РС-232

Эта статья о стандарте RS-232. Варианты RS-232, включая общий 9-контактный разъем, см. в разделе «Последовательный порт» .

Разъем DB -25 , описанный в стандарте RS-232.

Сеть оконечного оборудования каналов передачи данных (DCE) и терминального оборудования данных (DTE)

В телекоммуникациях или RS-232 рекомендуемый стандарт 232. стандарт, первоначально представленный в 1960 году для последовательной передачи данных. Он формально определяет сигналы, соединяющие DTE ( терминальное оборудование данных ), такое как компьютерный терминал или ПК , и DCE ( терминальное оборудование канала передачи данных или оборудование передачи данных ), такое как модем . Стандарт определяет электрические характеристики и синхронизацию сигналов, значение сигналов, а также физический размер и распиновку разъемов. Текущей версией стандарта является TIA-232-F «Интерфейс между терминальным оборудованием данных и оконечным оборудованием цепи передачи данных, использующим последовательный обмен двоичными данными» , выпущенный в 1997 году. Стандарт RS-232 обычно использовался в компьютеров последовательных портах и до сих пор широко используется. используется в устройствах промышленной 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.

По сравнению с более поздними интерфейсами, такими как RS-422 , RS-485 и Ethernet , RS-232 имеет более низкую скорость передачи, меньшую максимальную длину кабеля, больший размах напряжения, более крупные стандартные разъемы, отсутствие многоточечной возможности и ограниченную многоточечную возможность. В современных персональных компьютерах USB вытеснил RS-232 из большинства функций периферийного интерфейса. Однако благодаря своей простоте и повсеместному распространению интерфейсы RS-232 до сих пор используются, особенно в промышленных станках с ЧПУ, сетевом оборудовании и научных приборах, где вполне достаточно короткодействующего, двухточечного, низкоскоростного проводного соединения для передачи данных. .

Область применения стандарта

Стандарт Ассоциации электронной промышленности (EIA) RS-232-C по состоянию на 1969 г. определяет:

• Характеристики электрических сигналов, такие как логические уровни , скорость передачи данных , время 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 подмножества интерфейсных схем для выбранных телекоммуникационных приложений.

Стандарт не определяет такие элементы, как кодировка символов (т. е. ASCII , EBCDIC или другие), кадрирование символов (начальные 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 скорость передачи данных, за исключением того, что он предназначен для скорости передачи ниже 20 000 бит в секунду.

История

RS-232 был впервые представлен в 1960 году. Ассоциацией электронной промышленности (EIA) в качестве рекомендуемого стандарта . Первоначальные DTE были электромеханическими телетайпами , а первоначальные DCE были (обычно) модемами. Когда электронные терминалы начали использоваться (умные и тупые), их часто проектировали так, чтобы они были 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 своеобразно. В результате общими проблемами были нестандартное расположение контактов цепей на разъемах, а также неправильные или отсутствующие управляющие сигналы. Несоблюдение стандартов привело к процветанию индустрии коммутационных коробок , патч-боксов, испытательного оборудования, книг и других средств для подключения разнородного оборудования. Распространенным отклонением от стандарта было управление сигналами при пониженном напряжении. Поэтому некоторые производители создали передатчики, питающие +5 В и −5 В, и маркировали их как «совместимые с RS-232».

Позже персональные компьютеры (и другие устройства) начали использовать этот стандарт, чтобы их можно было подключать к существующему оборудованию. В течение многих лет порт, совместимый с RS-232, был стандартной функцией последовательной связи , например модемных соединений, на многих компьютерах (при этом компьютер выступал в роли DTE). Он широко использовался до конца 1990-х годов. В периферийных устройствах персональных компьютеров он в значительной степени был вытеснен другими стандартами интерфейсов, такими как USB. RS-232 до сих пор используется для подключения периферийных устройств старых моделей, промышленного оборудования (например, ПЛК ), консольных портов и оборудования специального назначения.

