RS-232

RS-232 ( English  Recommended Standard 232 , jiný název EIA232 [1] ) je standard fyzické vrstvy pro asynchronní rozhraní (UART) . Zařízení, které podporuje tento standard, je běžně známé jako sériový port osobního počítače . Historicky byl standard široce používán v telekomunikacíchzařízení. V současné době slouží k připojení k počítačům širokého kursu nenáročného zařízení, zvláště když je výrazně vyjmuto z počítače a podmínky použití se odchylují od standardních. V počítačích obsazených kancelářskými a zábavními aplikacemi je prakticky nahrazeno rozhraním USB .

RS-232 zajišťuje přenos dat a některých speciálních signálů mezi terminálem ( anglicky  Data Terminal Equipment , DTE) a komunikačním zařízením ( anglicky  Data Communications Equipment , DCE) na vzdálenost až 15 metrů při maximální rychlosti (115200 baudů ). Jelikož je toto rozhraní známé nejen jednoduchostí programování, ale také nenáročností, v reálných podmínkách se tato vzdálenost mnohonásobně zvětšuje s přibližně úměrným poklesem rychlosti.

Protokol rozhraní zahrnuje dva režimy přenosu dat - synchronní a asynchronní , stejně jako dva způsoby řízení výměny dat - hardware a software. Každý režim může pracovat s jakýmkoliv způsobem ovládání. Protokol také předpokládá možnost řídit přenos dat speciálními signály nastavenými hostitelem (DSR - ready status signal, DTR - data transfer ready signal).

Pro přenos dat přes rozhraní RS-232 se používá kód NRZ , který není samosynchronizační, proto se pro synchronizaci používají start a stop bity, které umožňují vybrat bitovou sekvenci a synchronizovat přijímač s vysílačem.

Schůzka

Původně navržený pro připojení telefonních modemů k počítačům . V souvislosti s takovou specializací má základy např. v podobě samostatné RING linky („volání“). Telefonní modemy postupně přecházely na jiná rozhraní (USB), ale konektor RS-232 byl k dispozici na všech osobních počítačích a mnoho výrobců zařízení jej využívalo k připojení svých zařízení (například počítačové myši ).

V současné době se nejčastěji používá v průmyslových a vysoce specializovaných zařízeních, vestavěných zařízeních . Na přenosných počítačích (notebooky, netbooky, PDA atd.) nenašel RS-232 široké uplatnění, nicméně až donedávna základní desky stacionárních osobních počítačů stále obsahovaly RS-232 - buď ve formě konektoru na zadní straně panelu, nebo ve formě bloku pro připojení kabelu na desce. Je také možné použít adaptéry-převodníky. Kromě toho je RS-232 k dispozici na některých televizorech a přijímačích , zejména satelitních, kde je také určen pro aktualizaci firmwaru přes počítač.

Často se tento standard používá pro interakci mikrokontrolérů různých architektur, které obsahují rozhraní UART, s jinými digitálními zařízeními a periferiemi.

Jak to funguje

RS-232 je kabelové duplexní rozhraní. Metoda přenosu dat je podobná asynchronnímu sériovému rozhraní UART .

Informace jsou přenášeny po drátech binárním signálem se dvěma napěťovými úrovněmi ( kód NRZ ). Logická "0" odpovídá kladnému napětí (od +5 do +15 V pro vysílač) a logická "1" - záporná (od -5 do -15 V pro vysílač). Pro elektrické přizpůsobení linek RS-232 a standardní digitální logiky UART je k dispozici široká škála budičových mikroobvodů, například MAX232 .

Kromě vstupních a výstupních datových linek RS-232 reguloval řadu volitelných pomocných linek pro hardwarové řízení toku a speciální funkce.

Konektory

Zařízení pro sériovou komunikaci se připojují kabely s 9-ti nebo 25-ti pinovými D-sub konektory . Obvykle se označují Dx-yz , kde

DB25P  je tedy 25kolíková zástrčka, DE9P je 9kolíková  zástrčka a DB25S a DE9S jsou 25 a 9kolíkové zásuvky.

Zpočátku RS-232 používal DB-25, ale protože mnoho aplikací využívalo pouze část pinů poskytovaných standardem, bylo možné pro tento účel použít 9pinové konektory DE-9, které doporučuje RS-574. Standard.

