RS -232 - RS-232

DB-25 konektor, jak je popsáno ve standardu RS-232
Datová síť ukončující zařízení (DCE) a datová koncová zařízení (DTE) síť. Telefonnetz označuje telefonní síť ; EIA-232 je starý název pro RS-232, standard sériové komunikace .

V telekomunikaci , RS-232 , Doporučený standard 232 je standardní původně zaveden v roce 1960 pro sériovou komunikační přenos dat. Formálně definuje signály spojující DTE ( datové koncové zařízení ), jako je počítačový terminál , a DCE ( zařízení ukončující datový obvod nebo zařízení pro datovou komunikaci ), jako je modem . Norma definuje elektrické charakteristiky a časování signálů, význam signálů a fyzickou velikost a vývody konektorů. Aktuální verze standardu je rozhraní TIA-232-F mezi datovým koncovým zařízením a zařízením pro ukončení datových obvodů využívajícím sériovou binární výměnu dat , vydané v roce 1997. Standard RS-232 se běžně používal v počítačových sériových portech a stále je velmi rozšířený. používá se v průmyslových komunikačních zařízeních.

Sériový port vyhovující standardu RS-232 byl kdysi standardní funkcí mnoha typů počítačů. Osobní počítače je používaly k připojení nejen k modemům, ale také k tiskárnám , počítačovým myším , úložišti dat, zdrojům nepřerušitelného napájení a dalším periferním zařízením.

Ve srovnání s pozdějšími rozhraními, jako jsou RS-422 , RS-485 a Ethernet , má RS-232 nižší přenosovou rychlost, kratší maximální délku kabelu, větší výkyv napětí, větší standardní konektory, bez možnosti vícebodového připojení a omezené možnosti multidrop. V moderních osobních počítačích USB vytlačilo RS-232 z většiny rolí periferního rozhraní. Několik počítačů je vybaveno porty RS-232, takže k připojení periferií RS-232 je nutné použít buď externí převodník USB na RS-232, nebo interní rozšiřující kartu s jedním nebo více sériovými porty. Nicméně díky své jednoduchosti a všudypřítomnosti v minulosti jsou rozhraní RS-232 stále používána-zejména v průmyslových strojích, síťových zařízeních a vědeckých přístrojích, kde je plně dostačující kabelové datové připojení s krátkým dosahem, point-to-point a low-speed .

Rozsah normy

Electronic Industries Association (EIA) standardní RS-232-C, jak je z roku 1969 definuje:

  • Charakteristiky elektrického signálu, jako jsou napěťové úrovně, rychlost signalizace , časování a rychlost přeběhu signálů, úroveň výdrže napětí, chování při zkratu a maximální zatěžovací kapacita .
  • Mechanické vlastnosti rozhraní, zásuvné konektory a identifikace pinů.
  • Funkce každého obvodu v konektoru rozhraní.
  • Standardní podmnožiny obvodů rozhraní pro vybrané telekomunikační aplikace.

Norma nedefinuje takové prvky, jako je kódování znaků (tj. ASCII , EBCDIC nebo jiné), rámování znaků (počáteční nebo koncové bity atd.), Pořadí přenosů bitů nebo protokoly detekce chyb. Formát znaků a přenosová rychlost přenosu jsou nastaveny hardwarem sériového portu, obvykle UART , který může také obsahovat obvody pro převod interních logických úrovní na úrovně signálu kompatibilní s RS-232. Standard nedefinuje přenosové rychlosti pro přenos, kromě toho, že říká, že je určen pro přenosové rychlosti nižší než 20 000 bitů za sekundu.

Dějiny

RS-232 byl poprvé představen v roce 1960 společností Electronic Industries Association (EIA) jako doporučený standard . Původní DTE byly elektromechanické dálnopisy a původní DCE byly (obvykle) modemy. Když se začaly používat elektronické terminály (chytré a hloupé), byly často navrženy tak, aby byly zaměnitelné s dálnopisnými stroji, a proto podporovaly RS-232.

