Rs232 serial protocol ng komunikasyon: mga pangunahing kaalaman, pagtatrabaho at mga pagtutukoy

Ang isa sa pinakaluma, ngunit tanyag na protocol ng komunikasyon na ginagamit sa mga industriya at komersyal na produkto ay ang RS232 Communication Protoco l. Ang term na RS232 ay nangangahulugang "Inirekumendang Karaniwan 232" at ito ay isang uri ng serial na komunikasyon na ginagamit para sa paghahatid ng data nang normal sa katamtamang distansya. Ipinakilala ito noong 1960s at natagpuan ang paraan sa maraming mga application tulad ng mga computer printer, factory automation device atbp Ngayon ay maraming mga modernong mga protocol sa komunikasyon tulad ng RS485, SPI, I2C, CAN etc.. maaari mong suriin ang mga ito kung interesado. Sa artikulong ito, mauunawaan namin ang mga pangunahing kaalaman sa Protokol ng RS232 at kung paano ito gumagana.

Ano ang isang serial komunikasyon?

Sa telecommunication, ang proseso ng pagpapadala ng data nang sunud-sunod sa isang computer bus ay tinatawag bilang serial komunikasyon, na nangangahulugang ang data ay ipapadala nang paunti-unti. Habang sa parallel na komunikasyon ang data ay nakukuha sa isang byte (8 bit) o character sa maraming mga linya ng data o mga bus nang paisa-isa. Ang serial na komunikasyon ay mas mabagal kaysa sa parallel na komunikasyon ngunit ginamit para sa mahabang paghahatid ng data dahil sa mas mababang gastos at praktikal na mga kadahilanan.

Halimbawa upang maunawaan:

Serial na komunikasyon - bumaril ka ng isang target gamit ang mga machine gun, kung saan ang mga bala ay umabot nang isa-isa sa target.

Parallel na komunikasyon - bumaril ka ng isang target gamit ang isang shotgun, kung saan maraming bilang ng mga bala ang maabot nang sabay.

Mga paraan ng Paglipat ng Data sa Serial Communication:

Asynchronous Data Transfer - Ang mode kung saan ang mga piraso ng data ay hindi na-synchronize ng isang pulso ng orasan. Ang Clock pulse ay isang senyas na ginamit para sa pagsabay ng pagpapatakbo sa isang elektronikong sistema.
Kasabay na Paglipat ng Data - Ang mode kung saan ang mga piraso ng data ay na-synchronize ng isang pulso ng orasan.

Mga Katangian ng Serial Communication:

Ginagamit ang rate ngaud upang sukatin ang bilis ng paghahatid. Ito ay inilarawan bilang ang bilang ng mga piraso ng bit sa isang segundo. Halimbawa, kung ang rate ng baud ay 200 pagkatapos ay pumasa ang 200 bits bawat Sek. Sa mga linya ng telepono, ang mga rate ng baud ay magiging 14400, 28800 at 33600.
Ginagamit ang Stop Bits para sa isang solong packet upang ihinto ang paghahatid na tinukoy bilang "T". Ang ilang mga tipikal na halaga ay 1, 1.5 & 2 na piraso.
Ang Parity Bit ay ang pinakasimpleng anyo ng pag-check sa mga error. Mayroong apat na uri, ibig sabihin, kahit na kakaiba, minarkahan at may puwang. Halimbawa, Kung ang 011 ay isang numero ang pagkakapareho ng bit = 0, ibig sabihin, kahit ang pagkakapantay-pantay at ang pagkakapantay-pantay = 1, ibig sabihin, kakaibang pagkakapareho.

Ano ang RS232?

Ang RS232C "Inirekumendang Karaniwan 232C" ay ang pinakabagong bersyon ng Standard 25 pin samantalang, ang RS232D na kung saan ay ng 22 mga pin. Sa lalaking D-type ng bagong PC na kung saan ay 9 na mga pin.

Ang RS232 ay isang karaniwang protokol na ginamit para sa serial na komunikasyon, ginagamit ito para sa pagkonekta ng computer at mga paligid na aparato upang payagan ang serial data exchange sa pagitan nila. Habang kinukuha nito ang boltahe para sa daang ginamit para sa palitan ng data sa pagitan ng mga aparato. Ginagamit ito sa serial na komunikasyon hanggang sa 50 talampakan na may rate na 1.492 kbps. Tulad ng tinutukoy ng EIA, ang RS232 ay ginagamit para sa pagkonekta ng Data Transmission Equipment (DTE) at Data Communication Equipment (DCE).

