RS232 nuoseklaus ryšio protokolas: pagrindai, darbas ir specifikacijos

Vienas iš seniausių, tačiau populiariausių komunikacijos protokolų, naudojamų pramonėje ir komerciniuose produktuose, yra „ RS232 Communication Protoco l“. Terminas RS232 reiškia „Rekomenduojamas standartas 232“ ir tai yra nuosekliojo ryšio tipas, naudojamas duomenims perduoti paprastai vidutiniais atstumais. Jis buvo pristatytas dar 1960-aisiais ir pateko į daugybę programų, tokių kaip kompiuterių spausdintuvai, gamykliniai automatikos įrenginiai ir kt. Šiandien yra daugybė šiuolaikinių ryšio protokolų, tokių kaip RS485, SPI, I2C, CAN ir kt. Jei norite, galite juos patikrinti.. Šiame straipsnyje mes suprasime RS232 protokolo pagrindus ir jo veikimą.

Kas yra nuoseklus bendravimas?

Telekomunikacijų srityje nuoseklus duomenų siuntimas kompiuterio magistrale vadinamas serijiniu ryšiu, o tai reiškia, kad duomenys bus perduodami po truputį. Lygiagrečiame ryšyje duomenys vienu metu perduodami baitais (8 bitais) arba simboliais keliose duomenų linijose ar magistralėse. Nuoseklioji komunikacija yra lėtesnė nei lygiagretaus ryšio, tačiau naudojama ilgesniam duomenų perdavimui dėl mažesnių sąnaudų ir praktinių priežasčių.

Pavyzdys suprasti:

Nuoseklus bendravimas - šaudote taikinį naudodami kulkosvaidžius, kur kulkos viena po kitos pasiekia taikinį.

Lygiagretus ryšys - jūs šaudote į taikinį naudodami šautuvą, kur vienu metu pasiekia daugybė kulkų.

Duomenų perdavimo būdai nuoseklioje komunikacijoje:

• Asinchroninis duomenų perdavimas - režimas, kai duomenų bitai nėra sinchronizuojami laikrodžio impulsu. Laikrodžio impulsas yra signalas, naudojamas sinchronizuoti veikimą elektroninėje sistemoje.
• Sinchroninis duomenų perdavimas - režimas, kai duomenų bitai sinchronizuojami laikrodžio impulsu.

Serijinės komunikacijos charakteristikos:

• Siuntimo greičiui matuoti naudojama perdavimo sparta. Jis apibūdinamas kaip per vieną sekundę einančių bitų skaičius. Pavyzdžiui, jei duomenų perdavimo sparta yra 200, tada perduodama 200 bitų per sekundę. Telefono linijose duomenų perdavimo sparta bus 14400, 28800 ir 33600.
• Stop bitai naudojami vienam paketui sustabdyti perdavimą, kuris žymimas kaip „T“. Kai kurios tipinės vertės yra 1, 1,5 ir 2 bitai.
• „Parity Bit“ yra paprasčiausia klaidų tikrinimo forma. Yra keturių rūšių, ty lyginiai, nelyginiai, pažymėti ir išdėstyti tarpusavyje. Pavyzdžiui, jei 011 yra skaičius, pariteto bitas = 0, ty lyginis paritetas ir paritetas = 1, ty nelyginis paritetas.

Kas yra RS232?

RS232C „Rekomenduojamas standartas 232C“ yra naujausia standartinio 25 kontaktų versija, o RS232D yra 22 kontaktų. Naujojo kompiuterio D tipo vyrams, kurie yra 9 kaiščių.

RS232 yra standartinis protokolas, naudojamas nuosekliam ryšiui, jis naudojamas kompiuteriui ir jo periferiniams įrenginiams prijungti, kad būtų galima nuosekliai keistis duomenimis tarp jų. Kai gaunama įtampa kelio, naudojamo duomenų mainams tarp įrenginių, įtampa. Jis naudojamas nuosekliame ryšyje iki 50 pėdų, kurio greitis yra 1,492 kbps. Kaip apibrėžia PAV, RS232 naudojamas duomenų perdavimo įrangai (DTE) ir duomenų perdavimo įrangai (DCE) prijungti.

