1. RS232Cの電気特性
   2. RS232Cの通信
   3. RS232Cの伝送距離
   4. RS232C信号の変換種類
   5. RS232Cの通信速度
   6. RS232Cのメリットとデメリット
   7. RS232Cの用途
   8. パラメータ設定
   9. ピンの定義
   10. 接続方法
   11. RS232C ケーブル結線図
   12. トラブルシューティング大全

RS232C 概要

詳細情報

1.RS232Cの電気特性

RS232Cインタフェース上の任意の信号ラインの電圧は負論理の関係にあります。つまり論理 “1”は-3〜-15Vです。論理”0″ は +3〜+15Vです（ノイズ耐性と歴史的経緯）。TTLレベルと互換性がないため、TTL回路に接続するためにレベルシフト回路が必要です。RTS、CTS、DSR、DTR、CD制御ラインレベルの定義：
信号有効=+3V~+15V      信号無効=-3V~-15V
オープンサーキット電圧: 25Vを超えないこと。
ショートサーキット耐性: 信号線が短絡してもドライバが損傷しない電流値（通常100mA以下）。
負荷インピーダンス: 3kΩ～7kΩの範囲。これにより最大ケーブル長（標準15m）が決まる背景。
なぜ負電圧？：当時のTTL回路との互換性確保と、グランドノイズに対する耐性向上が主な理由。
このように、RS232C は 非対称な電圧レベル を使用します。これらの電圧レベルは、ノイズ耐性を向上させるために設計されています。

2.RS232Cの通信

RS232Cは、シリアル通信プロトコルを採用した規格で、同期式通信と非同期式通信がサポートさ
れています。シリアル通信では、1ビット幅のデータを1本の回線で伝送し、1バイトのデータを8回
に分けて下位ビットから上位ビットの順に1つずつ伝送します。
フレーム構造: スタートビット(1bit) → データビット(5-8bit) → パリティビット(偶数/奇数/無し) → ストップビット(1, 1.5, 2bit)
スタートビット
1ビット時間続く論理 “0” レベルは、文字の送信の開始を示します。
データビット
データ ビットはスタート ビットに続き、通信における実際の有効な情報です。
通常は、5/7/8ビットです。
パリティチェック
パリティ ビットの 1 ビットは奇数または偶数のパリティに使用されます。 パリティビットは必要
ありません。 奇数パリティの場合は、送信データに合計奇数の論理”1″が含まれることを確認する
必要があり、偶数パリティの場合は、送信データに合計偶数個の論理”1″が含まれることを確認する
必要があります。
例: 送信されたデータ ビットが 01001100 であるとします。奇数パリティの場合、奇数パリティ
ビットは “0 “（奇数個の 1 があることを確認してください）、偶数パリティの場合、偶数パリティ
ビットは “1 “（偶数個の 1 があることを確認してください）。
ストップビット
データの終端を表すビットの長さを設定する。通常は、1/1.5/2ビットから選択します。
ボーレート (Baud Rate): 1秒間の信号変化回数。RS232Cではビットレートと等価。代表的な値 (300, 1200, 2400, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 bps) と選択基準。

RS232C レベルは CPU レベルと一致しないため、RS232C レベルを TTL レベルに変換するレベル変換チップが必要です。

ハードウェアフロー制御(RTS/CTS,DTR/DSR)
データ受信側が制御ラインを有効にすると、データ送信側は受信側にデータを送信できます。
データ受信側に無効な制御ラインがあり、データ送信側はデータの送信を停止します。
ソフトウェアフロー制御(XON/XOFF)
データ受信側はXOFF(0x13)を送信し、データ送信側は受信後データの送信を停止します。
データ受信側はXON(0x11)を送信し、データ送信側はそれを受信して​​からデータの送信を開始します。

同期式通信：
同期式通信とは、取り決められた通信速度で、送信側と受信側のクロック信号の周波数と位相が常
に一致していることを意味し、通信相手がデータを送受信する際のタイミング関係が完全に一致し
ていることを保証します。同期式通信の利点は、送信する情報のビット数がほぼ無制限であり、1回
の通信で送信できるデータ量は数十バイトから数千バイトに及び、通信効率が高いことです。デメ
リットとしては、通信プロセスが複雑なことです。
非同期式通信・調歩同期式通信：
通常、RS232Cは非同期通信を使用します。非同期通信では、キャラクタ形式でスタートビットとス
トップビットを設定することで、送信側と受信側の同期をとります。有効なキャラクタが正式に送
信される前に、送信機は最初にスタートビットを送信し、次に有効なキャラクタ ビットを送信し、
キャラクタの最後にストップ ビットを送信し、スタート ビットからストップ ビットまでがフレー
ムを構成します。