Protože norma nepředvídala požadavky na zařízení, jako jsou počítače, tiskárny, testovací přístroje, POS terminály atd., Konstruktéři implementující na svém zařízení rozhraní kompatibilní s RS-232 často interpretovali standard výstředně. Výsledným běžným problémem bylo nestandardní přiřazení pinů obvodů na konektorech a nesprávné nebo chybějící řídicí signály. Nedostatečné dodržování norem přineslo prosperující průmysl odlamovacích boxů , patch boxů, testovacích zařízení, knih a dalších pomůcek pro připojení různorodého vybavení. Běžnou odchylkou od standardu bylo řídit signály se sníženým napětím. Někteří výrobci proto postavili vysílače, které dodávaly +5 V a −5 V, a označili je jako „kompatibilní s RS-232“.

Později osobní počítače (a další zařízení) začaly využívat standard, aby se mohly připojit ke stávajícímu zařízení. Po mnoho let byl port kompatibilní s RS-232 standardní funkcí pro sériovou komunikaci , například pro připojení modemu, na mnoha počítačích (přičemž počítač fungoval jako DTE). To zůstalo v širokém používání až do pozdních devadesátých let. V periferních zařízeních osobních počítačů byl do značné míry nahrazen jinými standardy rozhraní, jako je USB. RS-232 se stále používá k připojení starších provedení periferií, průmyslových zařízení (například PLC ), portů konzoly a zařízení pro zvláštní účely.

Norma byla během své historie několikrát přejmenována, protože sponzorující organizace změnila svůj název, a byla různě známá jako EIA RS-232, EIA 232 a naposledy jako TIA 232. Standard byl i nadále revidován a aktualizován Sdružení elektronického průmyslu a od roku 1988 Sdružení telekomunikačního průmyslu (TIA). Revize C byla vydána v dokumentu ze srpna 1969. Revize D byla vydána v roce 1986. Aktuální revize je rozhraní TIA-232-F mezi datovým koncovým zařízením a zařízením ukončujícím datový obvod využívající sériovou binární výměnu dat , vydané v roce 1997. Změny od Revize C byla v načasování a podrobnostech zamýšlena ke zlepšení harmonizace se standardem CCITT ITU-T/CCITT V.24  [ de ] , ale zařízení postavené podle současného standardu bude spolupracovat se staršími verzemi.

Související standardy ITU-T zahrnují V.24 (identifikace obvodu) a ITU-T/CCITT V.28  [ de ] (charakteristiky signálního napětí a časování).

V revizi D EIA-232 byl D-subminiaturní konektor formálně zahrnut jako součást standardu (odkazovalo se na něj pouze v dodatku RS-232-C). Rozsah napětí byl rozšířen na ± 25 voltů a limit kapacity obvodu byl výslovně uveden jako 2500 pF. Revize E EIA-232 představila nový, menší, standardní 26kolíkový konektor „Alt A“ D-shell a provedla další změny ke zlepšení kompatibility se standardy CCITT V.24, V.28 a ISO 2110.

Historie revizí specifikačního dokumentu:

  • EIA RS-232 (květen 1960) „Rozhraní mezi datovým koncovým zařízením a daty“
  • EIA RS-232-A (říjen 1963)
  • EIA RS-232-B (říjen 1965)
  • EIA RS-232-C (srpen 1969) „Rozhraní mezi datovým koncovým zařízením a zařízením pro datovou komunikaci využívajícím sériovou binární výměnu dat“
  • EIA EIA-232-D (1986)
  • TIA TIA/EIA-232-E (1991) „Rozhraní mezi datovým koncovým zařízením a zařízením pro datovou komunikaci využívajícím sériovou binární výměnu dat“
  • TIA TIA/EIA-232-F (říjen 1997)
  • ANSI/TIA-232-F-1997 (R2002)
  • TIA TIA-232-F (R2012)

Omezení standardu

Protože je RS-232 používán nad rámec původního účelu propojení terminálu s modemem, byly vyvinuty nástupnické standardy, které řeší omezení. Problémy se standardem RS-232 zahrnují:

