В области телекоммуникаций , RS-232 , Рекомендуемый стандарт 232 [1] является стандартом , первоначально введенный в 1960 [2] для последовательной связи передачи данных. Он формально определяет сигналы, соединяющие DTE ( оконечное оборудование данных ), такое как компьютерный терминал , и DCE ( оконечное оборудование цепи данных или оборудование передачи данных ), такое как модем . Стандарт определяет электрические характеристики и синхронизацию сигналов, значение сигналов, а также физический размер ираспиновка разъемов. Текущая версия стандарта - TIA-232-F Interface Between Data Terminal Equipment and Data Circuit-Terminating Equipment Using Serial Binary Data Interchange , выпущенная в 1997 году. Стандарт RS-232 широко использовался в компьютерных последовательных портах и до сих пор широко используется. используется в промышленных устройствах связи.
Последовательный порт, соответствующий стандарту RS-232, когда-то был стандартной функцией многих типов компьютеров. Персональные компьютеры использовали их для подключения не только к модемам, но и к принтерам , компьютерным мышам , хранилищам данных, источникам бесперебойного питания и другим периферийным устройствам.
RS-232, по сравнению с более поздними интерфейсами, такими как RS-422 , RS-485 и Ethernet , имеет более низкую скорость передачи, короткую максимальную длину кабеля, большие колебания напряжения, большие стандартные разъемы, отсутствие возможности многоточечного соединения и ограниченные возможности многоточечного соединения. В современных персональных компьютерах USBвытеснил RS-232 из большинства функций периферийных интерфейсов. Немногие компьютеры сегодня оснащены портами RS-232, поэтому для подключения к периферийным устройствам RS-232 необходимо использовать либо внешний преобразователь USB-RS-232, либо внутреннюю карту расширения с одним или несколькими последовательными портами. Тем не менее, благодаря своей простоте и повсеместному распространению, интерфейсы RS-232 все еще используются - особенно в промышленных машинах, сетевом оборудовании и научных инструментах, где для передачи данных на короткое расстояние, точка-точка, низкоскоростное проводное соединение для передачи данных вполне достаточно. .
Сфера действия стандарта [ править ]
Ассоциация электронной промышленности (EIA) , стандарт RS-232-C , [3] , как 1969 устанавливает:
- Характеристики электрических сигналов, такие как уровни напряжения, скорость передачи сигналов , синхронизация и скорость нарастания сигналов, уровень выдерживаемого напряжения, поведение при коротком замыкании и максимальная емкость нагрузки .
- Механические характеристики интерфейса, съемные разъемы и идентификация контактов.
- Функции каждой цепи в интерфейсном разъеме.
- Стандартные наборы интерфейсных схем для выбранных телекоммуникационных приложений.
Стандарт не определяет такие элементы, как кодирование символов (например, ASCII , EBCDIC или другие), формирование символов (стартовые или стоповые биты и т. Д.), Порядок передачи битов или протоколы обнаружения ошибок. Формат символов и скорость передачи данных устанавливаются оборудованием последовательного порта, обычно UART , который также может содержать схемы для преобразования внутренних логических уровней в уровни сигналов, совместимые с RS-232. Стандарт не определяет скорости передачи данных, за исключением того, что он предназначен для скоростей передачи данных ниже 20 000 бит в секунду.
История [ править ]
RS-232 был впервые представлен в 1960 году [2] Ассоциацией электронной промышленности (EIA) в качестве Рекомендуемого стандарта . [4] [1] Первоначальные DTE были электромеханическими телетайпами , а оригинальные DCE были (обычно) модемами. Когда начали использоваться электронные терминалы (умные и глупые), они часто проектировались так, чтобы быть взаимозаменяемыми с телетайпами, и поэтому поддерживали RS-232.
Поскольку стандарт не предусматривал требований к таким устройствам, как компьютеры, принтеры, контрольно-измерительные приборы, POS-терминалы и т. Д., Разработчики, реализующие интерфейс, совместимый с RS-232, на своем оборудовании, часто интерпретировали стандарт идиосинкратически. В результате типичными проблемами были нестандартное назначение выводов цепей на разъемах, а также неправильные или отсутствующие сигналы управления. Несоблюдение стандартов привело к появлению процветающей индустрии коммутационных боксов , патч-боксов, испытательного оборудования, книг и других вспомогательных средств для подключения разнородного оборудования. Распространенным отклонением от стандарта было управление сигналами при пониженном напряжении. Поэтому некоторые производители построили передатчики, которые подавали +5 В и -5 В, и пометили их как «совместимые с RS-232». [цитата необходима ]
Позже персональные компьютеры (и другие устройства) начали использовать стандарт, чтобы они могли подключаться к существующему оборудованию. В течение многих лет порт, совместимый с RS-232, был стандартной функцией для последовательной связи , такой как модемные соединения, на многих компьютерах (при этом компьютер действовал как DTE). Он оставался широко распространенным до конца 1990-х годов. В периферийных устройствах персональных компьютеров он в значительной степени вытеснен другими стандартами интерфейса, такими как USB. RS-232 до сих пор используется для подключения периферийных устройств старых конструкций, промышленного оборудования (например, ПЛК ), консольных портов и оборудования специального назначения.