全二重（Full Duplex）と半二重（Half Duplex）
RS232C規格における全二重（Full Duplex）と半二重（Half Duplex）は、データ伝送方向の制御方式
を定義します。
全二重
データはTXD（送信ライン）とRXD（受信ライン）を介して同時に双方向に伝送されます。方向切り
替え制御は不要で、伝送効率が高く、少なくとも3つのライン（TXD+RXD+GND）が必要です。
半二重
データは双方向に伝送できますが、同時に伝送することはできません。通常、データフローの方向を
切り替え、時分割双方向通信を実現するために、ハードウェアフロー制御信号RTS/CTSが必要です。理論的には、単線+グランドラインを使用できます。

3.RS232Cの伝送距離

RS232Cでは最大負荷容量が2500pFと規定されており、伝送距離と伝送速度が制限され
ます。インタフェースは、信号線と信号リターン線を使用して共通接地伝送形式を形成
する。この共通接地伝送はコモンモード干渉を起こしやすいので、ノイズ耐性は弱い。
確実なデータ伝送を実現するRS232Cの最大通信距離は15mです。RS232Cの長距離通
信には信号変換が必要です。

4.RS232C信号の変換種類

RS232CとRS485変換：RS485 長距離ネットワークを実現可能。
RS232CとUSB(VCOM)変換：USBシリアル コンバーター。
RS232CとRS422変換：RS232C機器間を最大1200mまで延長することが出来ます。
RS232CとEthernet変換：RS232Cとイーサネットを双方向通信させることが可能です。
RS232Cと光ファイバーの変換：RS232C機器間を最大120Km延長可能です。
RS232CとBluetooth(HID)変換：RS232CからBluetooth(HID)へのインターフェース変換。
RS232CとUSB(HID)変換：RS232C（シリアル）からUSB(HID)へのインターフェース変換。
RS232CとWiFi変換：RS232C 機器をWi-Fiで無線に接続可能なインターフェイスです。
RS232Cマルチプレクサ：１台のRS232C制御器で複数台の機器をコントロール可能です。

5.RS232Cの通信速度

従来の最速通信速度は20Kbpsでしたが、現在は10Mbpsに高速化されています。1,200～115,200 bps が広くサポートされる「事実上の標準範囲」。230,400 bps以上は規格外ですが、現代のUSBシリアル変換チップで対応可能な場合があります。
選択のポイント:
互換性重視: 9,600 bps が最も安全（旧式機器も対応）。
速度重視: 115,200 bps が現代の主流（マイコン開発や産業機器で普及）。
機器の仕様厳守: 接続先機器のマニュアルで指定された値を優先。

6.RS232Cのメリットとデメリット

[メリット]
接続方法が簡単で、デバイス間の通信が便利
ハードウェアフロー制御（RTS/CTS）をサポート
多くの従来型デバイスで採用されている
ポイントツーポイント通信に最適
[デメリット]
通信速度が遅い、通信距離が短い
ノイズの影響を受けやすく、長距離通信では信号減衰が発生する
全二重通信をサポートしているが、半二重通信が主流
コネクタが大きい（DB9/DB25）ため、最新のデバイスには適していない

7.RS232Cの用途

現代のコンピュータには物理的なRS232Cインターフェースが搭載されていません。コンピュータで
RS232Cインターフェースを使用する場合は、USB/RS232Cコンバータを使用する必要があります。
RS232C は、以下のような場面で使用されます：
コンピュータとモデムの接続: インターネット接続やデータ通信に使用されます。
産業用機器の制御: PLC（プログラマブルロジックコントローラ）やセンサーとの通信に使用されます。
組み込みシステムのデバッグ: マイクロコントローラのデバッグや設定に使用されます。
古い周辺機器の接続: マウス、プリンタ、スキャナなどの接続に使用されていました。

8.パラメータ設定

2 台の RS232C マシンが通信する前に、通信パラメータを設定し、送信側と受信側のパラメータを一致させる必要があります。一致しないと通信ができません。

9.ピンの定義

DTEとDCEの違い: コンピュータ＝DTE、モデム＝DCE。>>>RS232Cの DTEとDCEのピン定義<<<
RS232C では、以下のコネクタが使用されます：
・DSub 9ピン: 一般的に使用される小型コネクタ。
・DSub 25ピン: 古い機器で使用される大型コネクタ。
RS232Cケーブルでは、コネクタによって一般的なネジが予めセットされています。
・D-Sub9ピンコネクタ：インチネジ（#4-40）
・D-Sub25ピンコネクタ：ミリネジ（M2.6）