  • Velké výkyvy napětí a požadavek na kladné a záporné napájení zvyšuje spotřebu energie rozhraní a komplikuje návrh napájecího zdroje. Požadavek kolísání napětí také omezuje vyšší rychlost kompatibilního rozhraní.
  • Jednosměrná signalizace odkazující na společnou signální zem omezuje odolnost proti rušení a přenosovou vzdálenost.
  • Vícebodové připojení mezi více než dvěma zařízeními není definováno. Přestože byly navrženy „obejmutí“ s více okny, mají omezení v rychlosti a kompatibilitě.
  • Standard neřeší možnost připojení DTE přímo k DTE nebo DCE k DCE. K dosažení těchto připojení lze použít nulové modemové kabely, které však nejsou standardem definovány a některé takové kabely používají jiná připojení než jiné.
  • Definice obou konců odkazu jsou asymetrické. To činí přiřazení role nově vyvinutého zařízení problematickým; designér se musí rozhodnout pro rozhraní podobné DTE nebo DCE a pro přiřazení pinů konektoru, které má použít.
  • Podávání rukou a ovládací linky rozhraní jsou určeny k nastavení a zastavení šíření vytáčeného komunikačního obvodu; zejména použití handshake linek pro řízení toku není v mnoha zařízeních spolehlivě implementováno.
  • Není zadána žádná metoda pro odesílání energie do zařízení. I když lze z vedení DTR a RTS odebírat malé množství proudu, toto je vhodné pouze pro zařízení s nízkým výkonem, jako jsou myši .
  • 25pinový konektor D-sub doporučený ve standardu je ve srovnání se současnou praxí velký.

Role v moderních osobních počítačích

Karta PCI Express x1 s jedním portem RS-232 na 9kolíkovém konektoru

V knize PC 97 hardware návrh Guide , Microsoft zastaralé podporu pro RS-232 kompatibilní sériový port originálního designu IBM PC. Dnes je RS-232 v osobních počítačích většinou nahrazen USB pro místní komunikaci. Výhodou oproti RS-232 je, že USB je rychlejší, používá nižší napětí a má konektory, které se snadněji připojují a používají. Nevýhody USB ve srovnání s RS-232 spočívají v tom, že USB je mnohem méně odolný vůči elektromagnetickému rušení (EMI) a že maximální délka kabelu je mnohem kratší (15 metrů pro RS-232 vs 3 až 5 metrů pro USB v závislosti na použité rychlosti USB).

V oblastech, jako je laboratorní automatizace nebo geodézie, lze zařízení RS-232 nadále používat. Některé typy programovatelných logických řadičů , frekvenčních měničů , servopohonů a počítačového numerického řídicího zařízení jsou programovatelné přes RS-232. Výrobci počítačů reagovali na tento požadavek opětovným zavedením konektoru DE-9M na svých počítačích nebo zpřístupněním adaptérů.

Porty RS-232 se také běžně používají ke komunikaci se systémy bez hlavy, jako jsou servery , kde není nainstalován monitor ani klávesnice, během spouštění, když operační systém ještě neběží, a proto není možné připojení k síti. Počítač se sériovým portem RS-232 může alternativně ke sledování přes ethernet komunikovat se sériovým portem integrovaného systému (například routeru ).

Fyzické rozhraní

V RS-232, uživatelská data jsou odeslána jako časové řady z bitů . Oba synchronní a asynchronní přenosy jsou podporovány standardem. Kromě datových obvodů norma definuje řadu řídicích obvodů používaných ke správě spojení mezi DTE a DCE. Každý datový nebo řídicí obvod pracuje pouze v jednom směru, tj. Signalizuje z DTE do připojeného DCE nebo naopak. Protože vysílaná data a přijímaná data jsou samostatné obvody, rozhraní může fungovat plně duplexně a podporovat souběžný tok dat v obou směrech. Standard nedefinuje rámování znaků v datovém proudu ani kódování znaků.

Úrovně napětí

Schéma osciloskopu trasování úrovní napětí pro znak ASCII "K" (0x4B) s 1 start bitem, 8 datovými bity (nejméně významný bit první), 1 stop bitem. To je typické pro komunikaci start-stop, ale standard nediktuje formát znaků nebo pořadí bitů.
Datová linka RS-232 na svorkách na straně přijímače (RxD) sondována osciloskopem (pro znak ASCII „K“ (0x4B) s 1 start bitem, 8 datovými bity, 1 stop bitem a bez paritních bitů).

