Постановка задачи
Предположим, имеется серийно выпускаемое некоей фирмой устройство, выполняющее определенную функцию и сопряженное для обмена информацией с компьютером по интерфейсу RS232. К подобным устройствам, например, можно отнести небольшие устройства сбора, обработки, архивирования измеренной информации и передачи ее в компьютер по запросу последнего. В качестве примеров подобных устройств можно привести различные теплосчетчики, газовые корректоры и им подобные устройства, которые уже давно серийно выпускаются промышленностью и годами работают на предприятиях. Для передачи информации с устройства в компьютер уже разработаны и отлажены определенные протоколы обмена данными, запрограммированные в микроконтроллер устройства и использующиеся в программе для компьютера. Требуется «разорвать» провод связи по интерфейсу RS232, сопрячь устройство и компьютер с радиомодемами, имеющими интерфейс RS232 и удалить устройство от компьютера, например, на расстояние в 1 км. При этом программное обеспечение микроконтроллера прибора и компьютера изменять не допускается.
Datasheets
ProductFolder Sample &Buy Support &Community Tools &Software TechnicalDocuments MAX232, MAX232ISLLS047M – FEBRUARY 1989 – REVISED NOVEMBER 2014 MAX232x Dual EIA-232 Drivers/Receivers1 Features 3 Description The MAX232 device is a dual driver/receiver thatincludes a capacitive voltage generator to supplyTIA/EIA-232-F voltage levels from a single 5-Vsupply. Each receiver converts TIA/EIA-232-F inputsto 5-V TTL/CMOS levels. These receivers have atypical threshold of 1.3 V, a typical hysteresis of 0.5V, and can accept В±30-V inputs. Each driver convertsTTL/CMOS input levels into TIA/EIA-232-F levels. 1 Meets or Exceeds TIA/EIA-232-F and ITURecommendation V.28Operates From a Single 5-V Power Supply With1.0-ВµF Charge-Pump CapacitorsOperates up to 120 kbit/sTwo Drivers and Two ReceiversВ±30-V Input LevelsLow Supply Current: 8 mA TypicalESD Protection Exceeds JESD 22 …
Сборка и настройка переходника
В монтаже ничего сложного нет. Сначала необходимо взять или сделать самому плату. После этого просверливаем четыре отверстия. Далее нам нужно припаять все детали, расположение которых будет соответствовать схеме. На этом сборка закончилась.
Чтобы плата не окислялась, ее необходимо задуть полиуретановым лаком. Если такого нет в наличии, можно использовать любой другой быстросохнущий автомобильный лак.
Пришло время переходить к настройке. Подключаем нашу плату к компьютеру. Если все правильно собрано, он определит устройство, на которое нужно установить драйверы.
Устанавливаем на компьютер драйверы Prolific для такого порта. Перейдя в «Диспетчер задач», можно увидеть, что он определился и теперь вполне работоспособен.
Описание интерфейса RS-422
Интерфейс RS-422 похож на RS-232, т.к. позволяет одновременно отправлять и принимать сообщения по отдельным линиям (полный дуплекс), но использует для этого дифференциальный сигнал, т.е. разницу потенциалов между проводниками А и В.
Скорость передачи данных в RS-422 зависит от расстояния и может меняться в пределах от 10 кбит/с (1200 метров) до 10 Мбит/с (10 метров).
В сети RS-422 может быть только одно передающее устройство и до 10 принимающих устройств.
Линия RS-422 представляет собой 4 провода для приема-передачи данных (2 скрученных провода для передачи и 2 скрученных провода для приема) и один общий провод земли GND.
Скручивание проводов (витая пара) между собой позволяет избавиться от наводок и помех, потому что наводка одинаково действует на оба провода, а информация извлекается из разности потенциалов между проводниками А и В одной линии.
Напряжение на линиях передачи данных может находится в диапазоне от -6 В до +6 В.
Логическому 0 соответствует разница между А и В больше +0,2 В.
Логической 1 соответствует разница между А и В меньше -0,2 В.
