Распиновка RS-232

Начинаем проектировать контроллер легендарного интерфейса передачи данных RS232 и прежде чем мы напишем первую строчку кода на языке описания аппаратуры, необходимо как следует погрузиться в предметную область.

Сравнение с другими последовательными интерфейсами

Для передачи данных с клавиатуры в вычислительное устройство применяются две информационных (С,D) и две вспомогательных линии (G,V). Линия общей земли G необходима для выравнивания потенциалов подключаемого устройства и вычислителя.

Контакты интерфейса PS/2Контакты интерфейса PS/2

Контакты интерфейса PS/2

Именно относительно общей земли можно судить об уровне напряжения на информационных линиях. Линия питания V позволяет подать напряжение, необходимое для работы подключаемого устройства.

Теперь об информационных линиях. Каждый передаваемый бит информации (линия D) сопровождается тактовым импульсом (линия C). Обработка такого сигнала не представляет никакой сложности. Вычислитель совершает считывание информации с линии передачи данных ровно по фронтам импульсов на линии С. Это довольно неплохое инженерное решение, контроллеру внутри подключаемого устройства совсем не обязательно точно соблюдать все временные интервалы. Фронт сигнала пойдет в линию тактов только тогда когда на линии данных точно будет необходимое содержание.

Однако, линия тактового сигнала это роскошь для абсолютного большинства коммуникационных интерфейсов. Ярким примером довольно распространенной среды передачи сигналов является, так называемый, коаксиальный кабель.

Устройство коаксиального кабеляУстройство коаксиального кабеля

Устройство коаксиального кабеля

Дешевый в производстве, надежный и обладающий высокой пропускной способностью. Эта среда передачи сигналов, как и многие другие, имеет проводник для передачи информации, но не имеют дополнительного проводника для передачи тактовых импульсов. Информацию несет напряжение между центральным проводником и оплеткой. Тактовые сигналы на считывание уровня напряжения вырабатываются на приемнике этого сигнала на основании стартовых и стоповых комбинаций бит в информационном потоке и заведомо известных технических параметров системы передачи информации.

RS-232 TTL MAX232

RS-232

RS-232, 1488 1489, . . , RS-232 +5 -5 . . , 1488 1489.

MAX220-MAX249 — EIA/TIA-232E V.28/V.24, , 12.

ICL232. — RS-232C V.28. +5. +10 -10 5- .

MAX232

MAX232 . , , .

MAX232: .

MAX232A

MAX232A +10 -10. RS-232. MAX232A .

1960- 60. 1962 33 20 . . 60-, 70- 80- 20 . — , .

, . , , .

600 19.2 .

  • RS-232
  • 600
  • 19.2

. 20. , IBM . .


20 mA

20

20 , . — , — . , , — . . .


20 mA ( )

RS-232 20

RS-232 20 . ( ).


RS-232 20

4- 20

, 20 . — . . 24. . RL , .


4 — 20

HART 4 — 20

4 — 20 . HART. HART , 4-20 , . (FSK) 4-20 .


4 20 HART

Hercules SETUP

Hercules SETUP — (RS-232 RS-485), UDP/IP TCP/IP ( ). Ethernet ( Serial/Ethernet, RS-232/Ethernet /) for the UDP Setup. , Freeware.

:

  • — COM5
  • TCP/IP
  • TCP/IP
  • UDP

:

  • , .EXE .
  • , (COM12 )
  • , HEX . , Hercules .
  • (CTS, RTS, DTR, DSR, RI, CD)
  • LOG .
  • TEA — TCP/IP TCP/IP, ..
  • TCP/IP TCP/IP TCP/IP.
  • UDP/IP UDP/IP
  • NVT (Network Virtual Terminal) .
  • Telnet NVT (RFC2217), , .
  • FREEWARE, !

Terminal

Terminal — (COM). , , , GSM . .

:

  • small .exe 246k
  • 6 com
  • 256/c
  • log (hex & string)

Tera Term

Tera Term (Pro) — MS-Windows. VT100, telnet , ..

:

  • COM4.
  • 14400.
  • «EditCLS», «EditCLB», «ControlOpenTEK» «ControlCloseTEK».
  • «clearscreen», «code2str», «enablekeyb», «filemarkptr», «fileseekback», «filestrseek2», «findclose», «findfirst», «findnext», «getdir», «kmtfinish», «kmtget», «makepath», «sendkcode», «setdir», «setexitcode», «str2code» and «testlink».
  • «%».
  • : , .
  • Pass-through printing directly to a port
  • «AutoFileRename», «BackWrap», «Beep», «EnableStatusLine», «MaxComPort», «PassThruDelay», «PassThruPort», «PrnConvFF», «RussPrint» «TitleFormat».
  • [Setup] TCP/IP.
  • .
  • (CP 866 ISO 8859-5).
  • .
  • .
  • , .
  • Tera Term .