За свою историю стандарт несколько раз переименовывался по мере того, как организация-спонсор меняла свое название, и он был известен как EIA RS-232, EIA 232 и, совсем недавно, как TIA 232. Стандарт продолжал пересматриваться и обновляться Ассоциацией электронной промышленности , а с 1988 года — Ассоциацией телекоммуникационной индустрии (TIA). Версия C была выпущена в документе, датированном августом 1969 года. Версия D была выпущена в 1986 году. Текущая версия — TIA-232-F «Интерфейс между терминальным оборудованием данных и оконечным оборудованием цепи передачи данных, использующим последовательный обмен двоичными данными» , выпущенная в 1997 году. Изменения с тех пор Версия C была разработана по времени и в деталях, чтобы улучшить гармонизацию со CCITT стандартом ITU-T/CCITT V.24 , но оборудование, созданное в соответствии с текущим стандартом, будет взаимодействовать со старыми версиями.

Соответствующие ITU-T стандарты включают V.24 (идентификация цепи) и ITU-T/CCITT V.28 (напряжение сигнала и временные характеристики).

В версии D EIA-232 сверхминиатюрный разъем D был формально включен как часть стандарта (ссылка на него упоминалась только в приложении к RS-232-C). Диапазон напряжений был расширен до ±25 В, а предел емкости схемы был прямо указан как 2500 пФ. В версии E EIA-232 представлен новый стандартный 26-контактный разъем D-образной оболочки меньшего размера «Alt A», а также внесены другие изменения для улучшения совместимости со стандартами CCITT V.24, V.28 и ISO 2110.

История изменений документа спецификации:

• EIA RS-232 (май 1960 г.) «Интерфейс между терминальным оборудованием и данными»
• EIA RS-232-A (октябрь 1963 г.)
• EIA RS-232-B (октябрь 1965 г.)
• EIA RS-232-C (август 1969 г.) «Интерфейс между терминальным оборудованием данных и оборудованием передачи данных, использующим последовательный обмен двоичными данными»
• ОВОС ОВОС-232-Д (1986)
• TIA TIA/EIA-232-E (1991) «Интерфейс между терминальным оборудованием данных и оборудованием передачи данных, использующим последовательный обмен двоичными данными»
• TIA TIA/EIA-232-F (октябрь 1997 г.)
• АНСИ/ТИА-232-Ф-1997 (Р2002)
• ТИА ТИА-232-Ф (Р2012)

Ограничения стандарта

Поскольку RS-232 используется не только для первоначальной цели соединения терминала с модемом, для устранения ограничений были разработаны последующие стандарты. Проблемы со стандартом RS-232 включают в себя:

• Большие перепады напряжения и необходимость положительного и отрицательного питания увеличивают энергопотребление интерфейса и усложняют конструкцию источника питания. Требование к перепаду напряжения также ограничивает максимальную скорость совместимого интерфейса.
• Несимметричная передача сигналов, 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 достижения этих соединений можно использовать нуль-модемные кабели, но они не определены стандартом, и некоторые такие кабели используют другие соединения, чем другие.
• Определения двух концов связи асимметричны. Это делает проблематичным назначение роли вновь разрабатываемого устройства; Разработчик должен выбрать интерфейс, подобный DTE или DCE, а также то, какие назначения контактов разъема использовать.
• Линии квитирования и управления интерфейса предназначены для установки и отключения коммутируемой линии связи; в частности, использование линий квитирования для управления потоком не реализовано надежно во многих устройствах.
• Не указан метод подачи питания на устройство. Хотя из линий DTR и RTS можно извлечь небольшое количество тока, это подходит только для маломощных устройств, таких как мыши .
• Рекомендуемый стандартом 25-контактный разъем D-sub имеет большие размеры по сравнению с существующей практикой.