Стандарт был переименован несколько раз за время своего существования, поскольку спонсирующая организация меняла свое название, и он был по-разному известен как EIA RS-232, EIA 232, а в последнее время как TIA 232. Стандарт продолжал пересматриваться и обновляться. Ассоциация электронной промышленности, а с 1988 года - Ассоциация индустрии телекоммуникаций (TIA). [5] Редакция C была выпущена в документе, датированном августом 1969 года. Редакция D была выпущена в 1986 году. Текущая редакция - это интерфейс TIA-232-F между оконечным оборудованием данных и оконечным оборудованием цепи данных, использующим последовательный обмен двоичными данными , выпущенный в 1997 году. . Изменения со времени пересмотра C касались сроков и деталей, направленных на улучшение гармонизации с МККТТ.стандарт ITU-T / CCITT V.24 , но оборудование, построенное в соответствии с текущим стандартом, будет взаимодействовать со старыми версиями. [ необходима цитата ]
Соответствующие стандарты ITU-T включают V.24 (идентификация цепи) и ITU-T / CCITT V.28 (напряжение сигнала и временные характеристики). [ необходима цитата ]
В редакции D стандарта EIA-232, сверхминиатюрный разъем D был официально включен как часть стандарта (на него была ссылка только в приложении RS-232-C). Диапазон напряжения был расширен до ± 25 вольт, а предел емкости цепи был явно заявлен как 2500 пФ. В версии E стандарта EIA-232 был представлен новый 26-контактный разъем «Alt A» со стандартной D-образной оболочкой меньшего размера и внесены другие изменения для улучшения совместимости со стандартами CCITT V.24, V.28 и ISO 2110. [6]
История изменений документа спецификации:
- EIA RS-232 (май 1960 г.) «Интерфейс между оконечным оборудованием данных и данными» [2]
- EIA RS-232-A (октябрь 1963 г.) [2]
- EIA RS-232-B (октябрь 1965 г.) [2]
- EIA RS-232-C (август 1969 г.) «Интерфейс между оконечным оборудованием данных и оборудованием передачи данных, использующим последовательный обмен двоичными данными» [2]
- EIA EIA-232-D (1986)
- TIA TIA / EIA-232-E (1991) «Интерфейс между оконечным оборудованием данных и оборудованием передачи данных, использующим последовательный обмен двоичными данными»
- TIA TIA / EIA-232-F (октябрь 1997 г.)
- ANSI / TIA-232-F-1997 (R2002)
- TIA TIA-232-F (R2012)
Ограничения стандарта [ править ]
Поскольку RS-232 используется не по первоначальной цели - соединению терминала с модемом, для устранения ограничений были разработаны новые стандарты. Проблемы со стандартом RS-232 включают: [7]
- Большие колебания напряжения и необходимость в положительных и отрицательных источниках питания увеличивает энергопотребление интерфейса и усложняет конструкцию источника питания. Требования к размаху напряжения также ограничивают верхнюю скорость совместимого интерфейса.
- Несимметричная сигнализация, относящаяся к общей сигнальной земле, ограничивает помехоустойчивость и дальность передачи.
- Многоточечное соединение между более чем двумя устройствами не определено. Хотя были разработаны многоточечные «обходные пути», они имеют ограничения по скорости и совместимости.
- Стандарт не рассматривает возможность подключения DTE напрямую к DTE или DCE к DCE. Для этих соединений можно использовать нуль-модемные кабели, но они не определены стандартом, и некоторые такие кабели используют другие соединения, чем другие.
- Определения двух концов ссылки асимметричны. Это делает проблематичным присвоение роли вновь разработанного устройства; разработчик должен решить, какой интерфейс DTE-подобный или DCE-подобный, и какое назначение контактов разъема использовать.
- В квитирования и контрольные линии интерфейса предназначены для установки и Takedown из коммутируемой схемы связи; в частности, во многих устройствах ненадежно реализовано использование линий подтверждения для управления потоком .
- Не указан метод отправки питания на устройство. Хотя небольшое количество тока может быть извлечено из линий DTR и RTS, это подходит только для устройств с низким энергопотреблением, таких как мыши .
- Рекомендуемый стандартом 25-контактный разъем D-sub имеет большие размеры по сравнению с современной практикой.
