RS-232 - RS-232

А DB-25 разъем, как описано в стандарте RS-232

Оконечное оборудование канала передачи данных (DCE) и терминальное оборудование данных (DTE) сеть. Telefonnetz относится к телефонная сеть; EIA-232 - старое название RS-232, последовательная связь стандарт.

В телекоммуникации, RS-232, Рекомендуемый стандарт 232^[1] это стандарт впервые представлен в 1960 г.^[2] за последовательная связь передача данных. Он формально определяет сигналы, соединяющие DTE (терминальное оборудование данных ) такие как компьютерный терминал, а DCE (оконечное оборудование цепи данных или же оборудование передачи данных ), например модем. Стандарт определяет электрические характеристики и синхронизацию сигналов, значение сигналов, а также физический размер и распиновка разъемов. Текущая версия стандарта Интерфейс TIA-232-F между оконечным оборудованием данных и оконечным оборудованием каналов данных, использующий последовательный обмен двоичными данными, выпущенный в 1997 году. Стандарт RS-232 широко использовался в компьютер последовательные порты и до сих пор широко используется в промышленных устройствах связи.

Последовательный порт, соответствующий стандарту RS-232, когда-то был стандартной функцией многих типов компьютеров. Персональные компьютеры использовал их для подключения не только к модемам, но и к принтеры, компьютерные мыши, хранилище данных, источники бесперебойного питания, и другие периферийные устройства.

RS-232 по сравнению с более поздними интерфейсами, такими как RS-422, RS-485 и Ethernet, имеет более низкую скорость передачи, короткую максимальную длину кабеля, большой разброс напряжения, большие стандартные разъемы, отсутствие возможности многоточечного соединения и ограниченную возможность многоточечного соединения. В современных персональных компьютерах USB вытеснила RS-232 из большинства функций периферийных интерфейсов. Некоторые компьютеры сегодня оснащены портами RS-232, поэтому для подключения к периферийным устройствам RS-232 необходимо использовать либо внешний преобразователь USB-to-RS-232, либо внутреннюю карту расширения с одним или несколькими последовательными портами. Тем не менее, благодаря своей простоте и повсеместному распространению интерфейсы RS-232 по-прежнему используются - особенно в промышленных машинах, сетевом оборудовании и научных инструментах, где полностью подходит проводное соединение для передачи данных на короткие расстояния, точка-точка и с низкой скоростью. .

Сфера действия стандарта

В Ассоциация электронной промышленности (EIA) стандарт RS-232-C^[3] по состоянию на 1969 год определяет:

• Характеристики электрических сигналов, такие как уровни напряжения, скорость передачи сигналов, время и скорость нарастания сигналов, уровня выдерживаемого напряжения, короткое замыкание поведение и максимальная нагрузка емкость.
• Механические характеристики интерфейса, съемные разъемы и идентификация контактов.
• Функции каждой цепи в интерфейсном разъеме.
• Стандартные наборы интерфейсных схем для выбранных телекоммуникационных приложений.

Стандарт не определяет такие элементы, как кодировка символов (т.е. ASCII, EBCDIC или другие), кадрирование символов (стартовые 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 внутреннего логические уровни до уровня сигнала, совместимого с RS-232. Стандарт не определяет скорости передачи данных, за исключением того, что он предназначен для битрейты ниже 20 000 бит в секунду.

История

RS-232 был впервые представлен в 1960 году.^[2] посредством Ассоциация электронной промышленности (EIA) как Рекомендуемый стандарт.^[4][1] Первоначально DTE были электромеханическими. телетайпы, а исходные DCE (обычно) были модемами. Когда электронные терминалы (умные и тупые), они часто были предназначены для взаимозаменяемости с телетайпами и поэтому поддерживали RS-232.

Поскольку стандарт не предусматривал требований к таким устройствам, как компьютеры, принтеры, испытательные инструменты, POS терминалы и т. д., разработчики, реализующие на своем оборудовании интерфейс, совместимый с RS-232, часто интерпретировали стандарт идиосинкратически. В результате типичными проблемами были нестандартное назначение выводов цепей на разъемах, а также неправильные или отсутствующие сигналы управления. Несоблюдение стандартов привело к процветающей индустрии коммутационные коробки, патч-боксы, испытательное оборудование, книги и другие вспомогательные средства для подключения разнородного оборудования. Распространенным отклонением от стандарта было управление сигналами при пониженном напряжении. Поэтому некоторые производители построили передатчики, которые подавали +5 В и -5 В, и пометили их как «совместимые с RS-232».^{[нужна цитата ]}

Позже персональные компьютеры (и другие устройства) начали использовать стандарт, чтобы они могли подключаться к существующему оборудованию. В течение многих лет порт, совместимый с RS-232, был стандартной функцией для последовательная связь, например, модемные соединения на многих компьютерах (причем компьютер выступает в качестве DTE). Он оставался широко распространенным до конца 1990-х годов. В периферийных устройствах персональных компьютеров он в значительной степени вытеснен другими стандартами интерфейса, такими как USB. RS-232 до сих пор используется для подключения периферийных устройств старых конструкций, промышленного оборудования (например, ПЛК ), консоль порты и спецтехника.