Ang Universal Asynchronous Data Receiver & Transmitter (UART) na ginamit na may kaugnayan sa RS232 para sa paglilipat ng data sa pagitan ng printer at computer. Ang mga microcontrollers ay hindi kayang hawakan ang ganoong uri ng mga antas ng boltahe, ang mga konektor ay konektado sa pagitan ng mga signal ng RS232. Ang mga konektor na ito ay kilala bilang Connector ng DB-9 bilang isang serial port at sila ay dalawang konektor ng Male (DTE) at Babae na konektor (DCE) ng dalawang uri .

Mga Detalye ng Elektrikal

Talakayin natin ang mga de-koryenteng pagtutukoy ng RS232 na ibinigay sa ibaba:

Mga Antas ng Boltahe: Ginamit din ang RS232 bilang antas ng ground & 5V. Gumagana ang binary 0 na may mga voltages hanggang sa + 5V hanggang + 15Vdc. Ito ay tinawag bilang 'ON' o spacing (mataas na antas ng boltahe) samantalang ang Binary 1 ay gumagana sa mga voltages hanggang sa -5V hanggang -15Vdc. Ito ay tinatawag na 'OFF' o pagmamarka (mababang antas ng boltahe).
Natanggap na antas ng boltahe ng signal: Gumagana ang Binary 0 sa mga natanggap na signal voltages hanggang sa + 3V hanggang +13 Vdc & Binary 1 ay gumagana na may mga voltages hanggang -3V hanggang -13 Vdc.
Mga Impedance sa Linya: Ang impedance ng mga wire ay hanggang sa 3 ohms hanggang 7 ohms at ang maximum na haba ng cable ay 15 metro, ngunit bagong bagong haba ng haba sa mga term ng capacitance bawat haba ng yunit.
Boltahe ng Operasyon: Ang boltahe ng operasyon ay magiging 250v AC max.
Kasalukuyang Rating: Ang kasalukuyang rating ay magiging 3 Amps max.
Dielectric with with voltage: 1000 VAC min.
Slew Rate: Ang rate ng pagbabago ng mga antas ng signal ay tinatawag na Slew Rate. Sa rate ng pagpatay nito ay hanggang sa 30 V / microsecond at ang maximum na bitrate ay 20 kbps.

Paano gumagana ang RS232?

Gumagana ang RS232 sa dalawang-daan na komunikasyon na nagpapalitan ng data sa bawat isa. Mayroong dalawang mga aparato na konektado sa bawat isa, (DTE) Data Transmission Equipment & (DCE) Data Communication Equipment na may mga pin tulad ng TXD, RXD, at RTS & CTS. Ngayon, mula sa mapagkukunan ng DTE, bumubuo ang RTS ng kahilingan na ipadala ang data. Pagkatapos mula sa kabilang panig ng DCE, ang CTS, nililimas ang landas para sa pagtanggap ng data. Matapos i-clear ang isang landas, magbibigay ito ng isang senyas sa RTS ng mapagkukunan ng DTE upang maipadala ang signal. Pagkatapos ang mga piraso ay naililipat mula sa DTE patungong DCE. Ngayon muli mula sa DCEmapagkukunan, ang kahilingan ay maaaring malikha ng RTS at CTS ng mga mapagkukunan ng DTE ay nalilimas ang landas para sa pagtanggap ng data at nagbibigay ng isang senyas upang maipadala ang data. Ito ang buong proseso kung saan nagaganap ang paghahatid ng data.

TXD	TRANSMITTER
RXD	TANGGAP
RTS	HUMINGING MAGPADALA
CTS	MALINIS NA MAGPADALA
GND	LUPA

Halimbawa: Ang mga signal na nakatakda sa lohika 1, ibig sabihin, -12V. Nagsisimula ang paghahatid ng data mula sa susunod na bit at upang ipaalam ito, nagpapadala ang DTE ng pagsisimula ng kaunti sa DCE. Ang panimulang bit ay palaging '0', ibig sabihin, +12 V at susunod na 5 hanggang 9 na mga character ay mga bits ng data. Kung gumagamit kami ng parity bit, kung gayon ang 8 bits data ay maaaring mailipat samantalang kung ang parity ay hindi gumagamit, kung gayon 9 bits ang naililipat. Ang mga stop bit ay ipinadala ng transmitter na ang mga halaga ay 1, 1.5 o 2 bits pagkatapos ng paghahatid ng data.

Pagtukoy sa Mekanikal

Para sa mga pagtutukoy ng mekanikal, kailangan nating pag-aralan ang tungkol sa dalawang uri ng mga konektor na DB-25 at DB-9. Sa DB-25, may magagamit na 25 mga pin na ginagamit para sa marami sa mga application, ngunit ang ilan sa mga application ay hindi ginamit ang buong 25 mga pin. Kaya, ang konektor ng 9 na pin ay ginawa para sa kaginhawaan ng mga aparato at kagamitan.