Стандарт RS-422 не определяет конкретный тип разъема, обычно это может быть клеммная колодка или разъем DB9.
Распиновка RS-422 зависит от производителя устройства и указывается в документации на него.
При подключении устройства RS-422 нужно сделать перекрестие между RX и TX контактами, как показано на рисунке.
Т.к. расстояние между приемником и передатчиком RS-422 может достигать 1200 метров, то для предотвращения отражения сигнала от конца линии ставится специальный 120 Ом согласующий резистор или «терминатор». Этот резистор устанавливается между RX+ и RX- контактами в начале и в конце линии.
Как проверить работу RS-422?
Для проверки устройств с RS-422 лучше воспользоваться конвертером из RS-422 в RS-232 или USB (I-7561U). Тогда вы сможете воспользоваться ПО для работы с СОМ портом.
Распайка RS-232
Рис. 2. 9-контактный соединитель DB9
В таблице 1 показано назначение контактов 9-контактного соединителя DB9. Таблица показывает распайку вилки оборудования обработки данных (DTE). Розетка устройства передачи данных (DCE) распаяна так, что два разъема стыкуются напрямую, или через кабель, распаянный «контакт в контакт».
Таблица 1. Назначение контактов соединителя DB9
| Вывод | Сигнал | Описание | Тип вывода |
| 1. | CD (Carrier Detect) | Несущая обнаружена | Вход |
| 2. | RxD (Receive Data) | Принимаемые данные | Вход |
| 3. | TxD (Transmit Data) | Передаваемые данные | Выход |
| 4. | DTR (Data Terminal Ready) | Готовность ООД | Выход |
| 5. | SG (Signal Ground) | Сигнальный общий | — |
| 6. | DSR (Data Set Ready) | Готовность ОПД | Вход |
| 7. | RTS (Request To Send) | Запрос на передачу | Выход |
| 8. | CTS (Clear To Send) | Готовность к приему | Вход |
| 9. | RI (Ring Indicator) | Наличие сигнала вызова | Вход |
Рис. 3. Распайка кабеля RS-232
Для передачи данных предназначены цепи RxD (RD) и TxD (TD). Остальные цепи предназначены для индикации состояния устройств (DTR, DSR), управления передачей (RTS, CTS) и индикации состояния линии (CD, RI). Набор используемых цепей зависит от аппаратной и программной реализации стыка в контроллере. Для соединения двух DTE-устройств используют так называемые нуль-модемные кабели, в которых провода «перекрещиваются» в соответствии с назначением сигналов. На практике перед распайкой кабеля всегда следует разобраться с документацией на оба соединяемых устройства. Для соединения многих устройств достаточно минимального набора цепей интерфейса RS-232: RD, TD и Signal Ground (рис. 3).
Рекомендуется использовать кабели на основе витой экранированной пары, где каждый из сигнальных проводов свит с общим проводом. Экран кабеля рекомендуется не объединять с сигнальным общим, а подключить к металлической оболочке разъема.
Таблица 2. Назначение контактов соединителя DB25
| Вывод | Сигнал | Описание | Тип вывода |
| 1. | Корпус | ||
| 2. | TxD (Transmit Data) | Передаваемые данные | Выход |
| 3. | RxD (Receive Data) | Принимаемые данные | Вход |
| 4. | RTS (Request To Send) | Запрос на передачу | Выход |
| 5. | CTS (Clear To Send) | Готовность к приему | Вход |
| 6. | DSR (Data Set Ready) | Готовность ОПД | Вход |
| 7. | SG (Signal Ground) | Сигнальный общий | |
| 8. | CD (Carrier Detect) | Несущая обнаружена | Вход |
| 9. | Токовый выход передатчика (+) | Выход | |
| 11. | Токовый выход передатчика (–) | Выход | |
| 18. | Токовый вход приемника (+) | Вход | |
| 20. | DTR (Data Terminal Ready) | Готовность ООД | Выход |
| 22. | RI (Ring Indicator) | Наличие сигнала вызова | Вход |
| 25. | Токовый вход приемника (–) | Вход |
Таблица 3. Соответствие выводов между 9 и 25-контактным разъемами
| 9-контактный разъем | 25-контактный разъем |
| 1 | 8 |
| 2 | 3 |
| 3 | 2 |
| 4 | 20 |
| 5 | 7 |
| 6 | 6 |
| 7 | 4 |
| 8 | 5 |
| 9 | 22 |
Все сигналы в интерфейсе потенциальные, с номинальными уровнями +12В и –12В относительно общего провода (Signal Ground). Логической единице соответствует уровень –12В, логическому нулю соответствует +12В.
