RS232 seriel kommunikationsprotokol: grundlæggende, arbejde og specifikationer

En af de ældste, men alligevel populære kommunikationsprotokoller, der bruges i industrier og kommercielle produkter, er RS232 Communication Protoco l. Udtrykket RS232 står for "anbefalet standard 232", og det er en type seriel kommunikation, der bruges til transmission af data normalt i mellemstore afstande. Det blev introduceret tilbage i 1960'erne og har fundet vej i mange applikationer som computerprintere, fabriksautomatiseringsenheder osv. I dag er der mange moderne kommunikationsprotokoller som RS485, SPI, I2C, CAN osv. Du kan tjekke dem ud, hvis du er interesseret. I denne artikel vil vi forstå det grundlæggende i RS232-protokollen, og hvordan det fungerer.

Hvad er en seriel kommunikation?

I telekommunikation kaldes processen med at sende data sekventielt over en computerbus som seriel kommunikation, hvilket betyder, at dataene transmitteres bit for bit. I parallelkommunikation transmitteres dataene i en byte (8 bit) eller karakter på flere datalinjer eller busser ad gangen. Seriel kommunikation er langsommere end parallel kommunikation, men bruges til lang datatransmission på grund af lavere omkostninger og praktiske årsager.

Eksempel på forståelse:

Seriekommunikation - du skyder et mål ved hjælp af maskingeværer, hvor kugler når en efter en til målet.

Parallel kommunikation - du skyder et mål ved hjælp af et haglgevær, hvor mange antal kugler når på samme tid.

Metoder til dataoverførsel i seriel kommunikation:

• Asynkron dataoverførsel - Den tilstand, hvor databitene ikke synkroniseres med en urimpuls. Urimpuls er et signal, der bruges til synkronisering af drift i et elektronisk system.
• Synkron dataoverførsel - Den tilstand, hvor databitene synkroniseres med en urimpuls.

Karakteristik ved seriel kommunikation:

• Baudrate anvendes til at måle transmissionshastigheden. Det beskrives som antallet af bits, der passerer i et sekund. For eksempel, hvis baudhastigheden er 200, så er 200 bit pr. Sekund bestået. I telefonlinjer vil overførselshastighederne være 14400, 28800 og 33600.
• Stopbits bruges til en enkelt pakke til at stoppe transmissionen, der betegnes som “T”. Nogle typiske værdier er 1, 1,5 og 2 bit.
• Parity Bit er den enkleste form for kontrol af fejlene. Der er fire slags, dvs. lige ulige, markerede og med mellemrum. For eksempel, hvis 011 er et tal, er paritetsbiten = 0, dvs. lige paritet og pariteten = 1, dvs. ulige paritet.

Hvad er RS232?

RS232C “Anbefalet standard 232C” er den nyeste version af Standard 25-pin, mens RS232D, som er på 22 ben. I den nye pc's mandlige D-type, der er på 9 ben.

RS232 er en standardprotokol, der bruges til seriel kommunikation, den bruges til at forbinde computeren og dens perifere enheder for at muliggøre seriel dataudveksling mellem dem. Da det opnår spændingen for den sti, der bruges til dataudvekslingen mellem enhederne. Det bruges i seriel kommunikation op til 50 fod med en hastighed på 1,492 kbps. Som EIA definerer, bruges RS232 til at forbinde datatransmissionsudstyr (DTE) og datakommunikationsudstyr (DCE).

Universal Asynchronous Data Receiver & Transmitter (UART) anvendt i forbindelse med RS232 til overførsel af data mellem printer og computer. Mikrocontrollerne er ikke i stand til at håndtere en sådan slags spændingsniveauer, stik er forbundet mellem RS232-signaler. Disse stik kaldes DB-9-stikket som en seriel port, og de er af to typer Male-stik (DTE) og hun-stik (DCE).

Elektriske specifikationer

Lad os diskutere de elektriske specifikationer for RS232 angivet nedenfor:

• Spændingsniveauer: RS232 bruges også som jord- og 5V-niveau. Binær 0 fungerer med spændinger op til + 5V til + 15Vdc. Det kaldes 'ON' eller mellemrum (højspændingsniveau), mens binær 1 fungerer med spændinger op til -5V til -15Vdc. Det kaldes 'OFF' eller markering (lavspændingsniveau).
• Modtaget signal spændingsniveau: Binær 0 fungerer på de modtagne signal spændinger op til + 3V til +13 Vdc & Binær 1 fungerer med spændinger op til -3V til -13 Vdc.
• Linieimpedanser: Ledningernes impedans er op til 3 ohm til 7 ohm og den maksimale kabellængde er 15 meter, men ny maksimal længde med hensyn til kapacitans pr. Længdeenhed.
• Driftsspænding: Driftsspændingen vil være 250v AC maks.
• Nuværende vurdering: Den aktuelle vurdering er maks. 3 ampere.
• Dielektrisk modstandsspænding: 1000 VAC min.
• Slew Rate: Ændringshastigheden for signalniveauer betegnes som Slew Rate. Med sin drejningshastighed er op til 30 V / mikrosekund, og den maksimale bithastighed er 20 kbps.

Hvordan fungerer RS232?

