RS232 on yksi yleisimmin käytetyistä tekniikoista ulkoisten laitteiden liittämiseksi tietokoneisiin. RS232 on electronic Industry Associationin (YVA) ja Telecommunications Industry Associationin (TIA) kehittämä Sarjaviestintästandardi.
RS232 määritellään signaalien liittäminen välillä DTE ja DCE. Tässä DTE tarkoittaa Datapäätelaitteita ja esimerkki DTE: lle on tietokone., DCE tarkoittaa tiedonsiirto Laitteiden tai Data Circuit Terminating Equipment ja esimerkiksi DCE on modeemi.
RS232 esiteltiin 1960-luvulla ja se tunnettiin alun perin nimellä EIA Recommended Standard 232. RS232 on yksi vanhimmista sarjaliikenteen standardeja, joilla varmistetaan, yksinkertainen liitettävyys ja yhteensopivuus eri valmistajien. Alun perin RS32: n DTEs: t ovat sähkömekaanisia kirjoituskoneita ja DCEs: t modeemeja.
RS232 käyttää serial viestintä, jossa yksi bitti dataa lähetetään yhtä aikaa sekä yhden datalinjan., Tämä on vastakohta rinnakkaiselle viestinnälle, jossa useita databittejä lähetetään kerrallaan käyttäen useita datalinjoja.
etu käyttää serial viestintä yhdensuuntainen viestintä on määrä johtoja tarvitaan, jotta full-duplex-tiedonsiirto on hyvin vähemmän (kaksi johdot ovat riittäviä ilman, ottaen huomioon sähkö-linjat).,
RS232 on tullut de facto-standardi tietokoneen ja instrumentointi laitteita, koska se oli standardoitu vuonna 1962 YVA ja sen seurauksena, se tuli eniten käytetty tiedonsiirtostandardi.
mutta RS232-standardin suurin haittapuoli on tiedonsiirtonopeus ja kaapelin pituus. RS232 tukee suurin baud nopeudella 19200 bps ja suurin pituus kaapeli on 20 metriä.
Outline
Mikä on RS232?,
Virallisesti, RS232-standardi on nimeltään EIA/TIA – 232 ja määritellään rajapinta DTE ja DCE-laitteiden työllistävät serial binary data interchange. RS232: ta pidetään asianmukaisena standardina., Tämä johtuu siitä, RS232 varmistaa, että ei ole ristiriitaa sen välillä, että DTE-ja DCE-laitteisiin, joissa täsmennetään seuraavat:
- Sähkö-Tekniset tiedot
- Mekaaniset Tekniset tiedot
- Toiminnalliset Eritelmät ja
- Menettelyllisiä Tekniset tiedot
Kaikki nämä tiedot antavat meille eri parametrit, kuten yhteinen jännite tasoilla, signaalin tasot, pin-johdotus tekniset tiedot, hallita dataa vastaanottavan laitteen ja sen oheislaitteiden jne. Katsotaanpa eri eritelmät yksityiskohtaisesti.,
Sähköiset Ominaisuudet
sähköiset ominaisuudet RS232 määritellään tekniset tiedot, jotka liittyvät jännite tasot, line impedanssi ja muutosnopeus signaalin tasoa.
jännitetasot
RS232 määriteltiin tavalla ennen TTL-logiikkaa, joten ei ole yllättävää, että RS232 ei käytä TTL-spesifisiä 5V-ja GND-logiikkatasoja.
logiikka ”1”, RS232 on kuvattu olevan jännite valikoima -15V to-3V ja logiikka ’0’ on kuvattu jännitealue on +3V ja +15V eli alhainen jännite on logiikka ’1’ ja korkean tason jännite on looginen ’0’.,
Yleensä, logiikka ”1”, RS232-on -12V ja looginen ’0’ saa olla +12V. Kaikki edellä mainitut jännitteet ovat suhteessa yhteiseen maahan ’GND pin-koodi. Mikä tahansa jännite -3V ja +3V pidetään määrittelemätön logiikka valtion.
historiallisesti logiikkaa ” 1 ”(- 15v- – 3V) kutsutaan merkinnäksi ja logiikkaa ” 0 ” (+3v – +15v) kutsutaan etäisyydeksi.
Surmasi Korko
toinen tärkeä sähköinen ominaisuus on määrä muuttaa signaalin tasoa, eli Surmasi Korko. RS232: n Enimmäiskuormitus on rajoitettu 30V/µs: iin., Myös, suurin bittinopeus 20 Kbps on myös määritelty.
nämä standardin rajoitukset auttavat vähentämään ristikeskustelua viereisten signaalien kanssa.