Standard RS-232 definuje napěťové úrovně, které odpovídají logické jedničce a logické nulové úrovni pro datový přenos a řídicí signálové linky. Platné signály jsou buď v rozsahu +3 až +15 voltů, nebo v rozsahu −3 až −15 voltů vzhledem ke kolíku „Common Ground“ (GND); v důsledku toho rozsah mezi −3 až +3 volty není platnou úrovní RS-232. U datových přenosových linek (TxD, RxD a jejich ekvivalentů sekundárních kanálů) je logická jednička znázorněna jako záporné napětí a podmínka signálu se nazývá „značka“. Logická nula je signalizována kladným napětím a podmínka signálu je označena jako „vesmír“. Řídicí signály mají opačnou polaritu: potvrzený nebo aktivní stav je kladné napětí a nerealizovaný nebo neaktivní stav je záporné napětí. Příklady řídicích linek zahrnují požadavek na odeslání (RTS), vymazání k odeslání (CTS), připravenost datového terminálu (DTR) a připravenost datové sady (DSR).

Logické a napěťové úrovně RS-232
Datové obvody Řídicí obvody Napětí
0 (mezera) Tvrzení +3 až +15 V
1 (značka) Znehodnoceno −15 až −3 V

Norma specifikuje maximální napětí naprázdno 25 voltů: úrovně signálu ± 5 V, ± 10 V, ± 12 V a ± 15 V jsou běžně k vidění v závislosti na napětích dostupných pro obvod budiče linky. Některé čipy ovladače RS-232 mají vestavěné obvody, které produkují požadovaná napětí ze zdroje 3 nebo 5 voltů. Ovladače a přijímače RS-232 musí být schopné odolat neurčitým zkratům k zemi nebo k jakékoli úrovni napětí až do ± 25 voltů. Rychlost přeběhu , nebo jak rychle se signál změny mezi jednotlivými úrovněmi, je také řízen.

Protože jsou napěťové úrovně vyšší než logické úrovně, které obvykle používají integrované obvody, jsou k překladu logických úrovní zapotřebí speciální zasahující obvody budiče. Ty také chrání interní obvody zařízení před zkraty nebo přechodovými jevy, které se mohou objevit na rozhraní RS-232, a poskytují dostatečný proud, který splňuje požadavky na rychlost přeběhu pro přenos dat.

Protože oba konce obvodu RS-232 závisí na nulovém napětí zemnicího kolíku, nastanou problémy při připojování strojů a počítačů, kde napětí mezi zemnicím kolíkem na jednom konci a zemnicím kolíkem na druhém není nulové. To může také způsobit nebezpečnou zemní smyčku . Použití společných zemních limitů RS-232 pro aplikace s relativně krátkými kabely. Pokud jsou obě zařízení dostatečně daleko od sebe nebo na samostatných napájecích systémech, místní uzemnění na obou koncích kabelu bude mít různá napětí; tento rozdíl sníží rozpětí šumu signálů. Vyvážená, diferenciální sériová připojení, jako je RS-422 nebo RS-485, mohou díky diferenciální signalizaci tolerovat větší rozdíly v zemním napětí.

Nepoužité signály rozhraní zakončené k zemi budou mít nedefinovaný logický stav. Tam, kde je nutné trvale nastavit řídicí signál do definovaného stavu, musí být připojen ke zdroji napětí, který potvrzuje úrovně logické 1 nebo logické 0, například pomocí vytahovacího odporu. Některá zařízení za tímto účelem poskytují testovací napětí na svých konektorech rozhraní.

Konektory

Zařízení RS-232 mohou být klasifikována jako zařízení pro koncová data (DTE) nebo zařízení pro ukončení datových obvodů (DCE); toto u každého zařízení definuje, které vodiče budou vysílat a přijímat každý signál. Podle standardu mají samčí konektory pinové funkce DTE a zásuvkové konektory mají pinové funkce DCE. Jiná zařízení mohou mít libovolnou kombinaci definic pohlaví konektoru a pinů. Mnoho terminálů bylo vyrobeno s konektorem samice, ale prodávalo se s kabelem s konektorem samec na každém konci; terminál s kabelem splňoval doporučení ve standardu.

Norma doporučuje 25pinový konektor D-subminiaturní až do revize C a od revize D je povinná. Většina zařízení implementuje pouze několik z dvaceti signálů uvedených ve standardu, takže konektory a kabely s menším počtem pinů postačují pro většina připojení, kompaktnější a levnější. Výrobci osobních počítačů vyměnili konektor DB-25M za menší konektor DE-9M . Tento konektor s jiným vývodem (viz vývody sériového portu ) převládá u osobních počítačů a přidružených zařízení.