Стандарт был переименован несколько раз за время своего существования, поскольку спонсирующая организация меняла свое название, и он был по-разному известен как EIA RS-232, EIA 232, а в последнее время как TIA 232. Стандарт продолжал пересматриваться и обновляться. Ассоциация электронной промышленности а с 1988 г. Ассоциация телекоммуникационной индустрии (TIA).^[5] Редакция C была выпущена в документе, датированном августом 1969 года. Редакция D была выпущена в 1986 году. Текущая редакция Интерфейс TIA-232-F между оконечным оборудованием данных и оконечным оборудованием каналов данных, использующий последовательный обмен двоичными данными, выпущенный в 1997 году. После пересмотра C изменения касались сроков и деталей, направленных на улучшение согласования с CCITT стандарт V.24, но оборудование, построенное в соответствии с текущим стандартом, будет взаимодействовать со старыми версиями.^{[нужна цитата ]}

Связанный ITU-T стандарты включают V.24 (идентификация цепи) и V.28 (напряжение сигнала и временные характеристики).^{[нужна цитата ]}

В версии D стандарта EIA-232, сверхминиатюрный разъем D был официально включен как часть стандарта (на него была ссылка только в приложении RS-232-C). Диапазон напряжения был расширен до ± 25 вольт, а предел емкости цепи был явно заявлен как 2500 пФ. В версии E стандарта EIA-232 был представлен новый 26-контактный разъем «Alt A» со стандартной D-оболочкой меньшего размера и внесены другие изменения для улучшения совместимости со стандартами CCITT V.24, V.28 и ISO 2110.^[6]

История изменений документа спецификации:

• EIA RS-232 (1960) «Интерфейс между оконечным оборудованием и данными»^[2]
• EIA RS-232-A (1963 г.)^[2]
• EIA RS-232-B (1965 г.)^[2]
• EIA RS-232-C (1969) "Интерфейс между оконечным оборудованием данных и оборудованием передачи данных, использующим последовательный обмен двоичными данными"^[2]
• EIA EIA-232-D (1986)
• TIA TIA / EIA-232-E (1991) «Интерфейс между оконечным оборудованием данных и оборудованием передачи данных, использующим последовательный обмен двоичными данными»
• TIA TIA / EIA-232-F (1997)
• ANSI / TIA-232-F-1997 (R2002)
• TIA TIA-232-F (R2012)

Ограничения стандарта

Поскольку RS-232 используется не только для первоначальной цели соединения терминала с модемом, для устранения этих ограничений были разработаны новые стандарты. Проблемы со стандартом RS-232 включают:^[7]

• Большие колебания напряжения и необходимость в положительных и отрицательных источниках питания увеличивает энергопотребление интерфейса и усложняет конструкцию источника питания. Требования к колебаниям напряжения также ограничивают верхнюю скорость совместимого интерфейса.
• Несимметричная сигнализация, 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. Нулевой модем Для этих соединений можно использовать кабели, но они не определены стандартом, и некоторые такие кабели используют другие соединения, чем другие.
• Определения двух концов ссылки асимметричны. Это делает проблематичным присвоение роли вновь разработанного устройства; разработчик должен решить, какой интерфейс DTE-подобный или DCE-подобный, и какое назначение контактов разъема использовать.
• В подтверждение связи и линии управления интерфейса предназначены для настройки и снятия набрать номер цепь связи; в частности, использование линий рукопожатия для управление потоком не надежно реализован во многих устройствах.
• Не указан метод отправки питания на устройство. Хотя небольшое количество тока может быть извлечено из линий DTR и RTS, это подходит только для маломощных устройств, таких как мышей.
• Рекомендуемый стандартом 25-контактный разъем D-sub имеет большие размеры по сравнению с нынешней практикой.

