„Serial port“ yra nuosekliojo ryšio sąsajos trumpinys. „Nuoseklus ryšys“ reiškia ryšio būdą, kai duomenys perduodami bitais po bitų iš eilės. Įprasti nuoseklieji prievadai apima RS-232 ir RS-485. Nors nuoseklusis ryšys buvo sukurtas gana seniai, jis vis dar plačiai naudojamas šiandieninėje pramonės automatizavimo ir valdymo srityse. Šiame straipsnyje mes išsamiai apžvelgsime RS-232 nuoseklųjį prievadą. Šiame straipsnyje aptariamos šios temos:
1. RS232 istorija
2. RS232 sąsaja
3. Elektros signalai RS232
4. Lygis-Skintantys RS232 IC
5. Duomenų perdavimas RS232
1. RS232 istorija
RS232 yra ryšio standartas, kurį 1962 m. paskelbė Elektronikos pramonės asociacija (EIA). Visas jo pavadinimas yra: „Elektrinių ir mechaninių sąsajų tarp DTE ir DCE standartas“. „DTE“ reiškia „duomenų terminalo įrangą“, pvz., kompiuterį; „DCE“ reiškia „Data Circuit{3}}terminating Equipment“. Jis taip pat kartais rašomas kaip „duomenų perdavimo įranga“, pvz., modemas. „RS“ „RS232“ reiškia „Rekomenduojamas standartas“. „232“ yra identifikatorius. Ankstyvasis RS-232 standartas buvo sukurtas siekiant užtikrinti ryšį tarp kompiuterių, programuojamų telefonų ir modemų; po kelių peržiūrų jis tapo bendrosios paskirties nuosekliojo ryšio standartu. RS-232 pataisymai yra tokie:
1969 m. C versija (RS-232-C);
1986 m. D versija (RS-232-D);
E versija (RS232-E) 1991 m.;
F versija (RS232-F) 1997 m.;
Šiuo metu pramoninės automatikos srityje RS232 pirmiausia naudojamas ryšiui tarp įrenginių, tokių kaip jutikliniai ekranai, kortelių skaitytuvai, brūkšninių kodų skaitytuvai ir spausdintuvai bei PLC.
2. RS-232 sąsaja
Prieš F versiją RS-232 naudojo 25 kontaktų nuosekliąją sąsają, kuri buvo dviejų tipų: vyriška ir moteriška. Vyriška jungtis naudojama DTE įrenginiams, o vidinė jungtis naudojama DCE įrenginiams, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau
Fizinis vienetas parodytas paveikslėlyje žemiau:
Žemiau esančioje lentelėje rasite smeigtukų apibrėžimus:
:
| Skaičius | Vardas | Santrumpa |
|---|---|---|
| 1 | Skydas | |
| 2 | Perduoti duomenys | TxD |
| 3 | Gauti duomenys | RxD |
| 4 | Prašymas siųsti | RTS |
| 5 | Išvalyti siųsti | CTS |
| 6 | DCE Reskelbimasy/Duomenų rinkinys paruoštas | DSR |
| 7 | Signalo įžeminimas / bendras grąžinimas | SG |
| 8 | Priimamo linijos signalo detektorius | |
| 9 | Rezervuota duomenų rinkinio testavimui | |
| 10 | Rezervuota duomenų rinkinio testavimui | |
| 11 | Unaspasirašė | |
| 12 | Antrinio priimto linijos signalo detektorius | |
| 13 | Antrinis Išvalyti siųsti | (S)CTS |
| 14 | Antriniai perduoti duomenys | (S)TxD |
| 15 | Perdavimo signalo elementastiming | |
| 16 | Antriniai gauti duomenys | (S)RxD |
| 17 | Imtuvo signalo elemento laikas (DCE) | |
| 18 | Vietinė linijaakk | |
| 19 | Antrinis prašymas siųsti | (S)RTS |
| 20 | DTE paruošta / paruošta duomenų terminalui | DTR |
| 21 | Remote Loopback/ Signalo kokybės detektorius |
|
| 22 | Žiedo indikatorius | RI |
| 23 | Duomenų signalo spartos parinkiklis | |
| 24 | Perdavimo signalo elemento laikas (DTE) | |
| 25 | Bandymo režimas |
25 kontaktų nuosekliajame prievade yra per daug kaiščių, todėl jį naudoti sudėtinga. Siekiant supaprastinti RS232 nuoseklųjį prievadą, F versija apibrėžia 9 kontaktų nuoseklųjį prievadą, kuriame taip pat yra ir išorinė jungtis (skirta DTE), ir vidinė jungtis (DCE), kaip parodyta paveikslėlyje žemiau:
Žemiau esančioje lentelėje rasite kaiščių apibrėžimus:
| Skaičius | Vardas | Santrumpa |
|---|---|---|
| 1 | Duomenų nešiklio aptikimas | DCD |
| 2 | Gauti duomenys | RxD |
| 3 | Perduoti duomenys | TxD |
| 4 | Duomenų terminalas paruoštas | DTR |
| 5 | Žemė | GND |
| 6 | Duomenų rinkinys paruoštas | DSR |
| 7 | Prašymas siųsti | RTS |
| 8 | Išvalyti siųsti | CTS |
| 9 | Žiedo indikatorius | RI |
PLC laikomas DTE įrenginiu, o jo RS-232 nuoseklusis prievadas yra vyriška jungtis. Pavyzdžiui, S7-1200 nuoseklusis modulis CM1241 RS-232 turi vyrišką nuoseklųjį prievadą, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau:
Ryšiui tarp DTE ir DTC galima naudoti tiesioginį ryšį, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau:
Ryšiui tarp dviejų DTE (pvz., PLC ir brūkšninio kodo skaitytuvo) reikia naudoti kryžminį{0}}ryšį. Visi kaiščiai gali būti sujungti vienas su kitu, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau:
Galite naudoti minimalų prijungimo būdą, naudodami tik tris laidus, kad prijungtumėte abiejų įrenginių TxD ir RxD kaiščius ir įžemintumėte juos, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau:
Šio tipo jungtis, kai DTE jungiasi tiesiai prie DCE, neperžengdamas DCE, taip pat žinomas kaip „nulinis modemo“ ryšys, o tokio tipo ryšiui naudojamas kabelis vadinamas „nuliniu modemo“ kabeliu arba kryžminiu kabeliu.