Роль в современных персональных компьютерах

Основная статья: Последовательный порт

Карта PCI Express x1 с одним портом RS-232 на девятиконтактном разъеме

В книге PC 97 Hardware Design Guide , Microsoft прекратила поддержку последовательного порта, совместимого с RS-232, оригинального дизайна IBM PC. Сегодня RS-232 в персональных компьютерах в основном заменен USB для локальной связи. Преимущества по сравнению с RS-232 заключаются в том, что USB работает быстрее, использует более низкое напряжение и имеет более простые в подключении и использовании разъемы. Недостатки USB по сравнению с RS-232 заключаются в том, что USB гораздо менее устойчив к электромагнитным помехам (EMI) и что максимальная длина кабеля, определенная стандартами, намного короче (15 метров для RS-232 против 3–5 метров для USB, в зависимости от USB-версия и использование активных кабелей). При использовании соответствующих линейных драйверов возможна длина кабеля RS-232 до 2000 метров.

В таких областях, как автоматизация лабораторий или геодезия, устройства RS-232 продолжают использоваться. Некоторые типы программируемых логических контроллеров , частотно-регулируемых приводов , сервоприводов и оборудования с числовым программным управлением можно программировать через RS-232. Производители компьютеров отреагировали на этот спрос, вновь представив на своих компьютерах разъем DE-9M или выпустив адаптеры.

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 обмениваться данными с последовательным портом встроенной системы (например, маршрутизатора ) в качестве альтернативы мониторингу через Ethernet.

Физический интерфейс

В RS-232 пользовательские данные передаются в виде временной битов последовательности . как синхронную , так и асинхронную Стандарт поддерживает передачу. Помимо цепей передачи данных, стандарт определяет ряд цепей управления, используемых для управления соединением между DTE и DCE. Каждая цепь данных или управления работает только в одном направлении, то есть передает сигнал от DTE к подключенному DCE или наоборот. Поскольку данные передачи и приема данных представляют собой отдельные каналы, 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

Схематическая осциллограмма уровней напряжения для символа ASCII «K» (4Bh = 01001011b) с 1 стартовым битом, 8 битами данных (сначала младший значащий бит), 1 стоповым битом. Это типично для связи старт-стоп, но стандарт не определяет формат символов или порядок битов.

Линия данных RS-232 на клеммах приемной стороны (RxD), проверенная осциллографом (для символа ASCII «K» (4Bh = 01001011b) с 1 стартовым битом, 8 битами данных, 1 стоповым битом и без битов четности)

Стандарт RS-232 определяет уровни напряжения, соответствующие уровням логической единицы и логического нуля для линий передачи данных и сигналов управления. Действительные сигналы находятся либо в диапазоне от +3 до +15 В, либо в диапазоне от –3 до –15 В относительно контакта «Общее заземление» (GND); следовательно, диапазон между −3 и +3 В не является допустимым уровнем RS-232. Для линий передачи данных (TxD, RxD и их эквивалентов вторичного канала) логическая единица представлена ​​как отрицательное напряжение, а состояние сигнала называется «меткой». Логический ноль сигнализируется положительным напряжением, а состояние сигнала называется «пространством». Сигналы управления имеют противоположную полярность: утвержденное или активное состояние представляет собой положительное напряжение, а неактивное или неактивное состояние представляет собой отрицательное напряжение. Примеры линий управления включают запрос на отправку (RTS), разрешение на отправку (CTS), готовность терминала данных (DTR) и готовность набора данных (DSR).

Логика RS-232 и уровни напряжения

Цепи передачи данных	Цепи управления	Напряжение
0 (пробел)	Утверждено	+3 to +15 V
1 (отметка)	Десертировано	−15 to −3 V

Стандарт определяет максимальное напряжение холостого хода 25 В: уровни сигнала ±5 В, ±10 В, ±12 В и ±15 В обычно наблюдаются в зависимости от напряжения, доступного для схемы линейного формирователя. Некоторые микросхемы драйверов RS-232 имеют встроенную схему для создания необходимого напряжения от источника питания 3 или 5 В. Драйверы и приемники RS-232 должны выдерживать неограниченные короткие замыкания на землю или на любой уровень напряжения до ±25 В. Также контролируется скорость нарастания сигнала , или скорость изменения сигнала между уровнями.