Universalus asinchroninis duomenų imtuvas ir siųstuvas (UART), naudojamas kartu su RS232 duomenims perduoti tarp spausdintuvo ir kompiuterio. Mikrovaldikliai negali valdyti tokio tipo įtampos, jungtys yra sujungtos tarp RS232 signalų. Šios jungtys yra žinomos kaip „ DB-9“ jungtys kaip nuoseklusis prievadas ir yra dviejų tipų „ Male“ jungtis (DTE) ir „Female“ jungtis (DCE).

Elektros specifikacijos

Aptarkime toliau pateiktas RS232 elektrines specifikacijas:

• Įtampos lygiai: RS232 taip pat naudojamas kaip žemės ir 5 V lygis. Dvejetainis 0 veikia esant įtampai iki + 5V iki + 15Vdc. Jis vadinamas „ON“ arba tarpais (aukštos įtampos lygis), o „Binary 1“ veikia esant įtampai iki -5V iki -15Vdc. Jis vadinamas „OFF“ arba žymėjimu (žemos įtampos lygis).
• Gauto signalo įtampos lygis: Dvejetainis 0 veikia priimant signalo įtampą iki + 3V iki +13 Vdc ir binaras 1 veikia esant įtampai iki -3V iki -13 Vdc.
• Linijos varža: laidų varža yra nuo 3 omų iki 7 omų, o maksimalus kabelio ilgis yra 15 metrų, tačiau naujas maksimalus ilgis, kalbant apie talpą ilgio vienetui.
• Darbinė įtampa: Veikimo įtampa bus maks. 250 V kintama.
• Dabartinis įvertinimas: Dabartinis reitingas bus maks. 3 amperai.
• Dielektrinė įtampa: 1000 VAC min.
• Slew Rate: signalo lygio kitimo greitis vadinamas Slew Rate. Jo greitis yra iki 30 V / mikrosekundė, o maksimalus pralaidumas bus 20 kbps.

Kaip veikia RS232?

RS232 veikia dvipusiu ryšiu, kuris keičiasi duomenimis vienas su kitu. Yra du vienas su kitu prijungti įrenginiai: (DTE) duomenų perdavimo įranga ir (DCE) duomenų perdavimo įranga, turinti tokius kaiščius kaip TXD, RXD ir RTS & CTS. Dabar iš DTE šaltinio RTS generuoja prašymą siųsti duomenis. Tada iš kitos pusės DCE, CTS, išvalo kelią duomenims gauti. Išvalęs kelią, jis duos signalą DTE šaltinio RTS, kad jis išsiųstų signalą. Tada bitai perduodami iš DTE į DCE. Dabar vėl iš DCEšaltinis, prašymas gali būti renkama RTS ir CTS iš DTE šaltinių išvalo kelią gauti duomenis ir suteikia signalą siųsti duomenis. Tai yra visas procesas, per kurį vyksta duomenų perdavimas.

TXD	PERDAVIKLIS
RXD	GAVĖJAS
RTS	Prašymas išsiųsti
CTS	AŠKAI Siųsti
BND	ŽEMĖ

Pvz.: Signalai nustatyti į 1 logiką, ty -12V. Duomenų perdavimas prasideda nuo kito bito ir norėdamas apie tai informuoti, DTE siunčia pradinį bitą DCE. Pradinis bitas visada yra „0“, ty +12 V, o kiti 5–9 simboliai yra duomenų bitai. Jei mes naudojame paritinį bitą, tada galima perduoti 8 bitų duomenis, o jei paritetas nenaudojamas, tada perduodami 9 bitai. Stabdymo bitus siunčia siųstuvas, kurio vertės po duomenų perdavimo yra 1, 1,5 arba 2 bitai.

Mechaninė specifikacija

Dėl mechaninių specifikacijų turime ištirti dviejų tipų jungtis, ty DB-25 ir DB-9. DB-25 yra 25 kaiščiai, kurie naudojami daugelyje programų, tačiau kai kurios programos nenaudojo visų 25 kaiščių. Taigi, 9 kontaktų jungtis yra sukurta prietaisų ir įrangos patogumui.