Přítomnost 25kolíkového konektoru D-sub nemusí nutně znamenat rozhraní kompatibilní s RS-232-C. Například na původním počítači IBM byl samčí D-sub port DTE RS-232-C (s nestandardním rozhraním proudové smyčky na vyhrazených pinech), ale samičí konektor D-sub na stejném modelu PC byl používá se pro paralelní port tiskárny „Centronics“ . Některé osobní počítače přivádějí na některé piny svých sériových portů nestandardní napětí nebo signály.

Kabely

Norma nedefinuje maximální délku kabelu, ale místo toho definuje maximální kapacitu, kterou musí kompatibilní obvod pohonu tolerovat. Široce používané obecné pravidlo naznačuje, že kabely delší než 15 m (50 stop) budou mít příliš velkou kapacitu, pokud nebudou použity speciální kabely. Pomocí nízkokapacitních kabelů lze komunikaci udržovat na větší vzdálenosti až do vzdálenosti přibližně 300 m (1 000 stop). Pro delší vzdálenosti jsou pro vyšší rychlosti vhodnější jiné standardy signálu, například RS-422 .

Vzhledem k tomu, že standardní definice nejsou vždy správně použity, je často nutné nahlédnout do dokumentace, otestovat připojení pomocí odpojovacího boxu nebo použít pokus a omyl k nalezení kabelu, který funguje při propojení dvou zařízení. Pro připojení zařízení DCE plně kompatibilního se standardem a zařízení DTE by byl použit kabel, který v každém konektoru spojuje stejná čísla pinů (takzvaný „přímý kabel“). „ Gender changers “ jsou k dispozici pro řešení nesouladu pohlaví mezi kabely a konektory. Pro připojení zařízení s různými typy konektorů je zapotřebí kabel, který propojí odpovídající piny podle níže uvedené tabulky. Společné jsou kabely s 9 vývody na jednom konci a 25 na druhém. Výrobci zařízení s konektory 8P8C obvykle poskytují kabel buď s konektorem DB-25 nebo DE-9 (nebo někdy vyměnitelné konektory, aby mohly pracovat s více zařízeními). Nekvalitní kabely mohou způsobovat falešné signály přeslechy mezi datovými a řídicími linkami (například Ring Indicator ).

Pokud daný kabel neumožňuje datové připojení, zejména pokud se používá měnič pohlaví , může být nutný nulový kabel modemu . Měniče pohlaví a nulové modemové kabely nejsou ve standardu zmíněny, takže pro ně neexistuje oficiálně schválený návrh.

Datové a řídicí signály

Male pinout 9-pin (D-subminiature, DE-9) sériového portu běžně vyskytují na počítačích 1990
Male pinout 25-pin serial port (D-subminiature, DB-25) běžně vyskytují na počítačích 1980

Následující tabulka uvádí běžně používané signály RS-232 (ve specifikacích nazývané „obvody“) a jejich přiřazení pinů na doporučených konektorech DB-25. ( Další běžně používané konektory, které norma nedefinuje, viz vývody sériového portu .)

Obvod Směr Kolík DB-25
název Typický účel Zkratka DTE DCE
Datový terminál připraven Společnost DTE je připravena přijmout, zahájit nebo pokračovat v hovoru. DTR ven v 20
Detekce nosiče dat DCE přijímá dopravce ze vzdáleného DCE. DCD v ven 8
Data Set Ready DCE je připraven přijímat a odesílat data. DSR v ven 6
Kruhový indikátor DCE detekoval příchozí vyzváněcí signál na telefonní lince. RI v ven 22
Žádost o odeslání DTE požaduje, aby se DCE připravila na přenos dat. RTS ven v 4
Připraveno k příjmu DTE je připravena přijímat data z DCE. Pokud se používá, předpokládá se, že vždy platí RTS. RTR ven v 4
Zrušit odeslání DCE je připraveno přijímat data z DTE. CTS v ven 5
Přenesená data Přenáší data z DTE do DCE. TxD ven v 2
Přijatá data Přenáší data z DCE do DTE. RxD v ven 3
Společná země Reference nulového napětí pro všechny výše uvedené. GND běžný 7
Ochranné uzemnění Připojeno k uzemnění podvozku. PG běžný 1

Signály jsou pojmenovány z hlediska DTE. Zemnící kolík je společný návrat pro ostatní připojení a stanoví „nulové“ napětí, na které se vztahují napětí na ostatních pinech. Konektor DB-25 obsahuje druhé „ochranné uzemnění“ na pinu 1; toto je interně připojeno k uzemnění rámu zařízení a nemělo by být připojeno kabelem nebo konektorem k uzemnění signálu.