Поскольку уровни напряжения выше, чем логические уровни, обычно используемые в интегральных схемах, для преобразования логических уровней требуются специальные промежуточные схемы драйвера. Они также защищают внутреннюю схему устройства от коротких замыканий или переходных процессов, которые могут возникнуть на интерфейсе RS-232, и обеспечивают достаточный ток для соответствия требованиям скорости нарастания сигнала при передаче данных.

Поскольку на обоих концах цепи RS-232 напряжение на заземляющем контакте равно нулю, могут возникнуть проблемы при подключении машин и компьютеров, когда напряжение между заземляющим контактом на одном конце и заземляющим контактом на другом не равно нулю. Это также может вызвать опасную петлю заземления . Использование общего заземления ограничивает использование RS-232 в приложениях с относительно короткими кабелями. Если два устройства расположены достаточно далеко друг от друга или подключены к разным системам питания, локальные заземляющие соединения на обоих концах кабеля будут иметь разное напряжение; эта разница уменьшит запас по шуму сигналов. Сбалансированные дифференциальные последовательные соединения, такие как RS-422 или RS-485, могут выдерживать большую разницу в напряжении заземления из-за дифференциальной передачи сигналов.

Неиспользуемые сигналы интерфейса, заземленные, будут иметь неопределенное логическое состояние. Если необходимо постоянно установить сигнал управления в определенное состояние, его необходимо подключить к источнику напряжения, который устанавливает уровни логической 1 или логического 0, например, с помощью подтягивающего резистора. Для этой цели некоторые устройства предусматривают испытательное напряжение на своих интерфейсных разъемах.

Разъемы

Устройства RS-232 можно классифицировать как терминальное оборудование данных (DTE) или оконечное оборудование цепи 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 гнездовые разъемы - функции контактов DCE. Другие устройства могут иметь любую комбинацию типа разъема и определения контактов. Многие терминалы производились с разъемами «мама», но продавались с кабелем с разъемами «папа» на каждом конце; терминал с кабелем соответствует рекомендациям стандарта.

Стандарт рекомендует использовать сверхминиатюрный 26-контактный разъем D до версии C и делает его обязательным, начиная с версии D. Большинство устройств реализуют только некоторые из двадцати сигналов, указанных в стандарте, поэтому для подключения достаточно разъемов и кабелей с меньшим количеством контактов. большинство соединений, более компактны и менее дороги. Производители персональных компьютеров заменили разъем DB-25M на разъем DE-9M меньшего размера . Этот разъем с другой распиновкой (см. Распиновка последовательного порта ) широко используется в персональных компьютерах и связанных с ними устройствах.

Наличие 25-контактного разъема D-sub не обязательно указывает на интерфейс, совместимый с RS-232-C. Например, на оригинальном IBM PC штекерный разъем D-sub представлял собой порт 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

Основная статья: Последовательный кабель

Стандарт не определяет максимальную длину кабеля, а вместо этого определяет максимальную емкость, которую должна выдерживать соответствующая схема управления. Широко используемое эмпирическое правило показывает, что кабели длиной более 15 м (50 футов) будут иметь слишком большую емкость, если не используются специальные кабели. Используя кабели с низкой емкостью, связь можно поддерживать на больших расстояниях, примерно до 300 м (1000 футов). Для больших расстояний другие стандарты сигналов, такие как RS-422 , лучше подходят для более высоких скоростей.

Поскольку стандартные определения не всегда применяются правильно, часто приходится обращаться к документации, проверять соединения с помощью коммутационной коробки или методом проб и ошибок находить кабель, работающий при соединении двух устройств. Для подключения полностью соответствующего стандарту устройства DCE и устройства DTE будет использоваться кабель, который соединяет контакты с одинаковыми номерами в каждом разъеме (так называемый «прямой кабель»). « переключатели пола Для устранения гендерных несоответствий между кабелями и разъемами доступны ». Для подключения устройств с разъемами разных типов необходим кабель, соединяющий соответствующие контакты согласно таблице ниже. Распространены кабели с 9 контактами на одном конце и 25 на другом. Производители оборудования с разъемами 8P8C обычно поставляют 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 (например, кольцевым индикатором ).