Dabar mes aptariame DB-9 kaiščių jungtį, naudojamą jungti tarp mikrovaldiklių ir jungties. Tai yra dviejų tipų: vyriška jungtis (DTE) ir moterų jungtis (DCE). Viršutinėje eilutėje yra 5 kaiščiai, o apatinėje - 4 kaiščiai. Jis dažnai vadinamas DE-9 arba D tipo jungtimi.

DB-9 jungties kaiščių struktūra:

Kaištis Aprašymas DB-9 jungtis:

PIN kodas	PIN vardas	Smeigtuko aprašymas
1	CD (nešlio aptikimas)	Gaunamas signalas iš DCE
2	RD (gauti duomenis)	Gauna gaunamus duomenis iš DTE
3	TD (perduoti duomenis)	Siųskite išeinančius duomenis į DCE
4	DTR (paruoštas duomenų terminalas)	Išeinantis rankos paspaudimo signalas
5	GND (signalo žemė)	Bendra atskaitos įtampa
6	DSR (paruoštas duomenų rinkinys)	Gaunamas rankos paspaudimo signalas
7	RTS (užklausa siųsti)	Išeinantis signalas srautui valdyti
8	CTS (išvalyti siųsti)	Gaunamas signalas srautui valdyti
9	RI (žiedo indikatorius)	Gaunamas signalas iš DCE

Kas yra rankos paspaudimas?

Rankų paspaudimas yra procesas, naudojamas perduoti signalą iš DTE į DCE, norint užmegzti ryšį prieš faktinį duomenų perdavimą. Pranešimus tarp siųstuvo ir imtuvo galima paspausti rankomis.

Yra 3 rankos paspaudimo tipai:

Nėra rankos paspaudimo:

Jei nėra rankos paspaudimo, tada DCE nuskaito jau gautus duomenis, o DTE perduoda kitus duomenis. Visi gauti duomenys saugomi atminties vietoje, vadinamoje imtuvo buferiu. Šis buferis gali laikyti tik vieną bitą, todėl imtuvas turi perskaityti atminties buferį, kol ateis kitas bitas. Jei imtuvas nesugeba nuskaityti buferyje saugomo bito ir ateina kitas bitas, jis bus prarastas.

Kaip parodyta žemiau esančioje diagramoje, imtuvas nesugebėjo nuskaityti 4 ^-ojo bito iki 5 ^-ojo bito atvykimo, o šis rezultatas peržengė 4 ^-ąjį bitą 5 ^-uoju ir 4 ^-uoju bitu.

Aparatinės įrangos paspaudimas:

• Duomenų srautui valdyti naudojamas specialus nuoseklusis prievadas, ty RTS ir CTS.
• Šiame procese siųstuvas klausia imtuvo, kad jis yra pasirengęs priimti duomenis, tada imtuvas patikrina, ar buferis yra tuščias, jei jis tuščias, jis duos signalą siųstuvui, kad aš pasiruošęs priimti duomenis.
• Imtuvas duoda signalą siųstuvui, kad jis nesiųstų jokių duomenų, o jau gautų duomenų negalima perskaityti.
• Jo darbo procesas yra toks pats, kaip aprašyta rankos paspaudime.

Programinės įrangos paspaudimas:

• Šiame procese yra dvi formos, ty X-ON ir X-OFF. Čia „X“ yra siųstuvas.
• X-ON yra dalis, kurioje jis atnaujina duomenų perdavimą.
• X-OFF yra dalis, kurioje jis pristabdo duomenų perdavimą.
• Jis naudojamas kontroliuoti duomenų srautą ir išvengti nuostolių perdavimo metu.

RS232 ryšio programos

• RS232 nuoseklioji komunikacija naudojama senosios kartos kompiuteriuose periferiniams įrenginiams, pvz., Pelei, spausdintuvams, modemui ir kt., Prijungti.
• Šiais laikais RS232 keičia pažangus USB.
• Jis taip pat naudojamas PLC mašinose, CNC mašinose ir servo valdikliuose, nes tai yra daug pigiau.
• Jį vis dar naudoja kai kurios mikrovaldiklių plokštės, kvitų spausdintuvai, pardavimo vietos sistema (PoS) ir kt.