Čísla hlavního kontaktu, který vysílá a přijímá data, se u konektorů DE-9 a DB-25 liší: u DE-9 je pin 2 vstup přijímače, pin 3 je výstup vysílače. U DB-25 je naopak pin 2 výstupem vysílače, pin 3 vstupem přijímače.

S rozvojem technologie začali výrobci telekomunikačních zařízení používat různé konektory pro RS-232, například 6P6C, 6P4C, 8P8C atd.

Standardní

Standard RS-232 byl navržen v roce 1962 Americkou asociací elektronického průmyslu (EIA). Standardy EIA měly původně předponu „RS“ (anglicky doporučená  norma , „doporučená norma“), ale nyní jsou jednoduše označeny jako „EIA“. V roce 1969 bylo představeno třetí vydání (RS-232C), v roce 1987 čtvrté (RS-232D nebo EIA-232D). Nejnovější je modifikace „E“, přijatá v červenci 1991 jako norma EIA / TIA-232E. V této verzi nejsou žádné technické změny, které by mohly vést k problémům s kompatibilitou s předchozími verzemi této normy.

RS-232 je identické se standardy ITU-T (CCITT) V.24/V.28, X.20bis/X.21bis a ISO IS2110.

Omezení

Rychlost provozu je omezena fyzickými parametry přenosové rychlosti jednoho bajtu: při 115200 baudu trvá každý bit (1/115200) = 8,7 µs. Pokud jsou přenášena 8bitová data, trvá to 8 x 8,7 µs = 69 µs, ale každý bajt vyžaduje další startovací a koncový bit, takže je potřeba 10 x 8,7 µs = 87 µs. To znamená maximální rychlost 11,5 KB za sekundu.

V praxi nemusí být v závislosti na kvalitě použitého kabelu dosaženo požadované přenosové vzdálenosti 15 metrů, například řádově 1,5 m při 115200 baudech pro nestíněný plochý nebo kulatý kabel. Je to dáno použitím jednofázových signálů místo diferenciálních a také chybějícími požadavky na přizpůsobení přijímače (a často i vysílače) vedení.

Aby se toto omezení překonalo a také aby bylo možné dosáhnout galvanické izolace mezi uzly, je fyzická vrstva RS-232 převedena na jiné fyzické vrstvy asynchronního rozhraní:

• "RS-232 - RS-422 " (při zachování plné softwarové kompatibility) nebo "RS-232 - RS-485 " (s určitými softwarovými omezeními). Vzdálenost lze prodloužit až na 1 km při rychlosti 9 600 baudů a pomocí kroucené dvoulinky kategorie 3 ;
• externí převodník "RS232 - Proudová smyčka " pro 9pinový konektor nebo odpovídající obvody 25pinového konektoru, pokud je uvnitř zařízení převodník.

Viz také

• MAX232
• SpaceWire
• RS-485
• RS-422
• NRZ kód
• Připojení nulového modemu
• UART

Poznámky

1. ↑ Standard RS232 . Společnost CAMI Research Inc. . Staženo 22. 4. 2018. Archivováno z originálu 12. 7. 2018. (neurčitý)
2. ↑ Zpočátku byl podle normy CE signál připojen k pinu 1. Ale protože CE se používá primárně pro modemy, je pin 1 často připojen k signálu CC.

Odkazy

• Popis rozhraní Archivováno 23. srpna 2011 na Wayback Machine
• The Serial Programming Guide for POSIX Operating Systems Archived 19. června 2006 na Wayback Machine (ruský překlad)
• Serial Communications (MSDN) Archivováno 8. prosince 2015 na Wayback Machine
• Anglický popis standardu RS-232 Archivováno 19. června 2008 na Wayback Machine
• Yashkardin V.L. RS-232. Doporučený standard 232 Rozhraní mezi datovým terminálem a přenosovým zařízením komunikační linky využívající sériovou výměnu binárních dat . SoftElectro (2009). Získáno 25. října 2020. Archivováno z originálu dne 24. srpna 2011. (Ruština)
• Java Simple Serial Connector Archivováno 10. března 2011 na Wayback Machine  je knihovna Java sériového portu. Podporuje Win32, Win64, Linux_x86, Linux_x86_64, Linux_ARM, Solaris_x86, Solaris_x86_64, MacOSX_x86, MacOSX_x86_64, MacOSX_PPC, MacOSX_PPC64
• Standard RS232 Archivováno 12. července 2018 na Wayback Machine  - Standard RS-232