Как уже говорилось, RS-232 называют последовательным интерфейсом, поскольку поток данных передается по одному проводу бит за битом. В отсутствие передачи данных линия находится в состоянии логической единицы (–12В). Скорость передачи данных стандартом не нормируется, но обычно выбирают из ряда 110, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 бит в секунду. В основном используется асинхронный режим работы, при котором данные передаются фреймами. Каждый фрейм состоит из стартового бита, битов данных, бита контроля четности (может отсутствовать), стопового бита. Биты байта данных передаются, начиная с младшего бита.
Для правильной стыковки приемопередатчики на обоих устройствах должны быть запрограммированы одинаковым образом, т.е. должны совпадать скорость, количество битов данных (7 или 8), тип контроля по четности, длина стопового бита (1, 1.5 или 2).
При точных расчётах времени на передачу массива байтов наряду с битами данных следует учитывать все служебные биты.
На рис. 4 показан вид одного фрейма RS-232 при следующих настройках: 8 битов данных, контроль по нечетности (parity odd), 1 стоповый бит. Стартовый бит всегда идет с уровнем логического нуля, стоповый – единицы. Состояние бита четности определяется настройкой передатчика. Бит дополняет число единичных битов данных до нечетности (parity odd), четности (parity even), может не использоваться (parity none), быть всегда единицей (mark) или нулем (space).
Рис. 4. Вид фрейма RS-232
Application Notes
-
Understanding Power Requirements in RS-232 Applications (Rev. B)
PDF, 325 Кб, Версия: B, Файл опубликован: 26 апр 2013This application note covers the RS-232 circuit functions, an explanation of hardware handshaking, a stepby step analysis of the hardware handshaking between a local and remote terminal, and powerrequirements/dissipation of the DS14C335.
-
Removing Ground Noise in Data Transmission Systems
PDF, 295 Кб, Файл опубликован: 5 окт 2007Although it is commonly stated that isolating interfaces removes ground potential differences (GPD) and ground loops, it is also often unknown how and where these GPDs originate, what their waveforms or frequency content is, and why ground loops can represent a real nuisance.This application report explains how electrical installation systems, wired correctly (or incorrectly), in combination w
-
Low-Voltage, Single-Supply 232-Standard Interface Solutions (Rev. A)
PDF, 101 Кб, Версия: A, Файл опубликован: 19 сен 2000Features and key specifications for Texas Instruments (TI) new low-voltage, single-supply, 232-standard-compliant interface devices are presented, as well as test data comparing TI versus competitor same-function devices. Evolution of the 232 standard is discussed relative to TI devices that have significantly greater capability than the 232 standard requires.
-
-
AN-438 Low Power RS-232C Driver and Receiver in CMOS (Rev. B)
PDF, 308 Кб, Версия: B, Файл опубликован: 26 апр 2013This application report sets out to describe the new innovative low power CMOS RS-232C driver andreceiver IC’s introduced by Texas Instruments with particular reference to the EIA RS-232C standard.Comparison will also be made with existing bipolar driver and receiver circuits.