Ngayon, tinatalakay namin ang konektor ng pin na DB-9 na ginagamit para sa koneksyon sa pagitan ng mga microcontroller at konektor. Ito ang dalawang uri: Male Connector (DTE) at Female Connector (DCE). Mayroong 5 mga pin sa tuktok na hilera at 4 na mga pin sa ibabang hilera. Ito ay madalas na tinatawag na konektor na DE-9 o D-type.

Istraktura ng Pin ng Konektor ng DB-9:

Paglalarawan ng Pin na Konektor ng DB-9:

PIN No.	Pangalan ng Pin	Paglalarawan ng Pin
1	CD (Carriers Detect)	Papasok na signal mula sa DCE
2	RD (Tumanggap ng Data)	Nakatanggap ng papasok na data mula sa DTE
3	TD (Ipadala ang Data)	Magpadala ng papalabas na data sa DCE
4	DTR (Handa na ang Terminal ng Data)	Papalabas na signal ng pakikipagkamay
5	GND (Signal ground)	Karaniwang boltahe ng sanggunian
6	DSR (Handa ng Data Set)	Papasok na signal ng pakikipagkamay
7	RTS (Kahilingan na Ipadala)	Papalabas na signal para sa pagkontrol ng daloy
8	CTS (Malinaw na Ipadala)	Papasok na signal para sa pagkontrol ng daloy
9	RI (Ring Indikator)	Papasok na signal mula sa DCE

Ano ang Handshaking?

Ang handshaking ay ang proseso na ginagamit upang ilipat ang signal mula sa DTE patungong DCE upang gawin ang koneksyon bago ang aktwal na paglipat ng data. Ang pagmemensahe sa pagitan ng transmitter at receiver ay maaaring gawin sa pamamagitan ng pakikipagkamay.

Mayroong 3 uri ng mga proseso ng handshaking na pinangalanan bilang: -

Walang Handshaking:

Kung walang handshaking, pagkatapos ay binabasa ng DCE ang natanggap na data habang inililipat ng DTE ang susunod na data. Ang lahat ng natanggap na data na nakaimbak sa isang lokasyon ng memorya na kilala bilang buffer ng receiver. Ang buffer na ito ay maaari lamang mag-imbak ng kaunti kaya dapat basahin ng tatanggap ang buffer ng memorya bago dumating ang susunod na bit. Kung ang tatanggap ay hindi mabasa ang nakaimbak na bit sa buffer at darating ang susunod na bit pagkatapos mawawala ang naimbak na bit.

Tulad ng ipinakita sa diagram sa ibaba, ang isang tatanggap ay hindi mabasa ang ^ika- 4 na bit hanggang sa pagdating ng ^ika- 5 na bit at ang resulta na ito ay overriding ng 4 ^th bit ng 5 ^th bit at 4 ^th bit ay nawala.

Pag-handshaking sa Hardware:

Gumagamit ito ng mga tiyak na serial port, ibig sabihin, RTS & CTS upang makontrol ang daloy ng data.
Sa prosesong ito, tinanong ng transmiter ang tatanggap na handa na itong makatanggap ng data pagkatapos suriin ng tatanggap ang buffer na ito ay walang laman, kung ito ay walang laman pagkatapos ay magbibigay ito ng signal sa transmitter na handa akong tumanggap ng data.
Nagbibigay ang tatanggap ng signal sa transmitter na huwag magpadala ng anumang data habang natanggap na ang data ay hindi mabasa.
Ang proseso ng pagtatrabaho nito ay kapareho ng nasa itaas na inilarawan sa pakikipagkamay.

Handshaking ng Software:

Sa prosesong ito, mayroong dalawang anyo, ibig sabihin, X-ON & X-OFF. Dito, 'X' ang transmiter.
Ang X-ON ay ang bahagi kung saan ito nagpapatuloy sa paghahatid ng data.
Ang X-OFF ay ang bahagi kung saan ito naka-pause ang paghahatid ng data.
Ginagamit ito upang makontrol ang daloy ng data at maiwasan ang pagkawala sa panahon ng paghahatid.

Mga aplikasyon ng RS232 Communication

Ang serial na komunikasyon ng RS232 ay ginagamit sa mga lumang henerasyon ng PC para sa pagkonekta sa mga aparatong paligid na tulad ng mouse, printer, modem atbp.
Ngayon, ang RS232 ay napalitan ng advanced USB.
Ginagamit din ito sa mga PLC machine, CNC machine, at servo Controller dahil sa mas mura ito.
Ginagamit pa rin ito ng ilang mga board ng microcontroller, mga resibo ng printer, point of sale system (PoS), atbp.