FAQ RS232Cとは何ですか？

RS232C

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。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
このように、RS-232C は 非対称な電圧レベル を使用します。この電圧レベルは、ノイズに対する
耐性を高めるために設計されていますが、TTL（Transistor-Transistor Logic）レベルのデバイスと
互換性がないため、レベル変換が必要です。

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。
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。

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。9600bps
は比較的一般的な通信速度です。

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

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

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

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

10.RS232C ケーブル結線図

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