Роль в современных персональных компьютерах [ править ]
В книге PC 97 Hardware Design Guide , [8] Microsoft осуждается поддержка RS-232 совместимого последовательного порт оригинального дизайна IBM PC. Сегодня RS-232 в основном заменен в персональных компьютерах на USB для локальной связи. Преимущества по сравнению с RS-232 заключаются в том, что USB работает быстрее, использует более низкое напряжение и имеет разъемы, которые проще подключать и использовать. Недостатки USB по сравнению с RS-232 заключаются в том, что USB гораздо менее устойчив к электромагнитным помехам (EMI) [ сомнительно ] и что максимальная длина кабеля намного короче (15 метров для RS-232 против 3-5 метров для USB в зависимости от Используемая скорость USB). [9][10]
В таких областях, как автоматизация лабораторий или геодезия, можно по-прежнему использовать устройства RS-232. Некоторые типы программируемых логических контроллеров , частотно-регулируемых приводов , сервоприводов и оборудования с числовым программным управлением программируются через RS-232. Производители компьютеров отреагировали на это требование, повторно представив разъем DE-9M на своих компьютерах или сделав адаптеры доступными.
Порты RS-232 также обычно используются для связи с автономными системами, такими как серверы , где не установлен монитор или клавиатура, во время загрузки, когда операционная система еще не запущена и, следовательно, сетевое соединение невозможно. Компьютер с последовательным портом RS-232 может связываться с последовательным портом встроенной системы (например, маршрутизатора ) в качестве альтернативы мониторингу через Ethernet.
Физический интерфейс [ править ]
В RS-232, пользовательские данные отправляются в виде временного ряда из битов . Оба синхронных и асинхронных передач поддерживаются стандартом. В дополнение к цепям передачи данных, стандарт определяет ряд цепей управления, используемых для управления соединением между DTE и DCE. Каждая схема данных или управления работает только в одном направлении, то есть сигнализирует от DTE к присоединенному DCE или наоборот. Поскольку данные передачи и приема данных являются отдельными цепями, интерфейс может работать в полнодуплексном режиме, поддерживая одновременный поток данных в обоих направлениях. Стандарт не определяет кадрирование символов в потоке данных или кодировку символов.
Уровни напряжения [ править ]
Стандарт RS-232 определяет уровни напряжения, которые соответствуют уровням логической единицы и логического нуля для линий передачи данных и сигналов управления. Допустимые сигналы находятся либо в диапазоне от +3 до +15 вольт, либо в диапазоне от -3 до -15 вольт по отношению к контакту «Общая земля» (GND); следовательно, диапазон от -3 до +3 вольт не является допустимым уровнем RS-232. Для линий передачи данных (TxD, RxD и их эквиваленты вторичного канала) логическая единица представлена как отрицательное напряжение, а состояние сигнала называется «меткой». Логический ноль сигнализируется положительным напряжением, и состояние сигнала называется "пробелом". Управляющие сигналы имеют противоположную полярность: заявленное или активное состояние - это положительное напряжение, а деактивированное или неактивное состояние - это отрицательное напряжение.Примеры линий управления включают запрос на отправку (RTS), разрешение на отправку (CTS),готовность терминала данных (DTR) и готовность набора данных (DSR).
| Цепи передачи данных | Цепи управления | Напряжение |
|---|---|---|
| 0 (пробел) | Утверждено | От +3 до +15 В |
| 1 (отметка) | Отменено | От −15 до −3 В |
Стандарт определяет максимальное напряжение холостого хода 25 В: уровни сигналов ± 5 В, ± 10 В, ± 12 В и ± 15 В обычно наблюдаются в зависимости от напряжений, доступных для схемы драйвера линии. Некоторые микросхемы драйверов RS-232 имеют встроенную схему для создания необходимых напряжений от источника питания 3 или 5 вольт. Драйверы и приемники RS-232 должны выдерживать неопределенные короткие замыкания на землю или на любой уровень напряжения до ± 25 вольт. Скорость нарастания или скорость изменения сигнала между уровнями также контролируется.
Поскольку уровни напряжения выше, чем логические уровни, обычно используемые интегральными схемами, для преобразования логических уровней требуются специальные промежуточные схемы драйверов. Они также защищают внутренние схемы устройства от коротких замыканий или переходных процессов, которые могут появиться на интерфейсе RS-232, и обеспечивают ток, достаточный для соответствия требованиям скорости нарастания напряжения для передачи данных.