Linjaimpedanssi
viivan impedanssi eli DTE-ja DCE-laitteiden välisen langan impedanssi on määritelty olevan noin 3Ω-7Ω.
Myös, alkuperäinen RS232-standardi määrittelee maksimi pituus kaapeli 15 metriä mutta uudistetut standardit määrittää maksimipituus kannalta kapasitanssi pituusyksikköä kohden.,
mekaaniset eritelmät
RS232: n mekaaniset eritelmät kattavat standardin mekaanisen rajapinnan. RS232-standardi määrittää 25 – nastaisen D-tyypin liittimen tukemaan RS232: n kaikkia toimintoja.
seuraavassa kuvassa näkyy DB25-liitin. DTE-laite käyttää naisen ulkokuori uros nastat ja DCE-laite käyttää mies ulkokuoren naisten nastat.
On olemassa kolmenlaisia signaalit RS232. Ne ovat dataa, hallintaa ja maanpintaa., Seuraavassa taulukossa on lueteltu nastat, niiden suunta viestinnässä sekä niiden signaalityyppi.
Kuten elektroniset laitteet ja laitteet ovat tulossa pienempiä, meillä ei ole tilaa suurempi liitin, kuten DB25 ja yleisimmät sovellukset eivät vaadi kaikki 25 nastat liittimeen. Siksi käytetään yleisesti pelkistettyä funktion 9-nastaista liitintä.
9 – pin liitin kutsutaan DE-9 (usein virheellisesti kutsutaan DB-9) ja se on D – Tyypin liitin (D – Sub) – liitin., Seuraavassa kuvassa näkyvät DE – 9 uros-ja naarasliitimet.
pins-DE-9-liitintä, niiden nimet ja kuvaus on esitetty seuraavassa taulukossa.
Toiminnallinen Tekniset tiedot
Koska RS232 pidetään täydellinen standardi, se määritellään enemmän kuin sähkö-ja mekaaniset ominaisuudet. RS232-standardi määrittelee myös rajapinnassa käytettävien erilaisten signaalien toiminnot.
signaalit luokitellaan seuraavasti: Yleiset, tiedot, ajoitus ja ohjaussignaalit.,
Menettelyllisiä Tekniset tiedot
Menettelyllisiä Tekniset RS232 määritä sekvenssin toiminnot, jotka on suoritettava, kun DTE ja DCE on kytketty.
Oletetaan, että tietokone (DTE) on liitetty modeemiin (DCE) RS232-liitännän kautta. Tietojen lähettämiseksi tietokoneelta modeemille on noudatettava seuraavaa menettelyä.
- Kun Modeemiin (DCE) on valmis vastaanottamaan, se lähettää DCE valmis signaali.
- kun tietokone (DTE) on valmis lähettämään tiedot, se lähettää (RTS) – signaalin.,
- modeemi (DCE) lähettää sitten selkeän signaalin (CTS) osoittaakseen, että tiedot voidaan lähettää tietokoneella (DTE).
- lopulta tietokone (DTE) lähettää dataa Siirtotiedoista (TD) modeemille (DCE).
Huomaa: Tämä ei ole tarkka menettely, vaan samanlainen kuin varsinainen.
RS232
: n käytännön toteutus RS232: n jännitetasot poikkeavat suuresti useimmista tänään suunnitelluista järjestelmistä. Siksi tarvitsemme tasomuunnin jonkinlainen toteuttaa RS232 käyttöliittymä., Tämä työ suoritetaan dedicated level converter ICs kuten MAX232 Maxim integroitu esimerkiksi.
nämä ICs ottaa RS232 signaaleja ja tuottaa TTL tason jännitteitä. Nämä ICs myös kääntää signaaleja, koska alhainen jännite RS232 ovat logiikka ’ 1 ’ja korkea jännite RS232 ovat logiikka’0’. Seuraavassa kuvassa RS232 Driver-ajurin toteutus näkyy reaaliaikaisessa sovelluksessa.,
Täällä, UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) tuottaa ja vastaanottaa tarvittavat signaalit sarjaliikenne ja RS232 Driver on vastuussa muuntaa signaalit välillä TTL-ja RS232-liitäntä.
viestintäjärjestelmän mainittu tässä esimerkissä on asynkroninen tyyppi ja se vaatii synkronointi bittiä eli Käynnistää ja Pysäyttää ja virheentarkistus vähän eli Pariteetti., Edellä olevassa esimerkissä mainittu UART on vastuussa alku -, pysäytys-ja Pariteettibittien tuottamisesta dataa lähetettäessä ja myös virheiden havaitsemisesta tietojen vastaanottamisen aikana.
seuraava kuva havainnollistaa tyypillistä RS232-sovelluksen välillä Tietokoneen ja Modeemin. Tässä, PC tai tietokone on DTE ja modeemi on DCE.