:

fon_white.gif

DOC

fon_white.gif

История

В 1969 году ассоциация электронной промышленности США (EIA) опубликовала вариант «С» своего рекомендуемого стандарта (Recommended Standart – RS) за номером 232 «Интерфейс между оконечным оборудованием обработки данных и оконечным оборудованием линии с использованием последовательного обмена данными в двоичной форме».

Система передачи данных (передатчик, приемник, соединительные кабели), реализованная в соответствии с техническими условиями стандарта RS-232C, обеспечивает передачу сигнала со скоростями, не превышающими 20 Кбит/с (реально используют на скоростях до 115200 бит/с).

Сейчас этот стандарт известен просто как стандарт RS-232C. Международный консультативный комитет по телефонии и телеграфии ввел свой собственный вариант этого стандарта в виде стандартов V.24 и V.28, а министерство обороны США выпустило практически идентичный стандарт Mil-Std-188C.

Система передачи данных (передатчик, приемник, соединительные кабели), реализованная в соответствии с техническими условиями стандарта RS-232C, обеспечивает передачу сигнала со скоростями, не превышающими 20 Кбит/с (реально используют на скоростях до 115200 бит/с).

В настоящее время действует редакция стандарта, принятая в 1991 году ассоциациями электронной и телекоммуникационной промышленности, под названием EIA/TIA-232-E. В ней нет никаких технических изменений, которые могли бы привести к несовместимости с оборудованием, поддерживающим интерфейс RS-232 более ранних версий.

Интерфейс RS232

А теперь ближе к делу. Для задач низкоскоростной передачи информации еще в середине прошлого века разработан ставший легендарным интерфейс RS232.

Внешний вид разъемов RS232Внешний вид разъемов RS232

Внешний вид разъемов RS232

Свое имя он получил после выхода в свет документа, зафиксировавшего в качестве стандарта то как нужно изготавливать и использовать этот интерфейс. Имя это сокращение от Рекомендованный стандарт № 232. Он получил очень широкую популярность во всех областях техники и не знать о нем даже в 21 веке грамотному инженеру нельзя. Его отличает узнаваемая внешность разъема в виде трапеции с девятью контактами в два ряда.

Версия с 25-ю контактами не получила широкого распространения. Все проводники даже в 9-контактной версии в абсолютном большинстве случаев оказываются не задействованы. Главное применение этого интерфейса это управление внешними устройствами. Внешними по отношению к вычислителю. Также он применяется для сбора данных, низкоскоростной передачи информации между двумя устройствами.

Назначение

Интерфейс RS-232-C был разработан для простого применения, однозначно определяемого по его названию: «Интерфейс между терминальным оборудованием и связным оборудованием с обменом по последовательному двоичному коду».

Чаще всего используется в промышленном и узкоспециальном оборудовании, встраиваемых устройствах. Присутствует на несколько устаревших стационарных персональных компьютерах, в современных чаще всего доступен через дополнительный контроллер/преобразователь (как правило, RS-232 не ставят на портативных компьютерах — на ноутбуках, нетбуках, КПК и т. п.).

Распиновки кабелей RS-232

Рассмотрим стандартные и не очень распиновки кабелей.

Условные обозначения:

  • F — «мама»;
  • M — «папа»;
  • «-» — соединение;
  • «х» — нет соединения;
  • «+» — линии объединяются.

DTE 9 F <—> DCE 9 MПрименяется для соединения таких устройств как компьютер и модем.

Соединение прямое:

  • 1 — 1
  • 2 — 2
  • 3 — 3
  • 9 — 9

Примечание: Экраны соединяются.

DTE 9 F <—> DTE 9 F (Null-modem 9)Применяется для соединения таких устройств как компьютер и компьютер.

Соединение:

  • 1+7- 8
  • 2 — 3
  • 3 — 2
  • 4 — 6
  • 5 — 5
  • 6 — 4
  • 7+1 — 8
  • 8 — 1+7

Примечание: 1 и 7 контакты на разъемах соединены между собой. 9 не используется. Экраны соединяются.

DTE 25 F <—> DCE 9 MПрименяется для соединения таких устройств как компьютер (25-пиновый разъем) и 9-пиновая мышь (или модем).

Соединение:

  • 2 — 3
  • 3 — 2
  • 4 — 7
  • 5 — 8
  • 6 — 6
  • 7 — 5
  • 8 — 1
  • 20 — 4
  • 22 – 9

Примечание: Остальные не используются. Экраны соединяются.

DTE 9 F <—> DCE 25 MПрименяется для соединения таких устройств как компьютер (9-пиновый разъем) и 25-пиновая мышь (или модем).