Если данный кабель не обеспечивает подключение для передачи данных, особенно если устройство смены пола используется нуль-модемный , может потребоваться кабель. Гендерные чейнджеры и нуль-модемные кабели не упоминаются в стандарте, поэтому для них не существует официально утвержденной конструкции.

Сигналы данных и управления

Распиновка 9-контактного (D-сверхминиатюрного, DE-9) последовательного порта, обычно встречавшегося на компьютерах 1990-х годов.

Распиновка 25-контактного последовательного порта (D-сверхминиатюрный, DB-25), обычно встречающегося на компьютерах 1980-х годов.

В следующей таблице перечислены часто используемые сигналы RS-232 (называемые в спецификациях «цепями») и назначения их контактов на рекомендуемых разъемах DB-25. (см. Распиновку последовательного порта для других часто используемых разъемов, не определенных стандартом).

Схема			Направление		DB-25 контакт	Вывод DE-9 (TIA-574)
Имя	Типичная цель	Аббревиатура	ДТЕ	ДЦЭ
Терминал данных готов	DTE готов принять, инициировать или продолжить вызов.	ДТР	Вне	В	20	4
Обнаружение носителя данных	DCE принимает несущую от удаленного DCE.	DCD	В	Вне	8	1
Набор данных готов	DCE готов принимать и отправлять данные.	ДСР	В	Вне	6	6
Кольцевой индикатор	DCE обнаружил входящий сигнал вызова на телефонной линии.	РИ	В	Вне	22	9
Запрос на отправку	DTE запрашивает DCE подготовиться к передаче данных.	РТС	Вне	В	4	7
Готов получить	DTE готово принимать данные от DCE. Если используется RTS, предполагается, что он всегда активен.	РТР	Вне	В	4	7
Очистить для отправки	DCE готова принять данные от DTE.	КТС	В	Вне	5	8
Передаваемые данные	Переносит данные от DTE к DCE.	передача	Вне	В	2	3
Полученные данные	Переносит данные от DCE к DTE.	RxD	В	Вне	3	2
Общая основа	Опорное нулевое напряжение для всего вышеперечисленного.	Земля	Общий		7	5
Защитное заземление	Подключен к заземлению шасси.	PG	Общий		1	—

Сигналы именуются с точки зрения DTE. Вывод заземления является общим возвратом для других соединений и устанавливает «нулевое» напряжение, к которому относятся напряжения на других выводах. Разъем DB-25 имеет второе «защитное заземление» на контакте 1; он подключен внутри к заземлению корпуса оборудования и не должен быть подключен кабелем или разъемом к сигнальному заземлению.

Кольцевой индикатор

Внешний модем USRobotics Courier имел разъем DB-25 , который использовал сигнал индикатора звонка для уведомления главного компьютера о на подключенной телефонной линии . звонке

Кольцевой индикатор (RI) — это сигнал, передаваемый от DCE к устройству DTE. Это указывает терминальному устройству, что телефонная линия звонит. Во многих последовательных портах компьютеров аппаратное прерывание генерируется, когда сигнал RI меняет состояние. 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 несет аналогичную информацию в обратном направлении.

На внешнем модеме состояние контакта индикатора звонка часто связано с индикатором «AA» (автоответ), который мигает, если сигнал RI обнаружил звонок. Заявленный сигнал RI точно соответствует шаблону вызывного сигнала, что позволяет программному обеспечению обнаруживать характерные шаблоны вызывного сигнала.

Сигнал кольцевого индикатора используется некоторыми старыми источниками бесперебойного питания (ИБП) для сигнализации компьютеру о состоянии сбоя питания.

Некоторые персональные компьютеры можно настроить на функцию пробуждения по звонку , что позволяет приостановленному компьютеру отвечать на телефонный звонок.

РТС, CTS и РТР

Дополнительная информация: Управление потоком (данные) § Аппаратное управление потоком данных.