Поскольку оба конца цепи RS-232 зависят от нулевого напряжения на контакте заземления, возникнут проблемы при подключении оборудования и компьютеров, когда напряжение между контактом заземления на одном конце и контактом заземления на другом не равно нулю. Это также может вызвать опасный контур заземления . Использование общего заземления ограничивает RS-232 приложениями с относительно короткими кабелями. Если два устройства расположены достаточно далеко друг от друга или находятся в разных энергосистемах, местные заземляющие соединения на обоих концах кабеля будут иметь разное напряжение; эта разница снизит запас помехоустойчивости сигналов. Сбалансированные, дифференциальные последовательные соединения, такие как RS-422 или RS-485, могут допускать большие перепады напряжения заземления из-за дифференциальной передачи сигналов. [11]
Неиспользуемые интерфейсные сигналы, подводимые к земле, будут иметь неопределенное логическое состояние. Если необходимо постоянно установить управляющий сигнал в определенное состояние, он должен быть подключен к источнику напряжения, который устанавливает уровни логической 1 или логического 0, например, с подтягивающим резистором. Для этой цели некоторые устройства предоставляют тестовые напряжения на своих интерфейсных разъемах.
Соединители [ править ]
Устройства RS-232 могут быть классифицированы как оконечное оборудование данных (DTE) или оконечное оборудование канала передачи данных (DCE); это определяет на каждом устройстве, какие провода будут отправлять и получать каждый сигнал. Согласно стандарту, штекерные разъемы имеют функции контактов DTE, а разъемы-розетки - функции контактов DCE. Другие устройства могут иметь любую комбинацию пола разъема и определения контактов. Многие терминалы производились с гнездовыми разъемами, но продавались с кабелем с вилками на каждом конце; терминал с кабелем соответствовал рекомендациям стандарта.
Стандарт рекомендует субминиатюрный 25-контактный разъем D до версии C и делает его обязательным начиная с версии D. Большинство устройств реализуют только несколько из двадцати сигналов, указанных в стандарте, поэтому разъемов и кабелей с меньшим количеством контактов достаточно для большинство соединений, более компактные и менее дорогие. Производители персональных компьютеров заменили разъем DB-25M на меньший разъем DE-9M . Этот разъем с другой распиновкой (см. Распиновку последовательного порта ) обычно используется для персональных компьютеров и связанных с ними устройств.
Наличие 25-контактного разъема D-sub не обязательно указывает на наличие интерфейса, совместимого с RS-232-C. Например, на оригинальном ПК IBM штекер D-sub был портом RS-232-C DTE (с нестандартным интерфейсом токовой петли на зарезервированных контактах), но гнездовой разъем D-sub на той же модели ПК был используется для параллельного порта принтера Centronics . Некоторые персональные компьютеры подают нестандартные напряжения или сигналы на некоторые контакты своих последовательных портов.
Кабели [ править ]
Стандарт не определяет максимальную длину кабеля, но вместо этого определяет максимальную емкость, которую должна выдерживать соответствующая схема привода. Широко используемое практическое правило показывает, что кабели длиной более 15 м (50 футов) будут иметь слишком большую емкость, если не используются специальные кабели. Используя кабели с малой емкостью, связь может поддерживаться на больших расстояниях до примерно 300 м (1000 футов). [12] Для больших расстояний другие стандарты сигналов, такие как RS-422 , лучше подходят для более высоких скоростей.
Поскольку стандартные определения не всегда применяются правильно, часто необходимо обратиться к документации, проверить соединения с коммутационной коробкой или использовать метод проб и ошибок, чтобы найти кабель, который работает при соединении двух устройств. Для подключения полностью совместимого со стандартами устройства DCE и устройства DTE будет использоваться кабель, который соединяет одинаковые номера контактов в каждом разъеме (так называемый «прямой кабель»). « Смена пола » позволяет устранить гендерное несоответствие между кабелями и разъемами. Для подключения устройств с различными типами разъемов требуется кабель, который соединяет соответствующие контакты в соответствии с таблицей ниже. Обычны кабели с 9 контактами на одном конце и 25 на другом. Производители оборудования с 8П8Сразъемы обычно включают кабель с разъемом DB-25 или DE-9 (или иногда со сменными разъемами, чтобы они могли работать с несколькими устройствами). Кабели низкого качества могут вызывать ложные сигналы из-за перекрестных помех между линиями данных и управления (такими как индикатор звонка ).
Если данный кабель не позволит подключения к данным, особенно если пол смена в использовании, модем нуль - кабель может быть необходимым. Устройства для смены пола и нуль-модемные кабели не упоминаются в стандарте, поэтому для них нет официально санкционированного дизайна.