RS232 arbejder på den tovejskommunikation, der udveksler data med hinanden. Der er to enheder forbundet til hinanden, (DTE) datatransmissionsudstyr & (DCE) datakommunikationsudstyr, der har stifter som TXD, RXD og RTS & CTS. Nu, fra DTE- kilde, genererer RTS anmodningen om at sende dataene. Derefter rydder DCE, CTS, den anden side stien til modtagelse af data. Efter at have ryddet en sti, vil det give et signal til RTS fra DTE- kilden for at sende signalet. Derefter transmitteres bitene fra DTE til DCE. Nu igen fra DCEkilde, kan anmodningen genereres af RTS og CTS fra DTE- kilder rydder stien til modtagelse af dataene og giver et signal om at sende dataene. Dette er hele processen, hvorigennem datatransmission finder sted.

TXD	SENDER
RXD	MODTAGER
RTS	ANMODNING OM AT SENDE
CTS	KLAR AT SENDE
GND	JORD

For eksempel: Signalerne indstillet til logik 1, dvs. -12V. Datatransmissionen starter fra næste bit, og for at informere dette sender DTE startbit til DCE. Startbiten er altid '0', dvs. +12 V & næste 5 til 9 tegn er databits. Hvis vi bruger paritetsbit, kan der sendes 8 bits data, mens hvis paritet ikke bruges, sendes der 9 bit. Stopbitene sendes af senderen, hvis værdier er 1, 1,5 eller 2 bit efter datatransmissionen.

Mekanisk specifikation

For mekaniske specifikationer er vi nødt til at undersøge to typer stik, der er DB-25 og DB-9. I DB-25 er der 25 ben tilgængelige, som bruges til mange af applikationerne, men nogle af applikationerne brugte ikke hele 25 ben. Så 9-bens stikket er lavet for at gøre det nemmere for enhederne og udstyret.

Nu diskuterer vi her DB-9- pin-stikket, der bruges til forbindelse mellem mikrocontrollere og stik. Disse er af to typer: Male Connector (DTE) & Female Connector (DCE). Der er 5 ben i øverste række og 4 ben i nederste række. Det kaldes ofte DE-9 eller D-type stik.

Stiftstruktur af DB-9-stik:

Stiftbeskrivelse DB-9-stik:

PIN-nr.	Pin-navn	Pin Beskrivelse
1	CD (Carrier Detect)	Indgående signal fra DCE
2	RD (modtag data)	Modtager indgående data fra DTE
3	TD (Overfør data)	Send udgående data til DCE
4	DTR (klar til dataterminal)	Udgående håndtryk signal
5	GND (Signal jord)	Fælles referencespænding
6	DSR (datasæt klar)	Indgående håndtrykssignal
7	RTS (anmodning om at sende)	Udgående signal til styring af flow
8	CTS (klart at sende)	Indgående signal til styring af flow
9	RI (ringindikator)	Indgående signal fra DCE

Hvad er håndskælv?

Håndrystning er den proces, der bruges til at overføre signalet fra DTE til DCE for at oprette forbindelse før den faktiske overførsel af data. Beskederne mellem sender og modtager kan ske ved håndtryk.

Der er 3 typer håndrystningsprocesser navngivet som: -

Ingen håndskælv:

Hvis der ikke er nogen håndtryk, læser DCE de allerede modtagne data, mens DTE transmitterer de næste data. Alle de modtagne data gemt på en hukommelsesplacering kendt som modtagerens buffer. Denne buffer kan kun gemme en bit, så modtageren skal læse hukommelsesbufferen, inden den næste bit ankommer. Hvis modtageren ikke er i stand til at læse den lagrede bit i bufferen, og den næste bit ankommer, vil den lagrede bit gå tabt.

Som det fremgår af nedenstående diagram, en modtager var ude af stand til at læse 4 ^th lidt indtil 5 ^th bit ankomst og dette resultat tvingende 4 ^th lidt efter 5 ^th bit og 4 ^th bit er tabt.

Hardware håndtryk:

• Den bruger specifikke serielle porte, dvs. RTS & CTS til at kontrollere dataflyden.
• I denne proces beder senderen modtageren om, at den er klar til at modtage data, og derefter kontrollerer modtageren bufferen, at den er tom, hvis den er tom, giver den signal til senderen, at jeg er klar til at modtage data.
• Modtageren giver signalet til senderen om ikke at sende nogen data, mens allerede modtagne data ikke kan læses.
• Dets arbejdsproces er den samme som beskrevet ovenfor i håndtryk.

Software håndtryk:

• I denne proces er der to former, dvs. X-ON og X-OFF. Her er 'X' senderen.
• X-ON er den del, hvor det genoptager datatransmissionen.
• X-OFF er den del, hvor det sætter dataoverførslen på pause.
• Det bruges til at kontrollere datastrømmen og forhindre tab under transmission.

Anvendelser af RS232-kommunikation

• RS232 seriel kommunikation bruges i gamle generations pc'er til tilslutning af perifere enheder som mus, printere, modem osv.
• I dag er RS232 erstattet af avanceret USB.
• Det bruges også i PLC-maskiner, CNC-maskiner og servostyring, fordi det er langt billigere.
• Det bruges stadig af nogle mikrocontroller-kort, kvitteringsprintere, PoS-systemer osv.