Сигналы запроса на отправку (RTS) и разрешения на отправку (CTS) изначально были определены для использования с полудуплексными (по одному направлению) модемами, такими как Bell 202 . Эти модемы отключают свои передатчики, когда в этом нет необходимости, и должны передавать преамбулу синхронизации приемнику, когда они снова включаются. DTE утверждает RTS, чтобы указать на желание передать DCE, и в ответ DCE утверждает CTS, чтобы предоставить разрешение, как только будет достигнута синхронизация с DCE на дальнем конце. Такие модемы больше не используются. Соответствующий сигнал, который DTE мог бы использовать для временной остановки приема данных от DCE, отсутствует. Таким образом, использование сигналов RTS и CTS в RS-232 в соответствии с более старыми версиями стандарта является асимметричным.

Эта схема также используется в современных преобразователях RS-232 в RS-485 . RS-485 — это шина множественного доступа, по которой одновременно может передавать данные только одно устройство — концепция, не предусмотренная в RS-232. Устройство RS-232 активирует RTS, чтобы сообщить преобразователю о необходимости 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 (в обоих направлениях одновременно) модемы. В такой ситуации у DTE нет причин отменять RTS. Однако из-за возможности изменения качества линии, задержек в обработке данных и т. д. возникает необходимость в симметричном, двунаправленном управлении потоком .

Симметричная альтернатива, обеспечивающая управление потоком в обоих направлениях, была разработана и продана в конце 1980-х годов 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 (на самом деле к тому времени TIA-232-E) путем определения нового сигнала «RTR (Готов к приему)», который представляет собой цепь 133 CCITT V.24. TIA-232 -E и соответствующие международные стандарты были обновлены, чтобы показать, что схема 133, когда она реализована, использует тот же контакт, что и RTS (запрос на отправку), и что когда используется 133, DCE предполагает, что RTS всегда утверждается. .

В этой схеме, обычно называемой «управление потоком RTS/CTS» или «квитирование связи RTS/CTS» (хотя технически правильным названием было бы «RTR/CTS»), DTE устанавливает RTS всякий раз, когда оно готово получить данные от DCE. и DCE устанавливает CTS всякий раз, когда оно готово принимать 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 данных . Однако «аппаратное управление потоком данных» в описании опций, доступных на устройстве с RS-232, не всегда означает подтверждение связи RTS/CTS.

Оборудование, использующее этот протокол, должно быть готово к буферизации некоторых дополнительных данных, поскольку удаленная система могла начать передачу непосредственно перед тем, как локальная система отменяет подтверждение RTR.

3-проводной и 5-проводной RS-232

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) можно использовать, если поток данных односторонний (например, цифровые почтовые весы, которые периодически отправляют показания веса, или GPS-приемник, который периодически отправляет координаты, если нет настройки через RS). -232 необходимо). Когда в дополнение к двусторонним данным требуется только аппаратное управление потоком, линии RTS и CTS добавляются в 5-проводной версии.

Редко используемые функции

Стандарт EIA-232 определяет соединения для нескольких функций, которые не используются в большинстве реализаций. Для их использования необходимы 25-контактные разъемы и кабели.

Выбор скорости сигнала

DTE или DCE могут указать 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 сигнал скорости сигнала данных (DSR, контакт 23) в положение ВКЛ.

Шлейфовое тестирование

Многие устройства DCE имеют возможность обратной связи, используемую для тестирования. Если эта функция включена, сигналы передаются обратно отправителю, а не передаются получателю. Если это поддерживается, DTE может подать сигнал локальному DCE (тому, к которому оно подключено) о переходе в режим шлейфа, установив локальный шлейф (LL, контакт 18) в положение ВКЛ или удаленному DCE (тому, к которому подключен локальный DCE) в положение ON. войдите в режим шлейфа, установив Remote Loop (RL, контакт 21) в положение ON. Последний тестирует канал связи, а также оба DCE. Когда АКД находится в режиме тестирования, он сигнализирует DTE, устанавливая индикатор тестирования (TI, контакт 25) в положение ВКЛ.