-
Interface Circuits for TIA/EIA-232-F (Rev. A)
PDF, 127 Кб, Версия: A, Файл опубликован: 19 сен 2002This design note provides information concerning the designing of TIA/EIA-232-F interface circuits. The TIA/EIA-232-F standard is covered including the electrical specification, maximum cable lengths, and the DB9S connector. The section entitled Optimizing PC Interface Devices discusses the following topics: SN75C185 power considerations, interface power-consumption calculations, the SN75LP185A an
Разница между протоколами связи RS232 и RS485
RS-232 покрывает меньшее расстояние и имеет меньшую скорость передачи данных. Он имеет максимальную длину кабеля 50 футов и максимальную скорость передачи данных 20 Кбит/с, в то время как RS-485 распространяется на расстояние до 4000 футов и имеет максимальную скорость передачи данных 100 Кбит/с. Это объясняет, почему RS-232 используется для соединений на малых расстояниях, а RS-485 – на больших расстояниях с более высокими требованиями к скорости передачи данных.
Методы электрической передачи сигналов – важный параметр, определяющий помехоустойчивость двух протоколов. В RS-232 используются несимметричные линии или несимметричная передача сигналов, что снижает помехозащищенность стандарта от помех, таких как контуры заземления. Более высокая помехозащищенность обеспечивается RS-485, поскольку он использует метод сбалансированной дифференциальной сигнализации, который награждает пользователя подавлением синфазного шума.
В идеале, чем больше устройств мы сможем подключить, тем лучше. RS-485 разработан для многоточечных систем, где подключено несколько драйверов и приемников, а RS-232, с другой стороны, используется для подключения только двух устройств.
Компромисс, связанный с подключением нескольких устройств, увеличивает сложность сети. RS-232 легче реализовать, так как требуется меньшее количество приемников и драйверов. Это действительно простое и дешевое решение.
Приемник RS-485 определяет логический уровень полученных данных путем сравнения уровней сигналов линий передачи A и B. Состояние логической 1 возникает, когда линия A по крайней мере на 200 мВ положительнее, чем линия B, а состояние логического 0 возникает, когда линия как минимум на 200 мВ больше, чем в линии A. Стандарт объявляет разность напряжений менее 200 мВ неопределенной. Увеличьте разницу напряжений до минимум 200 мВ, если вы хотите, чтобы данные обнаруживались в топологии RS-485. В RS-232 двухпроводные сравнения не выполняются, поскольку данные передаются только по одному проводу, а другой провод является опорным. Здесь логический 0 означает напряжение более +3 В, а логический 1 означает напряжение более -3 В. Любой уровень напряжения между двумя порогами не определен.
Управление потоком
Управление потоком
Управление потоком представляет управлять передаваемыми данными. Иногда устройство не может обработать принимаемые данные от компьютера или другого устройства. Устройство использует управление потоком для прекращения передачи данных. Могут использоваться аппаратное или программное управление потоком.
Аппаратное управление потоком
Аппаратный протокол управления потоком RTS/CTS. Он использует дополнительно два провода в кабеле, а не передачу специальных символов по линиям данных. Поэтому аппаратное управление потоком не замедляет обмен в отличие от протокола Xon-Xoff. При необходимости послать данные компьютер устанавливает сигнал на линии RTS. Если приемник (модем) готов к приему данных, то он отвечает установкой сигнала на линии CTS, и компьютер начинает посылку данных. При неготовности устройства к приему сигнал CTS не устанавливается.
Программное управление потоком
Программный протокол управления потоком Xon/Xoff использует два символа: Xon и Xoff. Код ASCII символа Xon — 17, а ASCII код Xoff — 19. Модем имеет маленький буфер, поэтому при его заполнении модем посылает символ Xoff компьютеру для прекращения посылки данных. При появлении возможности приема данных посылается символ Xon и компьютер продолжит пересылку данных.
Этот тип управления имеет преимущество в том, что не требует дополнительных линий, т.к. символы передаются по линиям TD/RD. Но на медленных соединениях это может привести к значительному замедлению соединения, т.к. каждый символ требует 10 битов.
