- Kaj je serijska komunikacija?
- Kaj je RS232?
- Električne specifikacije
- Kako deluje RS232?
- Mehanske specifikacije
- Kaj je Handshaking?
- Aplikacije komunikacije RS232
Eden najstarejših, a priljubljenih komunikacijskih protokolov, ki se uporabljajo v industriji in komercialnih izdelkih, je komunikacijski protokol RS232 l. Izraz RS232 pomeni "priporočeni standard 232" in je vrsta serijske komunikacije, ki se uporablja za prenos podatkov, ki so običajno na srednjih razdaljah. Predstavljen je bil v šestdesetih letih prejšnjega stoletja, našel pa se je v številnih aplikacijah, kot so računalniški tiskalniki, naprave za avtomatizacijo tovarn itd. Danes obstaja veliko sodobnih komunikacijskih protokolov, kot so RS485, SPI, I2C, CAN itd.. V tem članku bomo razumeli osnove protokola RS232 in kako deluje.
Kaj je serijska komunikacija?
V telekomunikacijah se postopek zaporednega pošiljanja podatkov prek računalniškega vodila imenuje zaporedna komunikacija, kar pomeni, da se bodo podatki prenašali po bitih. Medtem ko se vzporedna komunikacija prenaša v bajtu (8-bitnem) ali znaku na več podatkovnih linijah ali vodilih hkrati. Zaporedna komunikacija je počasnejša od vzporedne, vendar se zaradi nižjih stroškov in praktičnih razlogov uporablja za dolg prenos podatkov.
Primer za razumevanje:
Serijska komunikacija - tarčo streljate z mitraljezi, kjer krogle dosežejo eno za drugo do cilja.
Vzporedna komunikacija - tarčo streljate s puško, kjer istočasno doseže veliko število krogel.
Načini prenosa podatkov v serijski komunikaciji:
- Asinhroni prenos podatkov - način, v katerem se bitov podatkov ne sinhronizira z urnim impulzom. Impulz ure je signal, ki se uporablja za sinhronizacijo delovanja v elektronskem sistemu.
- Sinhroni prenos podatkov - način, v katerem se bitni podatki sinhronizirajo s časovnim impulzom.
Značilnosti serijske komunikacije:
- Hitrost prenosa se uporablja za merjenje hitrosti prenosa. Opisano je kot število bitov, ki preidejo v eni sekundi. Na primer, če je hitrost prenosa 200, potem je 200 bitov na sekundo preneseno. V telefonskih linijah bodo hitrosti prenosa 14400, 28800 in 33600.
- Stop bit se uporabljajo za en paket za zaustavitev prenosa, ki je označen kot "T". Nekatere tipične vrednosti so 1, 1,5 in 2 bita.
- Parity Bit je najpreprostejša oblika preverjanja napak. Obstajajo štiri vrste, torej sodo liho, označeno in razporejeno. Na primer, če je 011 število, je paritetni bit = 0, tj., Parna parnost in parnost = 1, tj. Neparna parnost.
Kaj je RS232?
RS232C “Priporočen standard 232C” je najnovejša različica standardnega 25-polnega, RS232D pa 22- polnega. V moškem računalniku D-type, ki ima 9 nožic.
RS232 je standardni protokol, ki se uporablja za serijsko komunikacijo, uporablja se za povezovanje računalnika in njegovih zunanjih naprav, ki omogočajo serijsko izmenjavo podatkov med njimi. Ker pridobi napetost na poti, uporabljeni za izmenjavo podatkov med napravami. Uporablja se v serijski komunikaciji do 50 čevljev s hitrostjo 1,492 kbps. Kot opredeljuje EIA, se RS232 uporablja za povezovanje opreme za prenos podatkov (DTE) in opreme za komunikacijo podatkov (DCE).
Univerzalni asinhroni sprejemnik in oddajnik podatkov (UART), ki se uporablja v povezavi z RS232 za prenos podatkov med tiskalnikom in računalnikom. Mikrokrmilniki ne morejo obvladovati tovrstnih napetostnih nivojev, konektorji so povezani med signali RS232. Ti priključki so znani kot DB-9 Connector kot serijska vrata in so dvotipski (DTE) in ženski (DCE).
Električne specifikacije
Pogovorimo se o električnih specifikacijah RS232, podanih spodaj:
- Napetostni nivoji: RS232 se uporablja tudi kot raven tal in 5V. Binarni 0 deluje z napetostmi do + 5V do + 15Vdc. Imenuje se "ON" ali razmik (visokonapetostni nivo), medtem ko Binary 1 deluje z napetostmi do -5V do -15Vdc. Imenuje se »IZKLOP« ali označevanje (nizkonapetostna raven).
- Raven sprejete signalne napetosti : Binarni 0 deluje na sprejetih signalnih napetostih do + 3V do +13 Vdc, Binarni 1 pa deluje z napetostmi do -3V do -13 Vdc.
- Line impedance: Impedanca žic je od 3 do 7 ohmov in največja dolžina kabla je 15 metrov, vendar nova največja dolžina glede na kapacitivnost na enoto dolžine.
- Delovna napetost: Delovna napetost bo 250v AC max.
- Trenutna ocena: Trenutna ocena bo največ 3 amperov.
- Dielektrična vzdržljiva napetost: 1000 VAC min.
- Slew Rate: Hitrost spremembe ravni signala se imenuje Slew Rate. Z njegovo hitrostjo porasta je do 30 V / mikrosekundo in največja bitna hitrost bo 20 kbps.
Kako deluje RS232?
