Protokol komunikasi bersiri Rs232: asas, kerja & spesifikasi

Salah satu protokol komunikasi tertua namun popular yang digunakan dalam industri dan produk komersial adalah RS232 Communication Protoco l. Istilah RS232 adalah singkatan dari "Standar yang Disarankan 232" dan ini adalah sejenis komunikasi bersiri yang digunakan untuk penghantaran data biasanya dalam jarak sederhana. Ia diperkenalkan pada tahun 1960-an dan telah memasuki banyak aplikasi seperti pencetak komputer, peranti automasi kilang dan lain-lain. Kini terdapat banyak protokol komunikasi moden seperti RS485, SPI, I2C, CAN dll. Anda boleh menyemaknya jika berminat. Dalam artikel ini, kita akan memahami asas-asas Protokol RS232 dan bagaimana ia berfungsi.

Apa itu komunikasi bersiri?

Dalam telekomunikasi, proses pengiriman data secara berurutan melalui bus komputer disebut sebagai komunikasi bersiri, yang bermaksud data akan dihantar sedikit demi sedikit. Sementara dalam komunikasi selari data dihantar dalam bait (8 bit) atau watak pada beberapa baris data atau bas pada satu masa. Komunikasi bersiri lebih perlahan daripada komunikasi selari tetapi digunakan untuk penghantaran data yang panjang kerana kos dan alasan praktikal yang lebih rendah.

Contoh untuk difahami:

Komunikasi bersiri - anda menembak sasaran menggunakan senapang mesin, di mana peluru mencapai satu demi satu ke sasaran.

Komunikasi selari - anda menembak sasaran menggunakan senapang, di mana banyak peluru mencapai pada masa yang sama.

Kaedah Pemindahan Data dalam Komunikasi Bersiri:

Pemindahan Data Asinkron - Mod di mana bit data tidak diselaraskan dengan denyutan jam. Nadi jam adalah isyarat yang digunakan untuk penyegerakan operasi dalam sistem elektronik.
Pemindahan Data Sinkron - Mod di mana bit data diselaraskan dengan denyutan jam.

Ciri-ciri Komunikasi Bersiri:

Baud rate digunakan untuk mengukur kelajuan penghantaran. Ia digambarkan sebagai bilangan bit yang berlalu dalam satu saat. Sebagai contoh, jika kadar baud adalah 200 maka 200 bit per Sec dilalui. Dalam talian telefon, kadar baud adalah 14400, 28800 dan 33600.
Stop Bits digunakan untuk satu paket untuk menghentikan transmisi yang dilambangkan sebagai "T". Beberapa nilai tipikal adalah 1, 1.5 & 2 bit.
Parity Bit adalah bentuk termudah untuk memeriksa kesilapan. Terdapat empat jenis, iaitu ganjil, bertanda dan jarak. Sebagai contoh, Jika 011 adalah nombor, bit pariti = 0, iaitu pariti genap dan pariti = 1, iaitu pariti ganjil.

Apa itu RS232?

RS232C "Standard yang Disarankan 232C" adalah versi terbaru dari pin 25 standard sedangkan, RS232D yang mempunyai 22 pin Dalam jenis D lelaki PC baru yang mempunyai 9 pin.

RS232 adalah protokol standard yang digunakan untuk komunikasi bersiri, ia digunakan untuk menghubungkan komputer dan peranti periferalnya untuk membolehkan pertukaran data bersiri di antara mereka. Kerana memperoleh voltan untuk jalan yang digunakan untuk pertukaran data antara peranti. Ia digunakan dalam komunikasi bersiri hingga 50 kaki dengan kecepatan 1.492kbps. Seperti yang didefinisikan oleh EIA, RS232 digunakan untuk menghubungkan Peralatan Penghantaran Data (DTE) dan Peralatan Komunikasi Data (DCE).