Параметры
| Parameters / Models | MAX232D | MAX232DE4 | MAX232DG4 | MAX232DR | MAX232DRE4 | MAX232DRG4 | MAX232DW | MAX232DWE4 | MAX232DWG4 | MAX232DWR | MAX232DWRE4 | MAX232DWRG4 | MAX232ID | MAX232IDE4 | MAX232IDG4 | MAX232IDR | MAX232IDRG4 | MAX232IDW | MAX232IDWG4 | MAX232IDWR | MAX232IDWRE4 | MAX232IDWRG4 | MAX232IN | MAX232INE4 | MAX232N | MAX232NE4 | MAX232NSR |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Data Rate(Max), kbps | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 |
| Drivers Per Package | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| ESD HBM, kV | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Logic Voltage(Min), В | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| Main Supply Voltage(Nom), В | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| Рабочий диапазон температур, C | от -40 до 85,0 до 70 | от -40 до 85,0 до 70 | от -40 до 85,0 до 70 | от -40 до 85,0 до 70 | от -40 до 85,0 до 70 | от -40 до 85,0 до 70 | от -40 до 85,0 до 70 | от -40 до 85,0 до 70 | от -40 до 85,0 до 70 | от -40 до 85,0 до 70 | от -40 до 85,0 до 70 | от -40 до 85,0 до 70 | от -40 до 85,0 до 70 | от -40 до 85,0 до 70 | от -40 до 85,0 до 70 | от -40 до 85,0 до 70 | от -40 до 85,0 до 70 | от -40 до 85,0 до 70 | от -40 до 85,0 до 70 | от -40 до 85,0 до 70 | от -40 до 85,0 до 70 | от -40 до 85,0 до 70 | от -40 до 85,0 до 70 | от -40 до 85,0 до 70 | от -40 до 85,0 до 70 | от -40 до 85,0 до 70 | от -40 до 85,0 до 70 |
| Package Group | SOIC | SOIC | SOIC | SOIC | SOIC | SOIC | SOIC | SOIC | SOIC | SOIC | SOIC | SOIC | SOIC | SOIC | SOIC | SOIC | SOIC | SOIC | SOIC | SOIC | SOIC | SOIC | PDIP | PDIP | PDIP | PDIP | SO |
| Rating | Catalog | Catalog | Catalog | Catalog | Catalog | Catalog | Catalog | Catalog | Catalog | Catalog | Catalog | Catalog | Catalog | Catalog | Catalog | Catalog | Catalog | Catalog | Catalog | Catalog | Catalog | Catalog | Catalog | Catalog | Catalog | Catalog | Catalog |
| Receivers Per Package | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
Возможно, вам также будет интересно
На примере SIM800C, наиболее популярного и самого бюджетного модуля из серии SIM800x компании SIMCom Wireless Solutions, рассматриваются варианты установления Bluetooth-соединений. Статья будет полезна широкой аудитории: специалистам, инженерам, разработчикам устройств, применяемых в подвижных средствах, в системах автоматизации, телеметрии, передачи данных и в охранных системах.
В автомобильной индустрии регулярные обновления прошивки и программного обеспечения в первую очередь направлены на повышение уровня функциональности, безопасности и надежности автомобилей. Однако тут есть проблема — для установки обновлений транспортные средства, как правило, требуется доставить в автомастерскую, авторизированную для данной процедуры. Обновления по радиоканалу беспроводной сети…
Компания RS TechMedic BV выпустила новую версию аппарата для мониторинга состояния больного — Dyna-Vision с уникальной для таких приборов функцией передачи данных в реальном режиме времени по GSM-каналу.
Используя GSM-модуль AirPrime Q2687, монитор Dyna-Vision автоматически передает в режиме реального времени данные о состоянии пациента прямо на компьютер врача, позволяя проводить обширную …
Принцип работы последовательного порта и его отличие от параллельного
В отличие от параллельного (LPT) порта, последовательный порт передает данные побитно по одной-единственной линии, а не по нескольким одновременно. Последовательности битов группируются в серии данных, начинающиеся стартовым битом и кончающиеся стоповым битом, а также битами контроля четности, использующимися для контроля ошибок. Отсюда происходит и еще одно английское название, которое имеет последовательный порт – Serial Port.