Kruhový indikátor

Externí modem USRobotics Courier měl konektor DB-25, který pomocí signálu indikátoru vyzvánění upozornil hostitelský počítač na vyzvánění připojené telefonní linky

Ring Indicator (RI) je signál odeslaný z DCE do zařízení DTE. Koncovému zařízení signalizuje vyzvánění telefonní linky. V mnoha počítačových sériových portech je při změně stavu signálu RI generováno hardwarové přerušení . Podpora pro toto hardwarové přerušení znamená, že program nebo operační systém může být informován o změně stavu pinu RI, aniž by bylo nutné, aby software stav pinu neustále „dotazoval“. RI neodpovídá jinému signálu, který nese podobnou informaci opačným způsobem.

Na externím modemu je stav kolíku indikátoru vyzvánění často spojen se světlem „AA“ (automatická odpověď), které bliká, pokud signál RI detekoval vyzvánění. Uplatněný signál RI pozorně sleduje vzor vyzvánění, což může softwaru umožnit detekovat charakteristické vzory vyzvánění .

Signál indikátoru vyzvánění používají některé starší zdroje nepřerušitelného napájení (UPS) k signalizaci stavu výpadku napájení počítače.

Některé osobní počítače lze nakonfigurovat na probuzení , takže počítač, který je pozastaven, může přijmout telefonní hovor.

RTS, CTS a RTR

Signály RTS (Request to Send) a CTS (Clear to Send) byly původně definovány pro použití s ​​poloduplexními (současně směrovými) modemy, jako je Bell 202 . Tyto modemy deaktivují své vysílače, pokud to není požadováno, a musí znovu vysílat synchronizační preambulu do přijímače, když jsou znovu povoleny. DTE tvrdí RTS, aby indikoval touhu vysílat do DCE, a v reakci na to DCE tvrdí CTS k udělení povolení, jakmile je dosaženo synchronizace s DCE na vzdáleném konci. Takové modemy se již běžně nepoužívají. Neexistuje žádný odpovídající signál, který by DTE mohl použít k dočasnému zastavení příchozích dat z DCE. Proto je použití signálů RTS a CTS na RS-232 podle starších verzí standardu asymetrické.

Toto schéma je také použito v současných převodnících RS-232 na RS-485 . RS-485 je sběrnice s vícenásobným přístupem, na které může současně vysílat pouze jedno zařízení, což je koncept, který není v RS-232 stanoven. Zařízení RS-232 tvrdí, že RTS řekne převodníku, aby převzal kontrolu nad sběrnicí RS-485, takže převodník, a tím i zařízení RS-232, může odesílat data na sběrnici.

Moderní komunikační prostředí používají plně duplexní (oba směry současně) modemy. V tomto prostředí nemají DTE důvod odhlásit RTS. Avšak vzhledem k možnosti změny kvality linky, zpoždění při zpracování dat atd. Existuje potřeba symetrického, obousměrného řízení toku .

Symetrická alternativa zajišťující řízení toku v obou směrech byla vyvinuta a prodávána na konci 80. let různými výrobci zařízení. Předefinoval signál RTS tak, aby znamenal, že DTE je připraven přijímat data z DCE. Toto schéma bylo nakonec kodifikováno ve verzi RS-232-E (v té době vlastně TIA-232-E) definováním nového signálu „RTR (Ready to Receive)“, což je obvod CCITT V.24 133. TIA-232 -E a odpovídající mezinárodní standardy byly aktualizovány, aby ukázaly, že obvod 133, když je implementován, sdílí stejný pin jako RTS (požadavek na odeslání) a že když je 133 používán, DCS předpokládá, že DCS bude vždy uplatňován .

V tomto schématu, běžně nazývaném „řízení toku RTS/CTS“ nebo „handshaking RTS/CTS“ (ačkoli technicky správný název by byl „RTR/CTS“), DTE potvrdí RTS, kdykoli je připraven přijímat data z DCE, a DCE tvrdí CTS, kdykoli je připraven přijímat data z DTE. Na rozdíl od původního použití RTS a CTS s poloduplexními modemy fungují tyto dva signály nezávisle na sobě. Toto je příklad řízení toku hardwaru . „Hardwarová kontrola toku“ v popisu možností dostupných na zařízení vybaveném RS-232 neznamená vždy podání ruky RTS/CTS.