Соединение:

  • 1 — 8
  • 2 — 3
  • 3 — 2
  • 4 — 20
  • 5 — 7
  • 6 — 6
  • 7 — 4
  • 8 — 5
  • 9 — 22

Примечание: Остальные не используются. Экраны соединяются.

DTE 25 F <—> DCE 25 MПрименяется для соединения таких устройств как компьютер (25-пиновый разъем) и 25-пиновая мышь (или модем).

Соединение прямое:

  • 1 — 1
  • 2 — 2
  • 3 — 3
  • 4 — 4
  • 24 — 24
  • 25 – 25

Примечание: Экраны соединяются.

DTE 25 F <—> DTE 25 F (Null-modem Универсальный 25)Применяется для соединения таких устройств как компьютер (25-пиновый разъем) и компьютер (25-пиновый разъем).

Соединение:

  • 1 — 1
  • 2 — 3
  • 3 — 2
  • 4 — 5
  • 5 — 4
  • 6+8 — 20
  • 7 — 7
  • 20 — 6+8

Примечание: Остальные не используются. Экраны соединяются.

Заглушка на COM-порт 9 pin FПрименяется для тестирования коммуникационных приложений.

Соединение:

  • 2+3
  • 1+6+4
  • 7+8

Примечание: Остальные не используются.

Заглушка на COM-порт 25 pin FПрименяется для тестирования коммуникационных приложений.

Соединение:

  • 2+3
  • 4+5
  • 6+8+20

Примечание: Остальные не используются.

За и против

Недостатки RS-232 состоят, прежде всего, в том, что он реализует связь типа «точка-точка» с низкой, по современным меркам, скоростью (обычно 9600 бит в секунду), и работает только на небольших расстояниях (до 10-15 м).

К несомненному достоинству RS-232 следует отнести его популярность: все компьютеры РС (но не Mac) оборудованы по крайней мере одним портом RS-232, поэтому приобретение готовых кабелей для него не составляет никакой проблемы. Процессом передачи можно управлять на аппаратном уровне, хотя эту возможность используют нечасто.

Недостатки RS-232 состоят, прежде всего, в том, что он реализует связь типа «точка-точка» с низкой, по современным меркам, скоростью (обычно 9600 бит в секунду), и работает только на небольших расстояниях (до 10-15 м).

В настоящее время RS-422/RS-485 является стандартном де-факто для значительной части вещательной видеоиндустрии.

Состав линий связи между устройствами DTE и DCE точно не определён. Стандарт описывает функции до 25 соединительных линий, но не указывает, должна или не должна использоваться та или иная линия. Лучше (технологически) обстоят дела в стандарте RS‑422. По этому стандарту связь осуществляется по двум парам проводов, а передаваемый сигнал может приниматься более чем одним устройством. Согласно стандарту RS-485 (улучшенный RS-422) используется одна пара проводов, которая предназначена для передачи или приёма многими устройствами. RS-422/RS-485 может использоваться для многоточечных соединений, из-за высокой помехоустойчивости за счёт использования дифференциальных (балансных) линий, связь возможна на расстояниях до 1,2 км.

В настоящее время RS-422/RS-485 является стандартном де-факто для значительной части вещательной видеоиндустрии.

Сигналы могут иметь другое значение

Только 3 контакта из 9 имеют строго определенное значение: передача, прием и земля. Это аппаратные линии и вы не можете повлиять изменить из предназначение. Но все другие сигнальные линии управляются программно и могут быть (или подразумевается что могут) в большинстве своем другого назначения. Однако они могут прнимать только два состояния: высокое (установленное) (+12 вольт) и низкое (сброшенное) (-12 вольт). Установленное состояние это «включено» и сброшенное состояние это «выключено». Для примера, Advanced Serial Port Monitor (или точнее пользователь программы) может управлять сигналом DTR, в аппаратная часть в свою очередь подает на него напряжение 12 вольт с той или иной полярностью. Модем (или другое устройство) которое принимает сигнал DTR может интерпретировать его по-разному. В одном случае модем (в зависимости от модели и прошивки) может может занять телефонную линию если сигнал DTR сброшен. В другом случае модем проигнорировать сигнал DTR в сброшенном состоянии.

Это применимо ко всем 6-ти сигнальным линиям. Аппаратная часть только посылает и принимает эти сигналы, но действие зависит (если оно вообще есть) от программы (например, Advanced Serial Port Monitor) и конфигурации того оборудоввания, которое вы подключаете к последовательному порту.

Переходной кабель с 25 pin RS232 на 9 pin

Распайка переходника с 25-и контактного разъема RS232 на 9-и контактный
DB9 DB25 Назначение
1 8 Data carrier detect
2 3 Receive data
3 2 Transmit data
4 20 Data terminal ready
5 7 Signal ground
6 6 Data set ready
7 4 Request to send
8 5 Clear to send
9 22 Ring indicator

Как получить 5 вольт от порта RS-232?