9ピンーオスDTE配列				9ピンーメスDCE配列
番号	信号名	備考	信号方向	番号	信号名	備考
1	CD	キャリア検出	DTE←DCE	1	CD	キャリア検出
2	RXD	受信データ	DTE←DCE	2	RXD	送信データ
3	TXD	送信データ	DTE→DCE	3	TXD	受信データ
4	DTR	データ端末レディ	DTE→DCE	4	DTR	データセットレディ
5	GND	信号用接地又は共通帰線	-	5	GND	信号用接地又は共通帰線
6	DSR	データセットレディ	DTE←DCE	6	DSR	データ端末レディ
7	RTS	送信要求	DTE→DCE	7	RTS	送信可
8	CTS	送信可	DTE←DCE	8	CTS	送信要求
9	RI	被呼表示	DTE←DCE	9	RI	DCEが「着信呼び出し中」を通知

25ピンーメスDTE配列				25ピンーオスDCE配列
番号	信号名	備考	信号方向	番号	信号名	備考
1	FG	-	-	1	FG	-
2	TXD	送信データ	DTE→DCE	2	TXD	受信データ
3	RXD	受信データ	DTE←DCE	3	RXD	送信データ
4	RTS	送信要求	DTE→DCE	4	RTS	送信可
5	CTS	送信可	DTE←DCE	5	CTS	送信要求
6	DSR	データセットレディ	DTE←DCE	6	DSR	データ端末レディ
7	GND	信号用接地又は共通帰線	-	7	GND	信号用接地又は共通帰線
8	DCD	キャリア検出	DTE←DCE	8	DCD	キャリア検出
15	ST2	同期式(BSC)機器にのみ使用	DTE←DCE	15	ST2	同期式(BSC)機器にのみ使用
17	RXC	同期式(BSC)機器にのみ使用	DTE←DCE	17	RXC	同期式(BSC)機器にのみ使用
20	DTR	データ端末レディ	DTE→DCE	20	DTR	データセットレディ
24	ST1	同期式(BSC)機器にのみ使用	DTE→DCE	24	ST1	同期式(BSC)機器にのみ使用

10.接続方法

接続タイプ
基本3線式: GND, TxD←→RxD のみ。ハンドシェイクなし（ソフト制御必須）。
ハンドシェイク擬似配線 (Loopback方式): RTS-CTS, DTR-DSRを自己接続。アプリがハンドシェイクを要求する場合に有効。
クロス配線式: RTS-CTS, DTR-DSRも相互接続。より完全なハードウェア制御を実現。
RS232Cケーブルは、クロスケーブルとストレートケーブルに分けられます。
DTEデバイスとDCEデバイス：ストレートケーブル
DCEデバイスとDCEデバイス：クロスケーブル
DTEデバイスとDTEデバイス：クロスケーブル

11.RS232C ケーブル結線図

12.トラブルシューティング大全

• 症状： 受信データが文字化けする
  • 原因1： ボーレート不一致 → 両端の設定を厳密に合わせる
  • 原因2： データビット/パリティ/ストップビット設定不一致 → 設定見直し
  • 原因3： ノイズ混入 → ケーブル短縮・シールド強化・ノイズ源を遠ざける
• 症状： データを送ったが相手から応答がない
  • 原因1： ケーブル配線誤り (TxD/RxD逆？) → 配線図と照合
  • 原因2： フロー制御設定ミス → RTS/CTS設定の有無、XON/XOFF設定の確認
  • 原因3： 相手機器の準備未完了 (DSR/DTR, DCD信号不足) → 信号線接続と状態確認
• 症状： 通信が時々切れる・遅延が発生する
  • 原因1： ケーブル長超過/品質不良 → 15m以内の高品質ケーブル使用
  • 原因2： フロー制御未使用でのバッファオーバーラン → ハードorソフト制御を有効化
  • 原因3： USB変換アダプタのドライバ/チップ不良 → ドライバ再インストール、FTDI製など信頼性の高いアダプタに交換
• USB変換アダプタが認識されない
  • 原因1： ドライバ未インストール/不適合 → メーカー公式ドライバをダウンロード再インストール
  • 原因2： ポート競合/不良 → 別のUSBポートで試す、デバイスマネージャーで競合解消
  • 原因3： アダプタ本体故障 → 別のアダプタでテスト

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