Обычно используемая версия шлейфового тестирования не предполагает каких-либо специальных возможностей ни на одном из концов. Аппаратная петля — это просто провод, соединяющий дополнительные контакты в одном разъеме (см. петлю ).

Тестирование по шлейфу часто выполняется с помощью специализированного DTE, называемого тестером частоты ошибок по битам (или BERT).

Сигналы синхронизации

Некоторые синхронные устройства предоставляют тактовый сигнал для синхронизации передачи данных, особенно на более высоких скоростях передачи данных. Два сигнала синхронизации предоставляются DCE. Вывод 15 — это тактовая частота передатчика (TCK) или синхронизация отправки (ST); DTE помещает следующий бит в линию передаваемых данных (контакт 2), когда этот тактовый сигнал переходит из состояния ВЫКЛ в ВКЛ (поэтому он стабилен во время перехода из ВКЛ в ВЫКЛ, когда АКД регистрирует этот бит). Вывод 17 — это тактовый сигнал приемника (RCK) или время приема (RT); DTE считывает следующий бит из линии приема данных (контакт 3), когда этот тактовый сигнал переходит из состояния ВКЛ в ВЫКЛ.

Альтернативно, DTE может предоставить тактовый сигнал, называемый синхронизацией передатчика (TT, контакт 24), для передаваемых данных. Данные изменяются, когда часы переходят из состояния ВЫКЛ в ВКЛ, и считываются во время перехода из состояния ВКЛ в ВЫКЛ. ТТ можно использовать для решения проблемы задержки распространения в длинном кабеле. ST должен пройти по кабелю неизвестной длины и задержки, немного выйти из DTE после другой неизвестной задержки и вернуть его в DCE с той же неизвестной задержкой в ​​кабеле. При отправке данных на высокой скорости бит данных может не поступить вовремя для перехода ST в состояние ВКЛ.

Поскольку связь между передаваемым битом и TT может быть фиксирована в конструкции DTE и поскольку оба сигнала проходят по кабелю одинаковой длины, использование TT устраняет проблему. TT может быть сгенерирован путем обратного цикла ST с соответствующим изменением фазы, чтобы согласовать его с передаваемыми данными. Возврат ST к TT позволяет DTE использовать DCE в качестве опорной частоты и корректировать тактовую частоту в соответствии с синхронизацией данных.

Синхронная синхронизация требуется для таких протоколов, как SDLC , HDLC и X.25 .

Вторичный канал

Вторичный канал данных, идентичный по возможностям первичному каналу, может быть дополнительно реализован устройствами DTE и DCE. Назначение контактов следующее:

Сигнал	Приколоть
Общая основа	7 (то же, что и основной)
Вторичные передаваемые данные (STD или S.TxD)	14
Вторичные полученные данные (SRD или S.RxD)	16
Вторичный запрос на отправку (SRTS или S.RTS)	19
Вторичная готовность к отправке (SCTS или S.CRS)	13
Обнаружение вторичной несущей (SDCD или S.DCD)	12

Сопутствующие стандарты

Другие стандарты последовательной сигнализации могут не взаимодействовать со стандартными портами RS-232. Например, использование уровней TTL около +5 В и 0 В помещает уровень отметки в неопределенную область стандарта. Такие уровни иногда используются с NMEA 0183 совместимыми с GPS- приемниками и эхолотами, . такой чип, как MAX232 Для преобразования уровней напряжения требуется .