Сигналы данных и управления [ править ]
В следующей таблице перечислены наиболее часто используемые сигналы RS-232 (называемые в спецификациях «схемами») и их назначение контактов на рекомендуемых разъемах DB-25. [13] (См. Распиновку последовательного порта для других часто используемых разъемов, не определенных стандартом.)
| Схема | Направление | DB-25 контактный | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Имя | Типичная цель | Сокращение | DTE | DCE | |
| Терминал данных готов | DTE готово принять, инициировать или продолжить вызов. | DTR | из | в | 20 |
| Обнаружение носителя данных | DCE получает носитель от удаленного DCE. | DCD | в | из | 8 |
| Набор данных готов | DCE готов принимать и отправлять данные. | DSR | в | из | 6 |
| Индикатор звонка | DCE обнаружила входящий сигнал вызова на телефонной линии. | RI | в | из | 22 |
| Запрос на отправку | DTE запрашивает DCE подготовиться к передаче данных. | РТС | из | в | 4 |
| Готов к приему | DTE готово получать данные от DCE. Предполагается, что при использовании RTS всегда устанавливается. | РТР | из | в | 4 |
| Очистить для отправки | DCE готов принять данные от DTE. | CTS | в | из | 5 |
| Переданные данные | Переносит данные из DTE в DCE. | TxD | из | в | 2 |
| Полученные данные | Переносит данные из DCE в DTE. | RxD | в | из | 3 |
| Общие основания | опорное напряжение нулевой для всех указанных выше. | GND | общий | 7 | |
| Защитное заземление | Подключен к заземлению шасси. | PG | общий | 1 | |
Сигналы названы с точки зрения DTE. Контакт заземления является обычным выводом для других соединений и устанавливает «нулевое» напряжение, к которому относятся напряжения на других контактах. Разъем DB-25 имеет второе «защитное заземление» на контакте 1; он подключен внутри к заземлению корпуса оборудования и не должен подключаться кабелем или разъемом к заземлению сигнала.
Индикатор звонка [ править ]
Индикатор звонка (RI) - это сигнал, отправляемый от DCE к устройству DTE. Он указывает оконечному устройству, что телефонная линия звонит. Во многих компьютерных последовательных портах аппаратное прерывание генерируется при изменении состояния сигнала RI. Наличие поддержки этого аппаратного прерывания означает, что программа или операционная система могут быть проинформированы об изменении состояния вывода RI, не требуя от программного обеспечения постоянного «опроса» состояния вывода. RI не соответствует другому сигналу, который передает аналогичную информацию противоположным образом.
На внешнем модеме состояние контакта индикатора звонка часто связано с индикатором «AA» (автоматический ответ), который мигает, если сигнал RI обнаруживает звонок. Заявленный сигнал RI точно следует шаблону вызывного сигнала, что может позволить программному обеспечению обнаруживать характерные шаблоны вызывного сигнала .
Сигнал индикатора звонка используется некоторыми старыми источниками бесперебойного питания (ИБП) для сигнализации о сбое питания компьютера.
Некоторые персональные компьютеры могут быть настроены для пробуждения по звонку, что позволяет приостановленному компьютеру отвечать на телефонный звонок.
RTS, CTS и RTR [ править ]
Сигналы запроса на отправку (RTS) и разрешения на отправку (CTS) изначально были определены для использования с полудуплексными (в одном направлении) модемами, такими как Bell 202 . Эти модемы отключают свои передатчики, когда они не требуются, и должны передавать преамбулу синхронизации приемнику, когда они снова включаются. DTE заявляет RTS, чтобы указать на желание передать в DCE, и в ответ DCE утверждает CTS для предоставления разрешения, как только достигается синхронизация с DCE на дальнем конце. Такие модемы уже не используются. Нет соответствующего сигнала, который DTE могло бы использовать для временной остановки входящих данных от DCE. Таким образом, использование RS-232 сигналов RTS и CTS в соответствии со старыми версиями стандарта асимметрично.
Эта схема также используется в современных преобразователях RS-232 в RS-485 . RS-485 - это шина множественного доступа, по которой только одно устройство может передавать одновременно, концепция, которая не предусмотрена в RS-232. Устройство RS-232 выдает RTS, чтобы сообщить преобразователю взять на себя управление шиной RS-485, чтобы преобразователь и, следовательно, устройство RS-232 могли отправлять данные на шину.
В современных коммуникационных средах используются полнодуплексные (одновременно в обоих направлениях) модемы. В этой среде у DTE нет причин отменять RTS. Однако из-за возможности изменения качества линии, задержек в обработке данных и т. Д. Существует потребность в симметричном двунаправленном управлении потоком .
