Распиновка разъёма DB9 (DE-9)

Нумерация контактов DE-9

Контакты стоят в два ряда: пять в широком и четыре в узком. Если смотреть на вилку спереди, на штыри, широким рядом вверх, контакт 1 — крайний левый в верхнем ряду, дальше 2–5 вправо, нижний ряд — 6–9 слева направо. Розетка — зеркальное отражение: при взгляде на гнёзда контакт 1 справа вверху. Так нумерацию рисует справочник Black Box. Номера часто отлиты в пластике рядом с контактами — при распайке ориентируйтесь на них.

Название «DB9» неточное: буква в обозначении D-sub — размер корпуса, и девятиконтактный разъём стоит в корпусе E. Почему прижилось DB9, рассказано в статье об RS-232; в магазине и в документации это один и тот же разъём.

Распиновка COM-порта RS-232

Девятиконтактная распиновка RS-232 — та, что в компьютерах IBM PC/AT и совместимых; её описывает стандарт EIA/TIA-574. Сам стандарт платный, назначение контактов ниже — по справочнику Black Box и документу TI SLLA037. Названия цепей даны со стороны DTE — компьютера или терминала.

У порта компьютера, таким образом, три выхода — TxD, DTR, RTS — и пять входов. Отдельного контакта защитной земли, как контакт 1 у DB-25, в DE-9 нет. Для простого обмена хватает трёх контактов — 2, 3 и 5; остальные нужны для аппаратного управления потоком и модемов.

DTE и DCE: кто передаёт по контакту 3

Названия цепей RS-232 даны со стороны DTE. У DCE — модема или устройства, которое ведёт себя как модем, — те же контакты работают наоборот: он принимает данные по контакту 3 и передаёт по контакту 2. По TI SLLA037 у DTE разъём с штырями (вилка), у DCE — с гнёздами (розетка).

Если род разъёма не помогает — производители устройств ставят что угодно, — определите сторону мультиметром. Включите устройство, ничего к нему не подключая, и измерьте напряжение на контактах 2 и 3 относительно 5. Передатчик в покое выдаёт MARK — от −5 до −15 В. Вход приёмника нагружен на землю сопротивлением 3–7 кОм, и напряжения на нём почти нет. Минус на контакте 3 — перед вами DTE, минус на контакте 2 — DCE.

Прямой и нуль-модемный кабель

Прямой кабель соединяет DTE с DCE: контакты один в один, 1–1, 2–2 и так далее до 9. Через такой кабель компьютер подключают к модему или к прибору с распиновкой DCE.

Нуль-модемный кабель соединяет два DTE — например, компьютер и прибор с COM-портом как у компьютера. Передатчик одной стороны должен попасть на приёмник другой.

Таблица — полный нуль-модем из каталога кабелей Perle (правый вариант на рисунке). Внутри каждого разъёма DSR и DCD соединены перемычкой, а цепь RI не используется. У TI в SLLA037 (рис. 7) полный нуль-модем другой: данные и земля те же, DTR одной стороны идёт на DSR другой, а RTS заведён на CTS своего же разъёма и на DCD другой стороны. Обе схемы работают с портами, которые ждут CTS и DSR, но у TI управления потоком через RTS/CTS фактически нет.

Остальные два варианта на рисунке:

• Минимальный (левый) — три провода: 2–3, 3–2 и 5–5. Годится, если ни одна сторона не проверяет сигналы управления — работает без управления потоком или с программным XON/XOFF.
• С перемычками в разъёмах (средний) — те же три провода, а в каждом разъёме RTS замкнут на CTS (7–8), DTR — на DSR и DCD (4–6–1). Порт сам себе выдаёт разрешения, и программа, которая ждёт CTS или DSR, работает по трёхпроводному кабелю. Chipkin отдельно предупреждает не пропускать перемычку на DCD: некоторые устройства и драйверы без этого сигнала не открывают порт. Управления потоком при такой распайке нет.

Переходник с DE-9 на DB-25 и обратно распаивают по номерам цепей, а не контактов: TxD — контакт 3 у DE-9 и 2 у DB-25 и так далее. Таблица соответствия — на странице DB-25.

Распиновка DB9 для CAN по CiA 303-1

Для CAN девятиконтактный D-sub рекомендует CAN in Automation в документе CiA 303-1. Распиновка с COM-портом не совместима.

Что ещё требует CiA 303-1:

• Род разъёма. Устройство несёт вилку, значит кабель — розетку.
• Контакты 3 и 6 внутри устройства соединяют между собой.
• Все контакты насквозь. В устройстве с двумя разъёмами для проходной шины и в Т-образных разветвителях соединяют все девять контактов, включая резервные, — чтобы ни один провод кабеля не оборвался, если резервные контакты когда-нибудь получат назначение.
• CAN_V+ нужен для питания трансивера и оптронов, когда узел гальванически развязан: тогда не нужен отдельный изолированный DC/DC-преобразователь. Рекомендуемое напряжение — от 18 до 30 В, под стандартные источники 24 В.

Шина CAN требует терминаторов 120 Ом на обоих концах линии; где их ставить и как проверить — в статье о CAN.

RS-485 и Profibus на DB9

У RS-485 стандартной распиновки DB9 нет. Стандарт описывает только электрические параметры линии — уровни, нагрузку, синфазное напряжение, — а разъём не задаёт; Black Box прямо пишет, что для RS-422 физический разъём не определён, и RS-485 в этом устроен так же. Поэтому каждый производитель разводит RS-485 на DB9 по-своему, и единственный надёжный источник — руководство к конкретному устройству. Не путайте и названия линий: у разных производителей A и B бывают переставлены, подробнее — в статье об RS-485.

Распиновку DB9 задают протоколы поверх RS-485. Самый известный пример — Profibus DP: назначение контактов определено в IEC 61158, ниже — по документации Beckhoff и SEW-Eurodrive.

Контакты 5 и 6 нужны только для активного терминатора в штекере: Beckhoff предупреждает, что использовать их для другого нельзя — это может вывести устройство из строя. Терминатор Profibus по TI SLLA177 — делитель из трёх резисторов: 390 Ом от VP к одной линии, 150 или 220 Ом между линиями и 390 Ом от другой линии к земле. Такие терминаторы стоят на обоих концах шины и держат на ней разностное напряжение, когда никто не передаёт. Контакты 3 и 8 менять местами нельзя — связи не будет.

Частые ошибки

• Распиновку снимают с розетки как с вилки. Нумерация зеркальная: контакт 1 вилки слева, розетки — справа. Номера отлиты на пластике, сверяйтесь с ними.
• Два DTE соединены прямым кабелем. TxD попадает на TxD, связи нет. Нужен нуль-модем.
• Кабель для CAN включён в COM-порт. Разъём тот же, распиновка другая, а на контакт 9 может приходить питание.
• Распиновка RS-485 взята «из интернета». Для RS-485 её нет; смотрите документацию устройства или протокола.
• Перепутаны A и B у Profibus. B — контакт 3, A — контакт 8, а не наоборот.