20 мА Токовая петля использует отсутствие тока 20 мА для высокого уровня и наличие тока в контуре для низкого уровня; этот метод передачи сигналов часто используется для междугородных и оптически изолированных каналов связи. Для подключения устройства с токовой петлей к совместимому порту RS-232 требуется преобразователь уровней. Устройства с токовой петлей могут подавать напряжение, превышающее пределы напряжения, которые должны выдерживать совместимое устройство. Оригинальная плата последовательного порта IBM PC реализовала интерфейс токовой петли 20 мА, который никогда не имитировался другими поставщиками подключаемого 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 передачей сигналов.
• RS-449 – функционально-механический интерфейс, использующий сигналы RS-422 и RS-423; так и не прижился, как RS-232, и был отозван EIA
• RS-485 – потомок RS-422, который можно использовать как шину 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, сочетающая в себе лучшее от обоих; заменяет RS-449
• EIA/TIA-561 – определяет выводы RS-232 для восьмипозиционных восьмиконтактных (8P8C) модульных разъемов (которые могут неправильно называться разъемами RJ45).
• EIA/TIA-562 – низковольтная версия EIA/TIA-232.
• TIA-574 - стандартизирует распиновку 9-контактного сверхминиатюрного разъема D для использования с электрической сигнализацией EIA-232, созданной на IBM PC / AT.
• EIA/TIA-694 – аналогичен TIA/EIA-232-F, но с поддержкой более высоких скоростей передачи данных до 512 кбит/с.

Международный союз электросвязи публикует стандарт ITR-R V.24 (ранее стандарт CCITT V.24) «Список определений схем обмена между терминальным оборудованием данных (DTE) и оконечным оборудованием каналов данных (DCE)» с определениями схем, совместимыми с те, что указаны в EIA RS 232. V.24 не определяет уровни сигнала или время. Электрические параметры сигналов указаны в ITU-RV.28.

Инструменты разработки

При разработке или устранении неполадок систем, использующих RS-232, для выявления проблем может быть важно внимательно изучить аппаратные сигналы. Это можно сделать с помощью простых устройств со светодиодами, которые индицируют логические уровни данных и сигналов управления. Кабели «Y» можно использовать, чтобы можно было использовать другой последовательный порт для мониторинга всего трафика в одном направлении. Анализатор последовательной линии — это устройство, похожее на логический анализатор , но специализирующееся на уровнях напряжения RS-232, разъемах и, где они используются, тактовых сигналах; он собирает, хранит и отображает данные и управляющие сигналы, позволяя разработчикам просматривать их в деталях. Некоторые просто отображают сигналы в виде сигналов; более сложные версии включают возможность декодирования символов в ASCII или других распространенных кодах и интерпретации общих протоколов, используемых через RS-232, таких как SDLC , HDLC , DDCMP и X.25 . Анализаторы последовательных линий доступны как автономные устройства, как программное обеспечение и интерфейсные кабели для логических анализаторов общего назначения и осциллографов , а также как программы, которые работают на обычных персональных компьютерах и устройствах.

См. также

• Сравнение синхронной и асинхронной сигнализации

Дальнейшее чтение

• Аксельсон, Ян (2007). Последовательный порт завершен: COM-порты, виртуальные COM-порты USB и порты для встраиваемых систем (2-е изд.). Исследования Лейквью. ISBN  978-1-931-44806-2 .
• Схемы интерфейса для TIA/EIA-232-F: примечания к проектированию (PDF) . Изделия смешанных сигналов (Технический отчет). Техасские инструменты . Сентябрь 2002 г. SLLA037. Архивировано (PDF) из оригинала 05 марта 2017 г. Проверено 05 марта 2017 г.
• Основы последовательной связи RS-232 (PDF) . Далласский полупроводниковый завод . 09.03.1998. Примечание по применению 83. Архивировано (PDF) из оригинала 05 марта 2017 г. Проверено 05 марта 2017 г.
• «Стандарт RS232C» . База знаний . Национальные инструменты . Архивировано из оригинала 5 марта 2017 г. Проверено 05 марта 2017 г.
• Рекомендация МСЭ-Т V.24 — Передача данных по телефонной сети — Список определений схем обмена между терминальным оборудованием данных (DTE) и оконечным оборудованием каналов передачи данных (DCE) . Международный союз электросвязи (ITU-T). Март 1993 г. Архивировано из оригинала 17 августа 2015 г. Проверено 05 марта 2017 г.

Внешние ссылки

• Последовательное программирование: соединения RS-232 в Wikibooks