Симметричная альтернатива, обеспечивающая управление потоком в обоих направлениях, была разработана и продавалась в конце 1980-х различными производителями оборудования. Он переопределил сигнал RTS, чтобы означать, что DTE готово принимать данные от DCE. Эта схема была в конечном итоге кодифицирована в версии RS-232-E (фактически TIA-232-E к тому времени) путем определения нового сигнала «RTR (готовность к приему)», который представляет собой схему 133. TIA-232. -E и соответствующие международные стандарты были обновлены, чтобы показать, что схема 133, когда она реализована, имеет тот же вывод, что и RTS (запрос на отправку), и что, когда 133 используется, RTS предполагается DCE постоянно . [14]
В этой схеме, обычно называемой «управление потоком RTS / CTS» или «установление связи RTS / CTS» (хотя технически правильное имя будет «RTR / CTS»), DTE заявляет RTR всякий раз, когда он готов принять данные от DCE, и DCE устанавливает CTS всякий раз, когда он готов принять данные от DTE. В отличие от первоначального использования RTS и CTS с полудуплексными модемами, эти два сигнала работают независимо друг от друга. Это пример аппаратного управления потоком . Однако «аппаратное управление потоком» в описании опций, доступных на устройстве, оснащенном RS-232, не всегда означает квитирование RTS / CTS.
Оборудование, использующее этот протокол, должно быть подготовлено для буферизации некоторых дополнительных данных, поскольку удаленная система могла начать передачу непосредственно перед тем, как локальная система отменит подтверждение RTR.
3-проводный и 5-проводный RS-232 [ править ]
Минимальное «3-проводное» соединение RS-232, состоящее только из передачи данных, приема данных и заземления, обычно используется, когда не требуются все возможности RS-232. Даже двухпроводное соединение (данные и земля) может использоваться, если поток данных является односторонним (например, цифровые почтовые весы, которые периодически отправляют показания веса, или приемник GPS, который периодически отправляет данные о местоположении, если нет конфигурации через RS -232 обязательно). Когда в дополнение к двусторонним данным требуется только аппаратное управление потоком, линии RTS и CTS добавляются в 5-проводной версии.
Редко используемые функции [ править ]
Стандарт EIA-232 определяет соединения для нескольких функций, которые не используются в большинстве реализаций. Для их использования требуются 25-контактные разъемы и кабели.
Выбор скорости сигнала [ править ]
DTE или DCE могут указывать использование «высокой» или «низкой» скорости передачи сигналов. Скорости, а также то, какое устройство будет выбирать скорость, должны быть настроены как в DTE, так и в DCE. Предварительно настроенное устройство выбирает высокую скорость, устанавливая вывод 23 в положение ON.
Петлевое тестирование [ править ]
Многие устройства DCE имеют возможность обратной петли , которая используется для тестирования. Когда этот параметр включен, сигналы возвращаются отправителю, а не отправляются получателю. Если поддерживается, DTE может сигнализировать локальной DCE (той, к которой оно подключено), чтобы перейти в режим кольцевой проверки, установив контакт 18 в положение ON, или удаленной DCE (той, к которой подключен локальный DCE), чтобы войти в режим кольцевой проверки, установив контакт 21 в положение ВКЛ. Последний тестирует канал связи, а также оба DCE. Когда DCE находится в тестовом режиме, он сигнализирует DTE, устанавливая контакт 25 в положение ON.
Обычно используемая версия тестирования обратной петли не предполагает каких-либо специальных возможностей ни с одной стороны. Аппаратный шлейф - это просто провод, соединяющий дополнительные контакты вместе в одном и том же разъеме (см. Шлейф ).
Тестирование с обратной связью часто выполняется с помощью специализированного DTE, называемого тестером частоты ошибок по битам (или BERT).
Сигналы времени [ править ]
Некоторые синхронные устройства предоставляют тактовый сигнал для синхронизации передачи данных, особенно при более высоких скоростях передачи данных. DCE обеспечивает два сигнала синхронизации на контактах 15 и 17. Контакт 15 - это часы передатчика или синхронизация передачи (ST); DTE помещает следующий бит в линию данных (вывод 2), когда этот тактовый сигнал переходит из состояния ВЫКЛ в состояние ВКЛ (поэтому он стабилен во время перехода из состояния ВКЛ в ВЫКЛ, когда DCE регистрирует бит). Контакт 17 - это часы приемника или синхронизация приема (RT); DTE считывает следующий бит из линии данных (вывод 3), когда эти часы переходят из состояния ВКЛ в состояние ВЫКЛ.
В качестве альтернативы DTE может подавать тактовый сигнал, называемый синхронизацией передатчика (TT), на вывод 24 для передаваемых данных. Данные изменяются, когда часы переходят из состояния ВЫКЛ в состояние ВКЛ, и считываются во время перехода из состояния ВКЛ в ВЫКЛ. TT может использоваться для решения проблемы, когда ST должен пройти кабель неизвестной длины и задержки, немного вывести DTE после другой неизвестной задержки и вернуть его в DCE через ту же неизвестную задержку кабеля. Поскольку связь между передаваемым битом и TT может быть зафиксирована в конструкции DTE, и поскольку оба сигнала проходят через кабель одинаковой длины, использование TT устраняет проблему. TT может быть сгенерирован путем обратного цикла ST с соответствующим изменением фазы, чтобы согласовать его с переданными данными. ST цикл обратно TT позволяет DTE использовать ДХЭ~D в качестве опорной частоты, и корректировать часы на время данных.