Схема для получения 5В от порта RS-232

Список необходимых деталей:

  1. Линейный регулятор — L78L05.
  2. 2 выпрямительных диода (D1, D2) — 1N4004.
  3. Электролитический конденсатор (C1) — 22 мкФ.
  4. Конденсатор (C2) — 0.001 мкФ.
  5. 2 резистора (R1, R2) — 43 Ом.

В схеме используется LM78L05 или советский аналог на 5В. Диоды любые. Напряжение +5В получается из сигналов RTS и DTR в RS-232. Эта схема даже из портативного компьютера может выдавать ток 12 мА. Единственный недостаток — то, что устройство транзисторно-транзисторной логики должно быть изолировано от корпуса компьютера, потому что интерфейс воспринимает корпус RS-232 как положительное напряжение.

Цели

Известно, что последовательный интерфейс RS-232 впервые был применен от телефонного модема к ПК. Из-за этого вскоре заполучил рудименты, среди которых была отдельная линия «Звонок». Со временем интернет-девайсы поменяли разъемы и стали подключаться с помощью USB. Сам же обозреваемый разъем никуда не исчез с интерфейсной панели, поэтому другие производители решили создавать к своим устройствам совместимые кабели, чтобы подключаться к системе. Так, стали известны компьютерные мыши с RS-232.

преобразователь интерфейса rs 232 etherne

Сейчас этот интерфейс чаще встречается в узкоспециальных девайсах, промышленном оборудовании и микропроцессорных системах. В итоге, на современных нетбуках или ноутбуках кабель интерфейса RS-232 практически не встречается. А вот некоторые материнские платы стационарных систем все еще имеют этот разъем. В итоге, есть как одиночные слоты, так и колодка шлейфовая на материнке. Чтобы этот разъем не был бесполезным, некоторые предоставляют преобразователи.

Размер фрейма

Стандарт предусматривает размер слова от 5 до 9 бит. Также может быть один бит четности, но он не обязательный. Не во все времена удобным считалось группировать биты по 8 штук.

Использование RS232 в области связиИспользование RS232 в области связи

Использование RS232 в области связи

В смежной области техники, где занимались передачей и приемом телеграмм и прочей текстовой информации один символ алфавита мог быть закодирован комбинацией из пяти бит. Все символы заглавные и это совсем не мешает чтению, зато очень экономит время в низкоскоростных каналах передачи информации. Таким образом, для удобства совершенно разных пользователей размер поля данных можно регулировать.

Настройка RS232Настройка RS232

Настройка RS232

Настраиваются параметры интерфейса передачи данных довольно просто при помощи специальной программы в комплекте с операционной системой или другим способом.

Заглушка для RS232

Ниже представлена распайка разъемов RS232 для тестирования компьютерного последовательного порта. Линии данных и квитирования соединены. В этом случае, посылаемые данные немедленно возвращаются назад и анализируются стандартным программным обеспечением проверки последовательного порта.

DB9 DB25 Назначение
1 + 4 + 6 6 + 8 + 20 DTR -> CD + DSR
2 + 3 2 + 3 Tx -> Rx
7 + 8 4 + 5 RTS -> CTS

Заглушка для 9-и контактного разъема RS232

Заглушка для 25-и контактного разъема RS232

Переходник USB-RS232

Трудностью будет найти этот разъем на современных компьютерах. Скорее всего вы вряд ли его найдете. Он остался лишь в промышленных компьютерах, где все еще актуальны вопросы управления различным оборудованием. В домашних компьютерах век этого интерфейса закончился. На смену нескольким различным старым разъемам, куда раньше вставлялась клавиатура, мышь, принтер — пришел универсальный последовательный интерфейс передачи данных. Мы все его хорошо знаем под именем USB.

Переходник c USB на RS232Переходник c USB на RS232

Переходник c USB на RS232

С конца 90-х по 2000-е годы этот интерфейс прочно занял свое место, отправив на свалку истории весь зоопарк остальных низкоскоростных интерфейсов передачи данных.

На случай работы с устройством, обладающим старым простым проверенным интерфейсом, предусмотрены переходники. Для нашего случая необходим переходник с USB на RS232. По счастью, для пользователя все остается довольно прозрачно и не доставляет неудобств. Микросхема, находящаяся в разъеме преобразует пакеты интерфейса USB в уровни напряжения устаревшего интерфейса RS232. Драйвер переходника сообщает операционной системе, что у нее появился устаревший интерфейс. Работа с ним происходит точно так же как десятилетия до этого.

См. также

  • MAX232
  • SpaceWire
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...