Последовательный порт имеет две линии, по которым передаются собственно данные – это линии для передачи данных от терминала (ПК) к коммуникационному устройству и обратно. Кроме того, существует еще несколько управляющих линий. Обслуживает Serial port специальная микросхема UART, которая способна поддерживать относительно высокую скорость передачи данных, достигающую 115 000 бод (байт/с). Правда, стоит отметить, что реальная скорость обмена информацией зависит от обоих коммуникационных устройств. Кроме того, в функции контроллера UART входит преобразование параллельного кода в последовательный и обратно.
Порт использует электрические сигналы сравнительного высокого напряжения – до +15 B и -15 В. Уровень логического нуля последовательного порта составляет +12 В, а логической единицы – -12 В. Такой большой перепад напряжений позволяет гарантировать высокую степень помехоустойчивости передаваемых данных. С другой стороны, используемые в Serial port высокие напряжения требуют сложных схемотехнических решений. Это обстоятельство также поспособствовало снижению популярности порта.
Порядок обмена по интерфейсу RS-232C
| Наименование | Направление | Описание | Контакт(25-контактный разъем) | Контакт(9-контактный разъем) |
| DCD | IN | Carrie Detect (Определение несущей) | 8 | 1 |
| RXD | IN | Receive Data (Принимаемые данные) | 3 | 2 |
| TXD | OUT | Transmit Data (Передаваемые данные) | 2 | 3 |
| DTR | OUT | Data Terminal Ready (Готовность терминала) | 20 | 4 |
| GND | — | System Ground (Корпус системы) | 7 | 5 |
| DSR | IN | Data Set Ready (Готовность данных) | 6 | 6 |
| RTS | OUT | Request to Send (Запрос на отправку) | 4 | 7 |
| CTS | IN | Clear to Send (Готовность приема) | 5 | 8 |
| RI | IN | Ring Indicator (Индикатор) | 22 | 9 |
Интерфейс RS-232C предназначен для подключения к компьютеру стандартных внешних устройств (принтера, сканера, модема, мыши и др.), а также для связи компьютеров между собой. Основными преимуществами использования RS-232C по сравнению с Centronics являются возможность передачи на значительно большие расстояния и гораздо более простой соединительный кабель. В то же время работать с ним несколько сложнее. Данные в RS-232C передаются в последовательном коде побайтно. Каждый байт обрамляется стартовым и стоповыми битами. Данные могут передаваться как в одну, так и в другую сторону (дуплексный режим).
Компьютер имеет 25-контактный (DB25P) или 9-контактный (DB9P) разъем для подключения RS-232C. Назначение контактов разъема приведено в таблице.
Назначение сигналов следующее.FG — защитное заземление (экран).-TxD — данные, передаваемые компьютером в последовательном коде (логика отрицательная).-RxD — данные, принимаемые компьютером в последовательном коде (логика отрицательная).RTS — сигнал запроса передачи. Активен во все время передачи.CTS — сигнал сброса (очистки) для передачи. Активен во все время передачи. Говорит о готовности приемника.DSR — готовность данных. Используется для задания режима модема.SG — сигнальное заземление, нулевой провод.DCD — обнаружение несущей данных (детектирование принимаемого сигнала).DTR — готовность выходных данных.RI — индикатор вызова. Говорит о приеме модемом сигнала вызова по телефонной сети.
Наиболее часто используются трех- или четырехпроводная связь (для двунапрвленной передачи). Схема соединения для четырехпроводной линии связи показана на рисунке 1.1.
Для двухпроводной линии связи в случае только передачи из компьютера во внешнее устройство используются сигналы SG и TxD. Все 10 сигналов интерфейса задействуются только при соединении компьютера с модемом.
Формат передаваемых данных показан на рисунке 1.2. Собственно данные (5, 6, 7 или 8 бит) соопровождаются стартовым битом, битом четности и одним или двумя стоповыми битами. Получив стартовый бит, приемник выбирает из линии биты данных через определннные интервалы времени
Очень важно, чтобы тактовые частоты приемника и передатчика были одинаковыми, допустимое расхождение — не более 10%). Скорость передачи по RS-232C может выбираться из ряда: 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 бит/с
Рис.1.1 Схема 4-проводной линии связи для RS-232C
Все сигналы RS-232C передаются специально выбранными уровнями, обеспечивающими высокую помехоустойчивость связи (рис.1.3.). Отметим, что данные передаются в инверсном коде (лоической единице соответствует низкий уровень, логическому нулю — высокий уровень).