Синхронная синхронизация требуется для таких протоколов, как SDLC , HDLC и X.25 .
Дополнительный канал [ править ]
Вторичный канал данных, идентичный по возможностям первичному каналу, может дополнительно быть реализован устройствами DTE и DCE. Назначение контактов следующее:
| Сигнал | Штырь |
|---|---|
| Общие основания | 7 (как первичный) |
| Вторичные передаваемые данные (STD) | 14 |
| Вторичные полученные данные (SRD) | 16 |
| Вторичный запрос на отправку (SRTS) | 19 |
| Вторичное разрешение на отправку (SCTS) | 13 |
| Обнаружение вторичной несущей (SDCD) | 12 |
Связанные стандарты [ править ]
Другие стандарты последовательной передачи сигналов могут не взаимодействовать со стандартными портами RS-232. Например, использование уровней TTL около +5 и 0 В помещает уровень отметки в неопределенную область стандарта. Такие уровни иногда используются с NMEA 0183 -совместимого GPS приемниками и эхолотами .
Токовая петля 20 мА использует отсутствие тока 20 мА для высокого уровня и наличие тока в петле для низкого уровня; этот метод передачи сигналов часто используется для междугородных и оптически изолированных линий связи. Для подключения устройства с токовой петлей к совместимому порту RS-232 требуется преобразователь уровня. Устройства с токовой петлей могут подавать напряжение, превышающее пределы выдерживаемого напряжения совместимого устройства. В оригинальной карте последовательного порта IBM PC реализован интерфейс с токовой петлей 20 мА, который никогда не эмулировался другими поставщиками совместимого оборудования.
Другие последовательные интерфейсы, аналогичные RS-232:
- RS-422 (высокоскоростная система, аналогичная RS-232, но с дифференциальной сигнализацией )
- RS-423 (высокоскоростная система, аналогичная RS-422, но с несбалансированной сигнализацией )
- RS-449 (функциональный и механический интерфейс, который использовал сигналы RS-422 и RS-423 - он никогда не пользовался успехом, как RS-232, и был отозван EIA)
- RS-485 (потомок RS-422, который может использоваться как шина в многоточечных конфигурациях)
- MIL-STD-188 (система, подобная RS-232, но с лучшим сопротивлением и контролем времени нарастания)
- EIA-530 (высокоскоростная система, использующая электрические свойства RS-422 или RS-423 в конфигурации выводов EIA-232, объединяющая, таким образом, лучшее из обоих; заменяет RS-449)
- EIA / TIA-561 8-позиционный несинхронный интерфейс между оконечным оборудованием данных и оконечным оборудованием цепи данных, использующим последовательный обмен двоичными данными
- Электрические характеристики EIA / TIA-562 для несимметричного цифрового интерфейса (низковольтная версия EIA / TIA-232)
- TIA-574 (стандартизирует распиновку 9-контактного сверхминиатюрного разъема D для использования с электрической сигнализацией EIA-232, как это было сделано на IBM PC / AT)
Инструменты разработки [ править ]
При разработке или устранении неполадок систем, использующих RS-232, для поиска проблем может быть важно тщательное изучение сигналов оборудования. В простом индикаторном устройстве используются светодиоды для отображения высокого / низкого состояния данных или управляющих контактов. Можно использовать Y-кабели, чтобы можно было использовать другой последовательный порт для отслеживания всего трафика в одном направлении. Серийный анализатор линии представляет собой устройство , похожее на логический анализатор , но специализировано для уровней RS-232 по напряжению, разъемов, и, где используются, тактовые сигналы. Анализатор последовательной линии может собирать, хранить и отображать данные и управляющие сигналы, что позволяет разработчикам просматривать их в деталях. Некоторые просто отображают сигналы в виде сигналов; более сложные версии включают возможность декодирования символов в ASCIIили другие общие коды, а также для интерпретации общих протоколов, используемых через RS-232, таких как SDLC , HDLC , DDCMP и X.25 . Анализаторы последовательной линии доступны как отдельные блоки, как программное обеспечение и интерфейсные кабели для логических анализаторов и осциллографов общего назначения , а также как программы, которые работают на обычных персональных компьютерах и устройствах.