Zařízení používající tento protokol musí být připraveno k ukládání některých dalších dat do vyrovnávací paměti, protože vzdálený systém mohl začít vysílat těsně před tím, než místní systém zruší RTR.

3vodičové a 5vodičové RS-232

Minimální „3vodičové“ připojení RS-232 sestávající pouze z vysílaných dat, přijímaných dat a uzemnění se běžně používá tam, kde není vyžadováno úplné vybavení RS-232. Lze použít i dvouvodičové připojení (datové a pozemní), pokud je datový tok jednosměrný (například digitální poštovní váha, která periodicky odesílá údaje o hmotnosti, nebo přijímač GPS, který periodicky odesílá polohu, pokud neexistuje konfigurace přes RS -232 je nutné). Pokud je kromě obousměrných dat požadováno pouze řízení toku hardwaru, jsou linky RTS a CTS přidány v 5vodičové verzi.

Málokdy používané funkce

Norma EIA-232 určuje připojení pro několik funkcí, které nejsou ve většině implementací použity. Jejich použití vyžaduje 25kolíkové konektory a kabely.

Volba rychlosti signálu

DTE nebo DCE mohou specifikovat použití „vysoké“ nebo „nízké“ signalizační rychlosti. Sazby a také zařízení, které bude sazbu vybírat, musí být nakonfigurováno v DTE i DCE. Předem uspořádané zařízení zvolí vysokou rychlost nastavením kolíku 23 na ON.

Testování smyčky

Mnoho zařízení DCE má schopnost zpětné smyčky používanou pro testování. Pokud je povoleno, signály se budou ozývat zpět odesílateli, než aby byly odesílány do přijímače. Pokud je podporováno, může DTE signalizovat místnímu DCE (ke kterému je připojen), aby vstoupil do režimu zpětné smyčky nastavením kolíku 18 na ON, nebo vzdálenému DCE (k němuž je připojen místní DCE), aby vstoupil do režimu zpětné smyčky nastavením kolíku 21 na ZAPNUTO. Ten testuje komunikační spojení, stejně jako oba DCE. Když je DCE v testovacím režimu, signalizuje DTE nastavením pinu 25 na ON.

Běžně používaná verze testování zpětné smyčky nezahrnuje žádnou zvláštní schopnost obou konců. Hardwarová zpětná smyčka je jednoduše drát spojující komplementární piny dohromady ve stejném konektoru (viz zpětná smyčka ).

Testování smyčky se často provádí pomocí specializovaného DTE nazývaného tester bitové chybovosti (nebo BERT).

Časové signály

Některá synchronní zařízení poskytují hodinový signál pro synchronizaci přenosu dat, zejména při vyšších přenosových rychlostech. DCE poskytuje dva časové signály na pinech 15 a 17. Pin 15 jsou hodiny vysílače nebo časování odesílání (ST); DTE vloží další bit na datovou linku (pin 2), když tyto hodiny přecházejí z OFF na ON (takže je stabilní během přechodu ON na OFF, když DCE registruje bit). Pin 17 jsou hodiny přijímače nebo časování příjmu (RT); DTE čte další bit z datové linky (pin 3), když tyto hodiny přecházejí z ON do OFF.

Alternativně může DTE poskytovat hodinový signál, nazývaný časování vysílače (TT), na pinu 24 pro přenášená data. Data se mění, když hodiny přecházejí z VYPNUTO do ZAPNUTO, a čtou se během přechodu ZAPNUTO do VYPNUTO. TT lze použít k překonání problému, kdy ST musí procházet kabelem neznámé délky a zpoždění, po dalším neznámém zpoždění se trochu vytáhnout z DTE a vrátit ho do DCE přes stejné neznámé zpoždění kabelu. Vzhledem k tomu, že vztah mezi přenášeným bitem a TT lze v návrhu DTE opravit a protože oba signály procházejí stejnou délkou kabelu, použití TT problém eliminuje. TT může být generováno smyčkou ST zpět s vhodnou fázovou změnou, aby se zarovnalo s přenášenými daty. Smyčka ST zpět do TT umožňuje DTE používat DCE jako referenci frekvence a korigovat časování na časování dat.