Для подключения произвольного УС к компьютеру через RS-232C обычно используют трех- или четырехпроводную линию связи (см. рис. 1.1), но можно задействовать и другие сигналы интерфейса.
Рис.1.2 Формат данных RS-232C
Обмен по RS-232C осуществляется с помощью обращений по специально выделенным для этого портам COM1 (адреса 3F8h…3FFh, прерывание IRQ4), COM2 (адреса 2F8h…2FFh, прерывание IRQ3), COM3 (адреса 3F8h…3EFh, прерывание IRQ10), COM4 (адреса 2E8h…2EFh, прерывание IRQ11). Форматы обращений по этим адресам можно найти в многочисленных описаниях микросхем контроллеров последовательного обмена UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter), например, i8250, КР580ВВ51.
Рис.1.3 Уровни сигналов RS-232C на передающем и принимающем концах линии связи.
Ограничения
На практике в зависимости от качества применяемого кабеля требуемое расстояние передачи данных в 15 метров может не достигаться, составляя, к примеру, порядка 1,5 м на скорости 115200 бод для неэкранированного плоского или круглого кабеля. Это вызвано применением однофазных сигналов вместо дифференциальных, а также отсутствием требований по согласованию приёмника (и часто также передатчика) с линией. Для преодоления этого ограничения, а также возможного получения гальванической развязки между узлами, можно применить преобразователи интерфейса:
RS-232—RS-422 (с сохранением полной программной совместимости) или RS-232—RS-485 (с определёнными программными ограничениями). При этом расстояние может быть увеличено до 1 км на скорости 9600 бод и использовании кабеля типа «витая пара» категории 3;
Внешний преобразователь RS232—Токовая петля для 9-контактного разъёма, или соответствующие цепи 25-контактного разъёма, в случае наличия преобразователя внутри устройств.
Токовая петля
Историческая справка
До начала 1960-х в телепринтерах для связи на большие расстояния применялась токовая петля 60мА. В 1962 была представлена модель 33 телетайпа с 20мА токовой петлей. После этого этот интерфейс стал широко использоваться. На протяжении 60-х, 70-х и 80-х интерфейс 20мА токовая петля применялся во многом оборудовании. Этот интерфейс стал популярным из-за его низкой цены при использовании на больших расстояниях, а также высокой помехоустойчивостью передачи данных.
Описание
В интерфейсе токовая петля электрическим сигналом является ток, а не напряжение. Токовая петля может работать в дуплексном, полудуплексном режиме, а также в активном или пассивном режиме.
Этот стандарт позволяет передавать данны на расстояния до 600 м со скоростью до 19.2 кБод.
Основные особенности
- большая дальность чем у RS-232
- помехоустойчивость передачи данных
- расстояния до 600 м
- скорость передачи до 19.2 кБод
Полнодуплексная схема
Одновременная двунаправленная передача данных возможна по этой схеме. Для этого режима необходимы два генератора тока 20мА. Например, карта IBM адаптера последовательного интерфейса имеет в своем составе только один генератор тока. В этом случае для создания полного соединения второе устройство должно иметь генератор тока для создания второй токовой петли.
Полнодуплексная схема 20 mA
Симплексная схема 20 мА
Основными элементами 20 мА токовой петли являются источник тока, токовый ключ и токовый детектор. Передатчик — это токовый ключ, а приемник — детектор тока. Схема, содержащая источник тока называется активной стороной, другие элементы интерфейса — пассивной. В симплексной схеме передатчики и приемники располагаются последовательно в одной токовой петле. При работе одного передатчика оба приемника принимают данные.