Tietokone ja Modeemi kommunikoida toistensa kanssa käyttäen RS232-liitäntä ja viestintää modeemit on perustettu käyttämällä tietoliikenneyhteyksistä.,
Kuinka RS232 Toimii?
RS232: ssa tiedot välitetään sarjallisesti yhteen suuntaan yhden datalinjan yli. Jotta voimme luoda kaksisuuntaisen viestinnän, tarvitsemme ainakin kolme johtoa (RX, TX ja GND) ohjaussignaalien lisäksi. Tavu tiedot voi lähettää milloin tahansa, jos edellinen tavu on jo lähetetty.
RS232 noudattaa asynkronista viestintäprotokollaa eli lähettimen ja vastaanottimen synkronointiin ei ole kellosignaalia., Siksi se käyttää start ja stop bittiä ilmoittaa vastaanottajalle, milloin tarkistaa tietoja.
jokaisen bitin lähetysten välillä on tietyn ajan viive. Tämä viive on pelkkä inaktiivinen tila eli signaali asetetaan logiikalle ” 1 ”eli-12V (jos muistat, logiikka” 1 ”RS232 on-12v ja logiikka” 0 ” on +12V).
Ensimmäinen, lähetin eli DTE lähettää Aloittaa hieman vastaanotin eli DCE ilmoittaa, että tiedonsiirto alkaa seuraava vähän. Aloitusbitti on aina ” 0 ” eli +12V. seuraavat 5-9 merkkiä ovat databittejä.,
Jos käytetään pariteettibittiä, voidaan lähettää enintään 8 bittiä. Jos pariteettia ei käytetä, voidaan lähettää 9 databittiä. Kun tiedot on lähetetty, lähetin lähettää stop-bittiä. Se voi olla joko 1 bitti tai 1,5 bittiä tai 2 bittiä pitkä. Seuraavassa kuvassa näkyy RS232-protokollan kehysmuoto.
Vaikka RS232 pidetään täydellinen standardi, monet valmistajat eivät noudata standardeja. Jotkut valmistajat voivat toteuttaa täydelliset eritelmät ja jotkut toteuttavat vain osittaisen eritelmän.,
syy tähän vaihteluun täytäntöönpanoa RS232-standardi on, että kaikki laitteet ja sovellukset vaativat täydelliset tekniset tiedot ja toiminnot RS232-Protokollaa. Esimerkiksi serial Modem käyttämällä RS232-saattaa vaatia enemmän ohjaus linjat kuin serial Mouse käyttää serial port.
miten lähetin ja vastaanotin, jotka saattavat käyttää erilaisia eritelmiä, lähettävät tai vastaanottavat tiedot onnistuneesti? Tähän tarkoitukseen käytetään Handshaking-nimistä prosessia.,
Kättely
Kättely on prosessi dynaamisesti asetus parametrit kommunikointi lähettimen ja vastaanottimen välillä ennen viestinnän aloittamista.
tarve kättely sanelee nopeus lähettimen kanssa (DTE) lähettää dataa, nopeus, jolla vastaanotin (DCE) vastaanottaa tiedot ja nopeus, jolla tiedot on toimitettu.
asynkroninen tiedonsiirto järjestelmä, ei voi olla kättely -, laitteisto-kättely-ja ohjelmistokättely.,
Ei Kättely
Jos kättely ei ole käytetty, sitten vastaanotin (DCE) on lukea dataa, joka on jo saanut sen ennen kuin lähetin (DTE) lähettää seuraavat tiedot. Tätä varten vastaanotin käyttää erityistä muistipaikkaa nimeltä Buffer ja koska sitä käytetään vastaanottimen päässä, sitä kutsutaan vastaanottimen puskuriksi.
vastaanotetut tiedot tallennetaan puskuriin ennen kuin vastaanottaja lukee ne., Vastaanotin Puskuri voi tyypillisesti tallentaa yhden bitin tietoja, ja nämä tiedot on selvitetty (luku) ennen seuraavaa tietoa saapuu, ja jos se ei ole valittuna, olemassa olevat tiedot korvataan uusilla tiedoilla.
seuraavassa kuvassa näkyy tyypillinen lähetyksen ja vastaanoton tietoja käyttämällä lähettimen ja vastaanottimen puskureita. Tässä asennuksessa vastaanotin on onnistuneesti lukenut kolme ensimmäistä bittiä dataa, mutta ei lukenut neljättä bittiä. Näin ollen seuraava bitti eli viides bitti korvaa neljännen bitin ja neljäs bitti häviää.,
vältä tilanteita, kuin tämä, me tarvitsemme jonkinlaisen Kättely mekanismi (joko Ohjelmisto tai Laitteisto Kättely).