Penerima & Pemancar Data Asinkron Universal (UART) yang digunakan berkaitan dengan RS232 untuk memindahkan data antara pencetak dan komputer. Pengawal mikro tidak dapat menangani tahap voltan seperti itu, penyambung disambungkan antara isyarat RS232. Penyambung ini dikenali sebagai Penyambung DB-9 sebagai port bersiri dan ia adalah penyambung Lelaki (DTE) & Penyambung Wanita (DCE) dua jenis .

Spesifikasi Elektrik

Mari kita bincangkan spesifikasi elektrik RS232 yang diberikan di bawah:

Tahap Voltan: RS232 juga digunakan sebagai aras tanah & 5V. Perduaan 0 berfungsi dengan voltan hingga + 5V hingga + 15Vdc. Ia dipanggil sebagai 'ON' atau jarak (tahap voltan tinggi) sedangkan Binary 1 berfungsi dengan voltan hingga -5V hingga -15Vdc. Ia dipanggil sebagai 'OFF' atau menandakan (tahap voltan rendah).
Tahap voltan isyarat yang diterima: Binary 0 berfungsi pada voltan isyarat yang diterima hingga + 3V hingga +13 Vdc & Binary 1 berfungsi dengan voltan hingga -3V hingga -13 Vdc.
Jalur Impedansi: Impedansi wayar hingga 3 ohm hingga 7 ohm & panjang kabel maksimum adalah 15 meter, tetapi panjang maksimum baru dari segi kapasitansi per unit panjang.
Voltan Operasi: Voltan operasi ialah 250v AC maksimum.
Penarafan Semasa: Peringkat semasa ialah maksimum 3 Amps.
Voltan tahan dielektrik: 1000 VAC min.
Slew Rate: Kadar perubahan tahap isyarat disebut sebagai Slew Rate. Dengan kadar kelajuannya hingga 30 V / mikrodetik dan kadar bit maksimum adalah 20 kbps.

Bagaimana RS232 Berfungsi?

RS232 berfungsi pada komunikasi dua hala yang saling bertukar data antara satu sama lain. Terdapat dua peranti yang saling terhubung, (DTE) Equipment Transmission Equipment & (DCE) Data Communication Equipment yang mempunyai pin seperti TXD, RXD, dan RTS & CTS. Sekarang, dari sumber DTE, RTS menghasilkan permintaan untuk mengirim data. Kemudian dari sisi lain DCE, CTS, membersihkan jalan untuk menerima data. Selepas membersihkan jalan, ia akan memberi isyarat kepada RTS daripada DTE sumber untuk menghantar isyarat. Kemudian bit dihantar dari DTE ke DCE. Sekarang lagi dari DCEsumber, permintaan itu boleh dihasilkan oleh RTS dan CTS of DTE sumber membersihkan jalan untuk menerima data dan memberi isyarat untuk menghantar data. Inilah keseluruhan proses di mana penghantaran data berlaku.

TXD	PENGANGKUTAN
RXD	PENERIMA
RTS	PERMINTAAN HANTAR
CTS	HILANGKAN HANTAR
GND	GROUND

Contohnya: Isyarat ditetapkan ke logik 1, iaitu, -12V. Penghantaran data bermula dari bit seterusnya dan untuk memberitahu perkara ini, DTE menghantar bit permulaan kepada DCE. Bit permulaan selalu '0', iaitu, +12 V & 5 hingga 9 aksara seterusnya adalah bit data. Sekiranya kita menggunakan parity bit, maka 8 bit data dapat dikirimkan sedangkan jika parity tidak digunakan, maka 9 bit sedang dikirim. Bit berhenti dihantar oleh pemancar yang nilainya adalah 1, 1.5 atau 2 bit setelah penghantaran data.

Spesifikasi Mekanikal

Untuk spesifikasi mekanikal, kita harus mengkaji mengenai dua jenis penyambung iaitu DB-25 dan DB-9. Di DB-25, ada 25 pin yang tersedia yang digunakan untuk banyak aplikasi, tetapi beberapa aplikasi tidak menggunakan keseluruhan 25 pin. Oleh itu, penyambung 9 pin dibuat untuk kemudahan peranti dan peralatan.

