historiskt är RS232 kommunikationsprotokoll ett gammalt seriellt kommunikationsprotokoll utvecklat av EIA (Electronics Industry Alliance)/TIA (Telecommunications Industry Association)-232 år 1962. Modern maskinvarudesign använder innovativa seriella kommunikationsprotokoll som USB, Ethernet och Wi-Fi. Men RS232 har visat sig vara framträdande. Anledningen är att RS232-signaler sprids över längre avstånd jämfört med I2C och seriella TTL-signaler., Dessutom har det bättre bullerimmunitet. Det har visat sig vara kompatibel mellan olika tillverkare för gränssnitt dator och modem.

Vad är RS232-Protokollet?

i RS232 står ” RS ” för rekommenderad Standard. Den definierar den seriella kommunikationen med dte-och DCE-signaler. Här hänvisar dte till Dataterminalutrustning och DCE hänvisar till Datakommunikationsutrustning. Exempel på dte-enhet är en dator och DCE är ett modem. Formellt anges det som gränssnittet mellan dte-utrustning och DCE-utrustning med seriell binär datautbyte.,

kommunikation mellan dte och DCE

dte (dator) överför informationen seriellt till den andra slututrustningen DCE (modem). I detta fall skickar dte binära data ” 11011101 ”till DCE och DCE skickar binära data” 11010101 ” till dte-enheten.

RS232 beskriver de gemensamma spänningsnivåerna, elektriska standarder, driftläge och antal bitar som ska överföras från DTE till DCE. Denna standard används för överföring av informationsutbyte via telefonlinjerna.,

elektriska standarder

de elektriska specifikationerna för RS232 uppdateras år 1969. Det anger de elektriska spänningarna, slew rate, linjeimpedans, driftläge och baud rate.

spänningsnivåer

linjespänningarna i RS232 sträcker sig från-25V till +25V. de kategoriseras som Signalspänning och styrspänning.

RS232 spänningsnivåer

signalspänningen mellan +3V till +25V representerar logiken ’1’ och signalspänningarna mellan-3V till-25V representerar logiken ’0’., Medan styrspänningssignalerna använder negativ logik, dvs logiken ” 1 ”indikerar -3 till -25 volt och logiken” 0 ” indikerar +3V till +25V. spänningen från-3V till +3V anses vara ett obestämt tillstånd.

Slew Rate

förändringen av ingångsspänningen bestämmer hastigheten vid vilken RS232-föraren svarar. Detta kallas ofta som slew rate. RS232-standarden upprätthåller en minsta slädhastighet med långsam ökning och falltid för att minska korssamtalet mellan grannsignaler. Normalt maximal stighastighet är tillåtna 30V/µsec.,

Linjeimpedans

impedansöverbryggningen mellan RS232-drivrutinen och mottagaren definieras för att maximera spänningsöverföringen mellan sändaren och mottagaren. Det ligger i intervallet 3KΩ till 7KΩ.

driftsätt

RS232-enheterna arbetar med enkelsidig signalering (två trådar). Detta innebär att en tråd sänder en förändring spänning och en annan tråd är ansluten till marken. Enstaka signaler påverkas av bruset som induceras av skillnader i jordspänningar hos förare och mottagarkretsar., Fördelen med den enda tekniken är att det kräver färre ledningar för att överföra information.

Baud rate

det är antalet binära bitar som överförs per sekund. RS232 stöder baud priser från 110 till 230400. Vanligen används baud-hastigheten med 1200, 4800, 9600, 115200. Det bestämmer hastigheten vid vilken data ska skickas från sändaren till mottagaren.

Obs: baud-hastigheten måste vara densamma på både sändarsidan och mottagarsidan.

Kommunikationsgränssnitt

RS232 bestämmer kommunikationen mellan dte och DCE med DB9-och DB25-kontakter., D-sub-kontakterna (DB9, DB25) levereras med manlig och kvinnlig kabel. DB9-kontakten har 9 stift och DB25-kontakten har 25 stift med varje stift som har sin egen funktion.