Симплексная схема 20 mA (возможна только поочередная передача данных)
Сранение уровней сигналов RS-232 и 20мА токовой петли
На рис ниже представлены уровни сигналов интерфейса RS-232 и их соответствие с интерфейсом токовой петли 20 мА. Для токовой петли наличие тока соответствует пассивному состоянию (отсутствие передачи данных).
Сравнение уровней RS-232 и 20мА токовой петли
Схема преобразователя аналоговой токовой петли 4- 20 мА
Эта схема упоминается здесь потому, что иногда ее путают с 20мА токовой петлей. Назначение данной схемы — передача сигнала от удаленного аналогового датчика через токовой сигнал. Для передачи сигнала требуется только два провода и источник питания датчика. Для питания датчика используется источник напряжения 24В. Удаленный датчик изменяет ток в петле в соответствии с измеренным параметром. На последовательном резисторе RL этот ток преобразуется в напряжение, которое далее может быть обработано.
Схема преобразователя аналоговой токовой петли 4 — 20 мА
HART 4 — 20 мАтоковая петля
Это другой пример комбинирования аналоговой и цифровой токовой петли схемы 4 — 20 мА. Для этой токовой петли применяется коммуникационный протокол HART. HART протокол используется для интеллектуальных удаленных преобразователей, совместимых с аналоговой токовой петлей 4-20 мА, а также имеющих цифровой обмен по тем же проводам. Это осуществляется за счет применения двухтонального частотного сигнала (FSK) сигнала с уровнями 4-20 мА.
Схема аналоговой токовой петли 4 к 20 мА с цифровой передачей данных по HART протоколу
Распиновка COM порта(RS232)
Существует 2-е разновидности com порта, 25-и пиновый старый разъем и сменившей его более новый 9-и пиновый разъем.
Ниже приведена схема типового стандартного 9-контактного разъема RS232 с разъемами, этот тип разъема также называется разъемом DB9.
- Обнаружение несущей(DCD).
- Получение данных(RXD).
- Передача данных(TXD).
- Готовность к обмену со стороны приемника(DTR).
- Земля(GND).
- Готовность к обмену со стороны источника(DSR).
- Запрос на передачу(RTS).
- Готовность к передаче(CTS).
- Сигнал вызова(RI).
RJ-45 к DB-9 Информация о выводе адаптера последовательного порта для коммутатора
Консольный порт представляет собой последовательный интерфейс RS-232, который использует разъём RJ-45 для подключения к управляющему устройству, например ПК или ноутбуку. Если на вашем ноутбуке или ПК нет штыря разъема DB-9, и вы хотите подключить ноутбук или ПК к коммутатору, используйте комбинацию адаптера RJ-45 и DB-9.
| DB-9 | RJ-45 | |
| Получение Данных | 2 | 3 |
| Передача данных | 3 | 6 |
| Готовность обмену | 4 | 7 |
| Земля | 5 | 5 |
| Земля | 5 | 4 |
| Готовность обмену | 6 | 2 |
| Запрос на передачу | 7 | 8 |
| Готовность к передаче | 8 | 1 |
Цвета проводов:
1 Черный 2 Коричневый 3 Красный 4 Оранжевый 5 Желтый 6 Зеленый 7 Синий 8 Серый (или белый)
| Сигналы и контакты интерфейса RS232 | |||||
| Разъем 9-ти пиновый # | Разъем 25 пиновый # | Обозначение | Полное наименование | Направление | Что значит |
| Передача данных (Transmit Data) | Передача данных от компьютера | ||||
| Прием данных (Receive Data) | Прием данных компьютером | ||||
| Запрос на передачу (Request to Send) | |||||
| Готовность передачи (Clear to Send) | Аппаратный контроль передачи данных типа RTS/CTS | ||||
| Готовность источника данных (Data Set Ready) | Я готов для обмена данными | ||||
| Готовность приемника данных (Data Terminal Ready) | Я готов для обмена данными | ||||
| Наличие несущей (Carrier Detect) | Один модем соединен с другим | ||||
| Сигнал вызова (Ring Indicator) | Звонок (вызов) на телефонной линии | ||||
| Земля |
Замечание: DCD иногда маркируется как CD