Laitteisto Kättely
Laitteisto Kättely, lähetin ensin kysyy vastaanotin, onko se on valmis vastaanottamaan tietoja. Vastaanotin sitten tarkistaa sen puskurin ja jos puskuri on tyhjä, se on sitten kertoa lähettimen että se on valmis vastaanottamaan.
lähetin lähettää tiedot ja se ladataan vastaanottimen puskuriin., Tänä aikana vastaanotin kertoo lähettimelle, ettei se saa lähettää enempää tietoja ennen kuin vastaanottaja on lukenut puskurissa olevat tiedot.
RS232-Protokolla määrittelee neljä signaaleja varten Kättely:
- Valmis Lähettää (RTS)
- Clear to Send (CTS)
- Data Terminal Ready (DTR) ja
- Data Set Ready (DSR)
seuraava kuva osoittaa yhteys 9 – pin-Lähetin (DTE) ja 25 – pin-Vastaanotin (DCE) ja 9 – pin-koodi-Lähetin ja 9 – pin-Vastaanotin laitteisto kättely-tilassa.,
avulla Laitteisto Kättely, tiedot lähettimeltä on koskaan katoaa tai korvataan vastaanotin puskuri. Kun lähetin (DTE) haluaa lähettää tietoja, se vetää RTS-linjan (valmis lähettämään) korkealle.
sitten lähetin odottaa CTS (selkeä lähettää) mennä korkealle ja siksi se pitää valvoa sitä. Jos CTS-linja on matala, se tarkoittaa, että vastaanotin (DCE) on varattu eikä vielä valmis vastaanottamaan tietoja.
kun vastaanotin on valmis, se vetää CTS-viivan korkealle. Tämän jälkeen lähetin lähettää tiedot., Tätä menetelmää kutsutaan myös nimellä RTS/CTS Handshaking.
lisäksi Käsisahauksessa on kaksi muuta johtoa. Ne ovat DTR (Data Terminal Ready) ja DSR (Data Set Ready). DTE ja DCE käyttävät näitä kahta signaalia yksilöllisen statuksensa ilmaisemiseen. Usein näitä kahta signaalia käytetään modeemiviestinnässä.
RS232: n uudemmat standardit määrittelevät 8 signaalilaitteiston kädensijan.
ohjelmistokättely
ohjelmistokättely vuonna RS232 liittyy kaksi erityistä merkkiä voidaan aloittaa ja lopettaa viestintä., Nämä merkit ovat X-ON ja X-OFF (Lähetin päällä ja lähetin pois).
kun vastaanotin lähettää X-OFF-signaalin, lähetin lopettaa tietojen lähettämisen. Lähetin alkaa lähettää tietoja vasta saatuaan X-on-signaalin.
Rajoitukset RS232
- RS232-Protokolla edellyttää yhteistä lähetintä (DTE) ja vastaanotin (DCE). Näin ollen syy lyhyempiin kaapeleihin DTE: n ja DCE: n välillä RS232-protokollassa.
- linjan signaali on erittäin herkkä melulle. Melu voi olla joko sisäistä tai ulkoista.,
- Jos on kasvu siirtonopeus ja kaapelin pituuden, on mahdollisuus cross talk käyttöön välinen kapasitanssi-kaapelit.
- RS232: n jännitetasot eivät ole yhteensopivia modernin TTL-tai CMOS-logiikan kanssa. Tarvitsemme ulkoisen tason Muuntimen.
Hakemukset
- Vaikka RS232 on hyvin kuuluisa sarjaliikenne protokolla, se on nyt on korvattu kehittyneitä protokollia, kuten USB.
- aiemmin niitä käytettiin sarjapäätteisiin, kuten hiireen, modeemiin jne.,
- Mutta, RS232 käytetään edelleen joissakin Servo-Ohjaimet, CNC-Koneet, PLC-koneet ja joitakin mikro-levyt käytä RS232-Protokollaa.