RS232 deluje na dvosmerni komunikaciji, ki si izmenjuje podatke. Obstajata dve napravi, povezani med seboj, (DTE) Oprema za prenos podatkov in (DCE) Oprema za podatkovno komunikacijo, ki ima nožice, kot so TXD, RXD in RTS & CTS. Zdaj iz vira DTE RTS ustvari zahtevo za pošiljanje podatkov. Nato z druge strani DCE, CTS, očisti pot za sprejem podatkov. Po čiščenju pot, bo dala signal RTS v DTE vir za pošiljanje signala. Nato se bit prenese iz DTE v DCE. Zdaj spet iz DCEvir, lahko zahtevek ustvari RTS in CTS iz DTE virov za prejemanje podatkov počisti pot in daje signal za pošiljanje podatkov. To je celoten postopek, skozi katerega poteka prenos podatkov.
TXD |
ODDAJALEC |
RXD |
PREJEMNIK |
RTS |
ZAHTEVA ZA POŠILJANJE |
CTS |
POČISTI ZA POŠILJANJE |
GND |
TLA |
Na primer: Signali so nastavljeni na logiko 1, tj. -12V. Prenos podatkov se začne od naslednjega bita in DTE v ta namen pošlje začetni bit DCE. Začetni bit je vedno '0', tj. +12 V in naslednjih 5 do 9 znakov so podatkovni biti. Če uporabimo bit parnosti, se lahko posredujejo 8-bitni podatki, če pa pariteta ne uporablja, se posreduje 9 bitov. Zaporne bite pošlje oddajnik, katerega vrednosti so 1, 1,5 ali 2 bita po prenosu podatkov.
Mehanske specifikacije
Za mehanske specifikacije moramo preučiti približno dve vrsti konektorjev, to je DB-25 in DB-9. V DB-25 je na voljo 25 zatičev, ki se uporabljajo za številne aplikacije, nekatere pa niso uporabile celotnih 25 zatičev. Torej, 9-polni konektor je narejen za udobje naprav in opreme.
Zdaj tukaj razpravljamo o priključku DB-9, ki se uporablja za povezavo med mikrokrmilniki in priključkom. To sta dve vrsti: moški konektor (DTE) in ženski konektor (DCE). V zgornji vrstici je 5 zatičev, v spodnji pa 4 zatiči. Pogosto se imenuje priključek tipa DE-9 ali D.
Struktura pin-a priključka DB-9:
Pin Opis DB-9 Connector:
PIN št. |
Pripnite ime |
Opis pin |
1. |
CD (zaznavanje nosilca) |
Dohodni signal iz DCE |
2. |
RD (prejemanje podatkov) |
Prejema dohodne podatke iz DTE |
3. |
TD (prenos podatkov) |
Pošlji odhodne podatke DCE |
4. |
DTR (pripravljen za podatkovni terminal) |
Odhodni signal za rokovanje |
5. |
GND (ozemljitev signala) |
Skupna referenčna napetost |
6. |
DSR (pripravljen na nabor podatkov) |
Dohodni signal za rokovanje |
7. |
RTS (zahteva za pošiljanje) |
Odhodni signal za nadzor pretoka |
8. |
CTS (počisti za pošiljanje) |
Dohodni signal za nadzor pretoka |
9. |
RI (indikator zvonjenja) |
Dohodni signal iz DCE |
Kaj je Handshaking?
Handshaking je postopek, ki se uporablja za prenos signala iz DTE v DCE za vzpostavitev povezave pred dejanskim prenosom podatkov. Sporočila med oddajnikom in sprejemnikom lahko opravite s stiskom rok.
Obstajajo 3 vrste postopkov rokovanja, imenovane:
Brez rokovanja:
Če ni stiskanja, DCE prebere že prejete podatke, medtem ko DTE posreduje naslednje podatke. Vsi prejeti podatki, shranjeni na pomnilniškem mestu, znanem kot medpomnilnik sprejemnika. Ta medpomnilnik lahko shrani le en bit, zato mora sprejemnik prebrati pomnilniški vmesnik, preden prispe naslednji bit. Če sprejemnik ne more prebrati shranjenega bita v medpomnilniku in prispe naslednji bit, bo shranjeni bit izgubljen.
Kot je prikazano na spodnji sliki, sprejemnik ni mogel prebrati 4 th bit do 5 th bit prihod in ta rezultat prevladujoče 4 th bit za 5 th bit in 4 th malo je izgubljen.
Handshaking strojne opreme:
- Za nadzor pretoka podatkov uporablja posebna serijska vrata, npr. RTS in CTS.
- V tem postopku oddajnik prosi sprejemnika, da je pripravljen za sprejem podatkov, nato pa sprejemnik preveri, ali je vmesnik prazen, če je prazen, bo oddajniku dal signal, da sem pripravljen na sprejem podatkov.
- Sprejemnik daje signal oddajniku, naj ne pošilja nobenih podatkov, medtem ko že prejetih podatkov ni mogoče prebrati.
- Njen delovni postopek je enak zgoraj opisanemu pri rokovanju.
Handshaking:
- V tem postopku obstajata dve obliki, tj. X-ON in X-OFF. Tu je "X" oddajnik.
- X-ON je del, v katerem nadaljuje prenos podatkov.
- X-OFF je del, v katerem zaustavi prenos podatkov.
- Uporablja se za nadzor pretoka podatkov in preprečevanje izgube med prenosom.
Aplikacije komunikacije RS232
- Serijska komunikacija RS232 se uporablja v osebnih računalnikih stare generacije za povezovanje zunanjih naprav, kot so miška, tiskalniki, modem itd.
- Danes RS232 nadomešča napredni USB.
- Uporablja se tudi v PLC strojih, CNC strojih in servo krmilnikih, ker je veliko cenejši.
- Še vedno ga uporabljajo nekatere plošče mikrokrmilnikov, tiskalniki računov, sistem prodajnih mest (PoS) itd.