3. RS-232 elektros signalai
Elektriniai signalai RS-232 perdavimo ir priėmimo gnybtuose yra įtampos signalai, palyginti su bendruoju įžeminimu (GND). Įtampos skirtumas tarp +3V ir +15V reiškia loginį „0“; įtampos skirtumas tarp -3V ir -15V reiškia loginį "1"; o įtampos skirtumas tarp -3 V ir +3V yra neapibrėžtas. 3 V yra mažiausias aptinkamas įtampos signalas. Praktikoje absoliuti įtampos skirtumo vertė turėtų svyruoti nuo 5 V iki 15 V. Tai yra, perduodant duomenis, siųstuvo tvarkyklė išveda teigiamą įtampos signalą nuo +5 V iki +15 V, kad būtų rodomas loginis "0", o neigiamas įtampos signalas nuo -5 V iki -15 V yra loginis "1". Priimant duomenis bet koks elektros signalas, didesnis nei 3 V, laikomas galiojančiu signalu.
4. RS-232 lygio konvertavimo IC
Kadangi mikrovaldiklio kontaktai išveda TTL lygius, norint konvertuoti juos į RS-232 lygius, reikalingas specialus konvertavimo IC (pvz., TI MAX3232 arba ST ST3232). Norėdami gauti daugiau informacijos, žr. mano ankstesnį straipsnį: Kuo skiriasi RS-232 ir TTL lygiai? Kaip jie konvertuojami?
5. RS-232 duomenų perdavimas
Pirmoji duomenų perdavimo sąvoka yra duomenų perdavimo sparta. Kaip žinome, nuoseklusis ryšys perduoda duomenis po vieną bitą, o perdavimo vienetas yra bitas. Todėl perdavimo sparta apibrėžiama kaip bitų, perduodamų per laiko vienetą, skaičius. Tarptautiniu mastu priimtas laiko vienetas yra sekundė (s), todėl perdavimo spartos vienetas yra bit/s (b/s), taip pat rašomas bps (bitai per sekundę).
Yra tam tikras duomenų perdavimo spartos diapazonas (ne savavališkos reikšmės); įprastos perdavimo spartos yra 9 600, 38 400, 56 000 ir 115 200. Taip pat yra daug kitų vertybių; bendraujančioms šalims tereikia susitarti dėl vienodos perdavimo spartos.
RS-232 yra taškas{2}}taškas ryšio protokolas. Jo duomenų rėmelis susideda iš keturių dalių: pradžios bito, duomenų bitų, pariteto bito ir pabaigos bito.
Pradinis bitas: ilgis 1, duomenų reikšmė lygi loginiam 0, nurodantis duomenų perdavimo pradžią;
Duomenų bitai: 8 arba 7 ilgio, atspindintys faktinius perduodamus duomenis;
Pariteto bitas: ilgis 0 (nėra pariteto) arba 1 (nelyginis ar lyginis lygumas);
Stabdymo antgalis: ilgis 1, 1,5 arba 2; duomenų reikšmė yra loginė 1, nurodanti duomenų rėmelio pabaigą;
Darant prielaidą, kad RS232 ryšys sukonfigūruotas naudojant 7 duomenų bitus, nelyginį paritetą ir 2 sustabdymo bitus, kadras ir loginės reikšmės parodytos toliau esančiame paveikslėlyje
Toliau atlikime skaičiavimus.
Tarkime, kad RS-232 ryšio sąrankos perdavimo sparta yra 9600, 8 duomenų bitai, nėra pariteto (0) ir 1 stop bitas. Kiek baitų duomenų galima perduoti per sekundę pagal šiuos ryšio parametrus?
Atsakymas: Remiantis parametrais, šio ryšio kadro ilgis yra 1 + 8 + 1=10 bitai. Šiame kadre perduodamas vienas baitas (8 bitai). Todėl, esant 9600 duomenų perdavimo spartai, didžiausias faktinių duomenų kiekis, kurį galima perduoti per sekundę, yra 9600 / 10=960 baitų.