Роль в современных персональных компьютерах

PCI Express карта x1 с одним портом RS-232 на 9-контактном разъеме

В книге ПК 97 Руководство по проектированию оборудования,^[8] Microsoft устаревшая поддержка последовательного порта, совместимого с RS-232, в оригинальной конструкции IBM PC. Сегодня RS-232 в основном заменен в персональных компьютерах на USB для местных коммуникаций. Преимущества по сравнению с RS-232 заключаются в том, что USB работает быстрее, использует более низкое напряжение и имеет разъемы, которые проще подключать и использовать. Недостатки USB по сравнению с RS-232 заключаются в том, что USB гораздо менее устойчив к электромагнитная интерференция (EMI)^{[сомнительный – обсуждать]} и эта максимальная длина кабеля намного короче (15 метров для RS-232 против 3-5 метров для USB в зависимости от используемой скорости USB).^[9][10]

В таких областях, как автоматизация лабораторий или геодезия, можно по-прежнему использовать устройства RS-232. Некоторые виды программируемые логические контроллеры, частотно-регулируемые приводы, сервоприводы, и компьютеризированное числовое управление оборудование программируется через RS-232. Производители компьютеров отреагировали на этот спрос, повторно представив ДЭ-9М разъем на своих компьютерах или путем предоставления адаптеров.

Порты RS-232 также обычно используются для связи с безголовые системы Такие как серверы, где не установлен монитор или клавиатура, во время загрузки, когда Операционная система еще не запущен, поэтому сетевое подключение невозможно. Компьютер с последовательным портом RS-232 может обмениваться данными с последовательным портом Встроенная система (например, маршрутизатор ) в качестве альтернативы мониторингу через Ethernet.

Физический интерфейс

В RS-232 пользовательские данные отправляются в виде Временные ряды из биты. Обе синхронный и асинхронный передачи поддерживаются стандартом. В дополнение к цепям передачи данных, стандарт определяет ряд цепей управления, используемых для управления соединением между DTE и DCE. Каждая схема данных или управления работает только в одном направлении, то есть сигнализирует от DTE к присоединенному DCE или наоборот. Поскольку данные передачи и приема данных являются отдельными цепями, интерфейс может работать в полный дуплекс способ, поддерживающий одновременный поток данных в обоих направлениях. Стандарт не определяет кадрирование символов в потоке данных или кодировку символов.

Уровни напряжения

Диаграмма осциллографа уровней напряжения для символа ASCII "K" (0x4B) с 1 стартовым битом, 8 битами данных (сначала младший бит), 1 стоповый бит. Это типично для связи старт-стоп, но стандарт не определяет формат символов или порядок следования битов.

Линия данных RS-232 на клеммах приемной стороны (RxD), проверяемая осциллографом (для символа ASCII «K» (0x4B) 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. Допустимые сигналы находятся либо в диапазоне от +3 до +15 вольт, либо в диапазоне от -3 до -15 вольт по отношению к контакту «Общая земля» (GND); следовательно, диапазон от -3 до +3 вольт не является допустимым уровнем RS-232. Для линий передачи данных (TxD, RxD и их эквиваленты вторичного канала) логическая единица представлена ​​как отрицательное напряжение, а состояние сигнала называется «меткой». Логический ноль сигнализируется положительным напряжением, а состояние сигнала называется «пробелом». Сигналы управления имеют противоположную полярность: заявленное или активное состояние - это положительное напряжение, а деактивированное или неактивное состояние - это отрицательное напряжение. Примеры линий управления включают запрос на отправку (RTS), разрешение на отправку (CTS), терминал данных готов (DTR) и готовый набор данных (DSR).

Стандарт определяет максимальное напряжение холостого хода 25 В: уровни сигналов ± 5 В, ± 10 В, ± 12 В и ± 15 В обычно наблюдаются в зависимости от напряжений, доступных для схемы драйвера линии. Некоторые микросхемы драйверов RS-232 имеют встроенную схему для выработки необходимых напряжений от источника питания 3 или 5 вольт. Драйверы и приемники RS-232 должны выдерживать неопределенное короткое замыкание на землю или на любой уровень напряжения до ± 25 вольт. В скорость нарастания, или как быстро сигнал меняется между уровнями, также контролируется.

Поскольку уровни напряжения выше, чем логические уровни, обычно используемые интегральными схемами, для преобразования логических уровней требуются специальные промежуточные схемы драйверов. Они также защищают внутренние схемы устройства от коротких замыканий или переходных процессов, которые могут появиться на интерфейсе RS-232, и обеспечивают ток, достаточный для соответствия требованиям скорости нарастания напряжения для передачи данных.