DB9 manliga och kvinnliga Pinouts

DB25 Pinout

funktionell beskrivning

bortsett från de elektriska egenskaperna, RS232 definierade funktionerna för signaler som används i det seriella gränssnittet. Några av dem är gemensamma mark, Data, kontroll och timing signaler., Här är en lista över signaler som används i RS232 pinout.

Signalnamn funktion
skyddsjord denna signal är ansluten till chassi grund av metallanslutning.
gemensam grund noll referensspänningsnivå för alla styrsignaler.
TxD (Transmit Pin) för att överföra data från DTE till DCE.
RxD (ta emot Pin) skickar data från DCE till dte.,
DTR (data Terminal klar) dte är redo att acceptera begäran.
DCD (data carrier Detect) DCE accepterar en bärare från en DTE belägen på avlägsen plats.
DSR (Data Set Ready) DCE är beredd att skicka och ta emot informationen.
ri (Ringindikator) detekterar inkommande ringsignal på telefonlinjen.
RTS (begäran om att skicka) dte kräver att DCE skickar data.
RTR (redo att ta emot) dte är inriktad på att ta emot data som kommer från DCE.,
CTS (Clear To Send) DCE är i ett färdigt tillstånd för att acceptera data som kommer från DTE.

andra än ovanstående signaler, (primära signaler) RS232 ger sekundära signaler som sekundär dte, sekundär RTS, sekundär DCD, sekundär TxD och sekundär RXD för valfri anslutning av DTE och DCE.

typer av seriella kablar

för att möjliggöra seriell kommunikation mellan dte och DCE finns det två typer av RS232-kablar. De är Null modem och rak Kabel., I null-modemkabel är TX (sändare) – stiftet på hankontakten kopplat till honans RX (mottagare) stift och RX-stiftet på hanen är ansluten till TX-stiftet på honan.

Null-Modem eller Crossover-kabel

nästa, är den genomgående kabeln. Som namnet antyder är det en en till en kontakt, dvs en sändningsstift på en enhet är ansluten till sändningsstift på en annan enhet och mottagarens stift på en enhet är ansluten till mottagarens stift på en annan enhet., Förutom anslutningar beror kabellängden på ledningskapacitansen. Enligt specifikationen är kabellängden nästan 80 fot.

rak kabelanslutning

Hur fungerar RS232-kommunikationen?

arbetet med RS-232 kan förstås av protokollformatet. Eftersom RS-232 är ett asynkront kommunikationsprotokoll från punkt till punkt, skickar det data i en enda riktning. Här krävs ingen klocka för att synkronisera sändaren och mottagaren., Dataformatet initieras med en startbit följt av 7-bitars binära data, paritetsbit och stoppbit som skickas efter varandra.

Protokollformat

RS232 Framing

överföringen börjar genom att skicka en startbit ’0’. Detta efterträds av 7 bitar ASCII-data. Paritetsbiten bifogas dessa data för mottagarvalidering. Data som skickas från sändaren ska matcha på mottagaren. Slutligen stoppas överföringen med hjälp av en stoppbit och den representeras av binären ”1”., Generellt kan 1 eller 2 stoppbitar skickas.

i ovanstående diagram skickas ASCII-tecknet ” A ” med en seriell binär ström av ’1 ’s och’ 0 ’ S. medan du skickar data borde det finnas en viss fördröjning mellan varje bit. Denna fördröjning anses vara inaktiv tid och RS232-linjen är i negativ logikstatus (- 12V).

Vad är handskakning?

handskakning är processen att byta informationssignaler mellan avsändaren (sändaren) och mottagaren. Dessa signaler bygger en kommunikationslänk mellan sändaren och mottagaren. I RS232 finns det två typer av handskakning., De är hårdvara handskakning och programvara handskakning.

handskakning

kontakterna DB9 och Db25 används för handskakning. När ingen handskakning utförs är endast TXD (sändare) och RxD korskopplade. Andra stift, RTS, CTS, DSR och DTR är anslutna i loopback mode.

för att använda handskakningstekniken korskopplas RTS och CTS. DTR och DSR är också anslutna i korsläge.