Sekarang, di sini kita membincangkan penyambung pin DB-9 yang digunakan untuk hubungan antara mikrokontroler dan penyambung. Ini adalah dua jenis: Penyambung Lelaki (DTE) & Penyambung Wanita (DCE). Terdapat 5 pin di baris atas dan 4 pin di baris bawah. Ia sering dipanggil penyambung jenis DE-9 atau D.

Struktur Pin Penyambung DB-9:

Penerangan Pin Penyambung DB-9:

PIN No.	Nama Pin	Huraian Pin
1	CD (Pengesan Pembawa)	Isyarat masuk dari DCE
2	RD (Terima Data)	Menerima data masuk dari DTE
3	TD (Menghantar Data)	Hantar data keluar ke DCE
4	DTR (Sedia Terminal Data)	Isyarat berjabat tangan keluar
5	GND (Tanah isyarat)	Voltan rujukan biasa
6	DSR (Set Data Sedia)	Isyarat berjabat tangan masuk
7	RTS (Permintaan untuk Menghantar)	Isyarat keluar untuk mengawal aliran
8	CTS (Jelas untuk Dihantar)	Isyarat masuk untuk mengawal aliran
9	RI (Penunjuk Cincin)	Isyarat masuk dari DCE

Apa itu Jabat Tangan?

Handshaking adalah proses yang digunakan untuk memindahkan isyarat dari DTE ke DCE untuk membuat sambungan sebelum pemindahan data sebenarnya. Pemesejan antara pemancar & penerima dapat dilakukan dengan berjabat tangan.

Terdapat 3 jenis proses berjabat tangan yang dinamakan sebagai: -

Tanpa Jabat Tangan:

Sekiranya tidak ada jabat tangan, maka DCE membaca data yang sudah diterima sementara DTE menghantar data seterusnya. Semua data yang diterima disimpan di lokasi memori yang dikenali sebagai penyangga penerima. Penyangga ini hanya dapat menyimpan satu bit sehingga penerima mesti membaca memori penyangga sebelum bit seterusnya tiba. Sekiranya penerima tidak dapat membaca bit yang disimpan dalam penyangga dan bit seterusnya tiba, bit yang disimpan akan hilang.

Seperti yang ditunjukkan dalam gambar rajah di bawah, penerima yang tidak dapat membaca 4 ^th bit hingga 5 ^th bit ketibaan dan hasil ini yang mengatasi daripada 4 ^th sedikit sebanyak 5 ^th bit dan 4 ^th sedikit hilang.

Jabat Tangan Perkakasan:

Ia menggunakan port bersiri tertentu, iaitu, RTS & CTS untuk mengawal aliran data.
Dalam proses ini, pemancar meminta penerima bahawa ia sudah bersedia untuk menerima data kemudian penerima memeriksa penyangga bahawa ia kosong, jika kosong maka ia akan memberi isyarat kepada pemancar bahawa saya sudah bersedia untuk menerima data.
Penerima memberi isyarat kepada pemancar untuk tidak menghantar data sementara data yang sudah diterima tidak dapat dibaca.
Proses kerjanya sama seperti yang dijelaskan di atas dalam berjabat tangan.

Jabat Tangan Perisian:

Dalam proses ini, terdapat dua bentuk, iaitu X-ON & X-OFF. Di sini, 'X' adalah pemancar.
X-ON adalah bahagian di mana ia meneruskan penghantaran data.
X-OFF adalah bahagian di mana ia menghentikan penghantaran data.
Ini digunakan untuk mengendalikan aliran data dan mencegah kehilangan semasa penghantaran.

Aplikasi Komunikasi RS232

Komunikasi bersiri RS232 digunakan dalam PC generasi lama untuk menyambungkan peranti persisian seperti tetikus, pencetak, modem dll.
Pada masa kini, RS232 digantikan oleh USB canggih.
Ia juga digunakan dalam mesin PLC, mesin CNC, dan pengawal servo kerana jauh lebih murah.
Ia masih digunakan oleh beberapa papan mikrokontroler, pencetak resit, sistem titik penjualan (PoS), dll.