См. Также [ править ]
- Асинхронная последовательная связь
- Синхронная последовательная связь
- Сравнение синхронной и асинхронной сигнализации
- Универсальный асинхронный приемник / передатчик (UART)
- Скорость передачи
Ссылки [ править ]
- ^ a b Глоссарий по измерениям. Архивировано 29 ноября 2012 г. на Wayback Machine Landis + Gyr Tutorial (см. EIA )
- ^ a b c d e е Эванс, младший, Джон М .; О'Нил, Джозеф Т .; Литтл, Джон Л .; Альбус, Джеймс С .; Барбера, Энтони Дж .; Файф, Деннис У .; Фонг, Элизабет Н .; Gilsinn, Дэвид Э .; Холбертон, Фрэнсис Э .; Лукас, Брайан Дж .; Lyon, Gordon E .; Маррон, Беатрис А.С.; Neumann, Albercht J .; Vickers, Mabel V .; Уокер, Джастин С. (октябрь 1976 г.), Стандарты для автоматизированного производства (второй промежуточный отчет, ред.), Управление разработки, автоматизации и технологий управления, Институт компьютерных наук и технологий, Национальное бюро стандартов, Вашингтон, округ Колумбия, США: Производство технологии Отдел ВВС материалы Laboratory, Райт-Паттерсон Air Force Base, Ohio 45433, NBSIR 76-1094 , извлекаться 2017-03-04
- ^ Стандарт EIA RS-232-C: Интерфейс между оконечным оборудованием данных и оборудованием передачи данных, использующим последовательный обмен двоичными данными . Вашингтон, США: Ассоциация электронной промышленности , инженерный отдел. 1969. OCLC 38637094 .
- ^ "Учебное пособие по интерфейсу данных и кабелям RS232" . ARC Electronics. 2010 . Проверено 28 июля 2011 .
- ^ «Факты TIA с первого взгляда» . О TIA . Ассоциация телекоммуникационной индустрии . Проверено 28 июля 2011 .
- ^ С. Маккей, Э. Райт, Д. Рейндерс, Дж. Парк, Практические промышленные сети передачи данных: проектирование, установка и устранение неисправностей , Newnes, 2004 ISBN 07506 5807X , страницы 41-42
- ^ Горовиц, Пол ; Хилл, Уинфилд (1989). Искусство электроники (2-е изд.). Кембридж, Англия: Издательство Кембриджского университета . С. 723–726 . ISBN 0-521-37095-7.
- ^ Руководство по проектированию аппаратного обеспечения PC 97 . Редмонд, Вашингтон, США: Microsoft Press . 1997. ISBN. 1-57231-381-1.
- ^ «Длина последовательных кабелей» . www.tldp.org . Проверено 1 января 2020 .
- ^ Эндрюс, Жан (2020). CompTIA A + Руководство по технической поддержке ИТ . Dark, Joy, West, Jill (Десятое изд.). Бостон, Массачусетс, США: Cengage Learning. п. 267. ISBN. 978-0-357-10829-1. OCLC 1090438548 .
- ↑ Уилсон, Майкл Р. (январь 2000 г.). «Обзор TIA / EIA-422-B» (PDF) . Примечание по применению 1031 . National Semiconductor . Архивировано из оригинального (PDF) 06.01.2010 . Проверено 28 июля 2011 .
- ^ Лоуренс, Тони (1992). «Последовательная проводка» . А. П. Лоуренс . Проверено 28 июля 2011 .
- ^ Эгрен, Иоаким (2008-09-18). «Серийный (ПК 25)» . Аппаратная книга . Проверено 28 июля 2011 .
- ^ Leedom, Кейси (1990-02-20). «Re: Предложение стандарта полнодуплексного управления потоком RTS / CTS EIA-232» . Группа новостей : comp.dcom.modems . Usenet: [email protected] . Проверено 3 февраля 2014 .
Дальнейшее чтение [ править ]
- Аксельсон, Янв (2007). Последовательный порт завершен: COM-порты, виртуальные COM-порты USB и порты для встроенных систем (2-е изд.). Лейквью Исследования. ISBN 978-1-931-44806-2.
- Схемы интерфейса для TIA / EIA-232-F: Примечания по проектированию (PDF) . Продукты со смешанными сигналами . Техасские инструменты . Сентябрь 2002 г. SLLA037. Архивировано (PDF) из оригинала на 2017-03-05 . Проверено 5 марта 2017 .
- Основы последовательной связи RS – 232 (PDF) . Даллас полупроводник . 1998-03-09. Примечание по применению 83. Архивировано (PDF) из оригинала 2017-03-05 . Проверено 5 марта 2017 .
- «Стандарт RS232C» . База знаний . Национальные инструменты . Архивировано 05 марта 2017 года . Проверено 5 марта 2017 .
- Рекомендация ITU-T V.24 - Передача данных по телефонной сети - Список определений для схем обмена между оконечным оборудованием данных (DTE) и оконечным оборудованием каналов данных (DCE) . Международный союз электросвязи (ITU-T). Март 1993. Архивировано 17 августа 2015 года . Проверено 5 марта 2017 .
Внешние ссылки [ править ]
- СМИ, связанные с RS-232, на Викискладе?
- Последовательное программирование: соединения RS-232 в Викиучебнике