Varför använda handskakning?,

för att skicka och ta emot informationen utan förlust av data är det nödvändigt att upprätthålla en robust kommunikation mellan sändaren och mottagaren. För att göra det används buffert. Buffert är en tillfällig lagringsplats som gör det möjligt för sändaren och mottagaren att lagra data tills informationen behandlas av varandra vid olika hastigheter.

dataflöde

i ovanstående diagram har sändaren och mottagaren sin egen buffert. Överföringsbufferten innehåller de tecken som ska skickas till mottagaren., Medan mottagningsbufferten håller tecknen mottagna från sändaren. Om sändaren skickar data med högre hastighet kan mottagaren misslyckas med att ta emot. I detta fall missas tecknet ” C ” av mottagaren. För att undvika detta används handskakning. Handskakning gör det möjligt för sändaren och mottagaren att komma överens innan kommunikationen börjar.

Hårdvaruhandskakning

flödeskontrollen för dataöverföring och mottagning görs med hårdvaruhandskakning. Den använder styrsignaler DTR, DSR, RTS och CTS signaler., Vanligtvis används vid kommunikation mellan en dator och modem RTS och CTS-signaler.

det stoppar att data ersätts i mottagarbufferten. Signalerna hålls i ett högt tillstånd (logik ’1’) för att aktivera handskakning.

programvara handskakning

denna typ av handskakning använder två ASCII-tecken för start-stop-kommunikation. Därför är detta känt som programvara flödeskontroll. Programvara handskakning använd XON / XOFF tecken för att styra den seriella kommunikationen. ’XON’ representerar Ctrl+S eller ASCII-tecken 11, medan ”XOFF” är Ctrl+Q eller ASCII 13., Denna handskakning kräver 3 ledningar. De är TXD, RXD och SIGNALJORD.

När XOFF-tecknet är aktiverat stängs kommunikationen tills XON-tecknet tas emot av sändaren. I vissa fall kan mottagarbufferten överbelasta vilket gör att mottagaren skickar ”XOFF” automatiskt till sändaren.

hur handskakning fungerar?

i det ursprungliga tillståndet dras RTS-linjen högt av DTE för att väcka DCE. I detta tillstånd överförs inga data. Därefter sätter DCE CTS-linjen högt för att ta emot data. Detta gör att DTE svarar och ställer in DTR i högt tillstånd., Nu sker dataöverföringen. Efter avslutad dataöverföring dras både RTS och DTR lågt av DTE. Sedan utlöser DCE CTS-linjen till lågt tillstånd. Detta stoppar DTE att överföra data.

RS232 Handskakningssignaler

På detta sätt sker handskakning genom dte-begäran, tar kontroll över kommunikationslänken och låter DCE överföra data.

skillnad mellan RS232 och UART

huvudskillnaden mellan RS232 och UART-protokollet är spänningsnivåerna., Bortsett från detta stöder de båda halv duplex och full duplex kommunikation.

mikrokontroller tolererar inte RS232-spänningar och kan skadas. För att undvika detta används UART (Universal asynchronous Transmitter Receiver). Den skickar och tar emot data i seriell form. För att göra nivåomvandling av spänningar används RS232 driver IC som MAX232 mellan UART och seriell port.,

RS232 – UART

fördelar

fördelarna med RS232 gör det som ett standard seriellt gränssnitt för system till systemkommunikation och även för följande fördelar.

  • enkel protokolldesign.
  • hårdvara overhead är mindre än parallell kommunikation.
  • Rekommenderad standard för kortdistansapplikationer.
  • kompatibel med dte och DCE kommunikation.
  • låg kostnad protokoll för utveckling.,

nackdelar

begränsningarna i RS232-protokollet är, det stöder inte full duplex-kommunikation och det är ett enda protokoll som skiftar markpotentialen. Dessutom introducerar den längre kabellängden cross talk under seriell kommunikation. Därför är detta protokoll begränsat för långdistanskommunikation.

program

RS232 kommunikation används i olika applikationer. Några av dem är:

  • Teletypewriter-enheter.
  • Demodulatorprogram.
  • PC COM port gränssnitt.
  • i inbyggda system för felsökning.,
  • modem och skrivare.
  • handhållen utrustning.
  • CNC-styrsystem, Programvara debuggers etc.
  • streckkodsskannrar och Point of Sales (POS) terminaler.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras. Obligatoriska fält är märkta *