Synchronní taktování je vyžadováno pro protokoly jako SDLC , HDLC a X.25 .

Sekundární kanál

Sekundární datový kanál, identický ve schopnosti primárního kanálu, může být volitelně implementován zařízeními DTE a DCE. Přiřazení pinů je následující:

Signál Kolík
Společná země 7 (stejné jako primární)
Sekundární přenášená data (STD) 14
Sekundární přijatá data (SRD) 16
Sekundární žádost o odeslání (SRTS) 19
Sekundární vymazání k odeslání (SCTS) 13
Detekce sekundárního nosiče (SDCD) 12

Související standardy

Jiné standardy sériové signalizace nemusí spolupracovat se standardně kompatibilními porty RS-232. Například pomocí úrovní TTL blízkých +5 a 0 V umístí úroveň značky do nedefinované oblasti standardu. Tyto úrovně se někdy používají s přijímači GPS a hloubkovými vyhledávači kompatibilními s NMEA 0183 .

Proudová smyčka 20 mA využívá nepřítomnost proudu 20 mA pro vysoké hodnoty a přítomnost proudu ve smyčce pro nízké; tato metoda signalizace se často používá pro dálkové a opticky izolované spoje. Připojení zařízení s proudovou smyčkou k kompatibilnímu portu RS-232 vyžaduje překladač úrovní. Zařízení s proudovou smyčkou mohou dodávat napětí přesahující meze výdržného napětí kompatibilního zařízení. Původní karta sériového portu IBM PC implementovala rozhraní proudové smyčky 20 mA, které nikdy nebylo emulováno jinými dodavateli zařízení kompatibilního s konektory .

Další sériová rozhraní podobná RS-232:

  • RS-422 -vysokorychlostní systém podobný RS-232, ale s diferenciální signalizací
  • RS-423 -vysokorychlostní systém podobný RS-422, ale s nevyváženou signalizací
  • RS-449 -funkční a mechanické rozhraní, které používalo signály RS-422 a RS-423; nikdy nechytil jako RS-232 a byl stažen EIA
  • RS-485 -potomek RS-422, který lze použít jako sběrnici v konfiguracích multidrop
  • MIL-STD-188 -systém jako RS-232, ale s lepší kontrolou impedance a doby náběhu
  • EIA-530 -vysokorychlostní systém využívající elektrické vlastnosti RS-422 nebo RS-423 v konfiguraci pinu EIA-232, kombinující to nejlepší z obou; nahrazuje RS-449
  • EIA/TIA-561 -definuje vývody RS-232 pro osmipolohové, osmidotykové (8P8C) modulární konektory (které mohou být nesprávně nazývány konektory RJ45)
  • EIA/TIA-562 -nízkonapěťová verze EIA/TIA-232
  • TIA-574-standardizuje 9kolíkový pin D-subminiaturního konektoru pro použití s ​​elektrickou signalizací EIA-232, jak pochází z IBM PC/AT
  • EIA/TIA-694 -podobný TIA/EIA-232-F, ale s podporou vyšších datových rychlostí až 512 kbit/s

Vývojové nástroje

Při vývoji systémů nebo při odstraňování problémů pomocí systému RS-232 může být pro nalezení problémů důležité důkladné prozkoumání hardwarových signálů. To lze provést pomocí jednoduchých zařízení s LED diodami, které indikují logické úrovně datových a řídicích signálů. Kabely „Y“ lze použít k povolení použití jiného sériového portu ke sledování veškerého provozu v jednom směru. Linka analyzátor serial je přístroj podobný logický analyzátor , ale specializuje na RS-232 je napěťových hladin, konektory, a pokud je použita, hodinové signály; shromažďuje, ukládá a zobrazuje data a řídicí signály, což vývojářům umožňuje detailní zobrazení. Někteří jednoduše zobrazují signály jako průběhy; propracovanější verze zahrnují schopnost dekódovat znaky v ASCII nebo jiných běžných kódech a interpretovat běžné protokoly používané přes RS-232, jako jsou SDLC , HDLC , DDCMP a X.25 . Analyzátory sériových linek jsou k dispozici jako samostatné jednotky, jako kabely softwaru a rozhraní pro obecné logické analyzátory a osciloskopy a jako programy, které běží na běžných osobních počítačích a zařízeních.

Viz také

Reference

Další čtení

externí odkazy