Поскольку оба конца цепи RS-232 зависят от нулевого напряжения на контакте заземления, возникнут проблемы при подключении оборудования и компьютеров, когда напряжение между контактом заземления на одном конце и контактом заземления на другом не равно нулю. Это также может вызвать опасный контур заземления. Использование общего заземления ограничивает RS-232 приложениями с относительно короткими кабелями. Если два устройства расположены достаточно далеко друг от друга или находятся в разных энергосистемах, местные заземляющие соединения на обоих концах кабеля будут иметь разное напряжение; эта разница снизит запас помехоустойчивости сигналов. Сбалансированные, дифференциальные последовательные соединения, такие как RS-422 или же RS-485 может выдерживать большие перепады напряжения заземления из-за дифференциальной сигнализации.^[11]

Неиспользуемые интерфейсные сигналы, соединенные с землей, будут иметь неопределенное логическое состояние. Если необходимо постоянно установить управляющий сигнал в определенное состояние, он должен быть подключен к источнику напряжения, который устанавливает уровень логической 1 или логического 0, например, с помощью подтягивающего резистора. Для этой цели некоторые устройства подают на свои интерфейсные разъемы тестовое напряжение.

Разъемы

Устройства RS-232 могут быть классифицированы как оконечное оборудование данных (DTE) или оконечное оборудование канала 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 разъемы-розетки - функции контактов DCE. Другие устройства могут иметь любую комбинацию пола разъема и определения контактов. Многие терминалы производились с гнездовыми соединителями, но продавались с кабелем с гнездовыми соединителями на каждом конце; терминал с кабелем соответствовал рекомендациям стандарта.

Стандарт рекомендует D-сверхминиатюрный 25-контактный разъем до версии C и делает его обязательным начиная с версии D. Большинство устройств реализуют только некоторые из двадцати сигналов, указанных в стандарте, поэтому разъемов и кабелей с меньшим количеством контактов достаточно для большинства соединений, они более компактны и менее дорогой. Производители персональных компьютеров заменили ДБ-25М разъем с меньшим ДЭ-9М разъем. Этот разъем, с другой распиновкой (см. Распиновка последовательного порта ), преобладает для персональных компьютеров и связанных с ними устройств.

Наличие 25-контактного разъема D-sub не обязательно означает наличие интерфейса, совместимого с RS-232-C. Например, на оригинальном IBM PC мужской D-sub был портом RS-232-C DTE (с нестандартным токовая петля интерфейс на зарезервированных контактах), но гнездовой разъем D-sub на той же модели ПК использовался для параллельный порт принтера "Centronics". Некоторые персональные компьютеры подают нестандартные напряжения или сигналы на некоторые контакты своих последовательных портов.

Кабели

Стандарт не определяет максимальную длину кабеля, но вместо этого определяет максимальную емкость, которую должна выдерживать соответствующая схема привода. Широко используемое практическое правило показывает, что кабели длиной более 15 м (50 футов) будут иметь слишком большую емкость, если не используются специальные кабели. Используя кабели с малой емкостью, связь может поддерживаться на больших расстояниях до примерно 300 м (1000 футов).^[12] Для больших расстояний используются другие стандарты сигналов, например RS-422, лучше подходят для более высоких скоростей.

Поскольку стандартные определения не всегда применяются правильно, часто необходимо обращаться к документации, проверять соединения с помощью коммутационная коробка, или используйте метод проб и ошибок, чтобы найти кабель, который работает при соединении двух устройств. Для подключения полностью совместимого со стандартами устройства DCE и устройства DTE будет использоваться кабель, который соединяет одинаковые номера контактов в каждом разъеме (так называемый «прямой кабель»). "Смена пола "доступны для устранения гендерного несоответствия между кабелями и разъемами. Для подключения устройств с разными типами разъемов требуется кабель, который соединяет соответствующие контакты в соответствии с таблицей ниже. Обычно используются кабели с 9 контактами на одном конце и 25 контактами на другом. Производители оборудование с 8P8C В разъемах обычно есть 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 перекрестные помехи между линиями данных и управления (такими как Индикатор звонка ).

Если данный кабель не позволяет передавать данные, особенно если сменщик пола используется, нуль-модем кабель может понадобиться. Устройства для смены пола и нуль-модемные кабели не упоминаются в стандарте, поэтому официально утвержденного дизайна для них нет.

3-проводный и 5-проводный 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. Можно использовать даже двухпроводное соединение (данные и земля), если поток данных является односторонним (например, цифровые почтовые весы, которые периодически отправляют показания веса, или приемник GPS, который периодически отправляет данные о местоположении, если нет конфигурации через RS -232 обязательно). Если в дополнение к двусторонним данным требуется только аппаратное управление потоком, линии RTS и CTS добавляются в 5-проводной версии.

Сигналы данных и управления

В следующей таблице перечислены часто используемые сигналы RS-232 (называемые в спецификациях «схемами») и их назначение контактов на рекомендуемых разъемах DB-25.^[13] (Видеть Распиновка последовательного порта для других часто используемых разъемов, не определенных стандартом.)

Сигналы названы с точки зрения DTE. Контакт заземления - это обычный возврат для других соединений и устанавливает "нулевое" напряжение, к которому относятся напряжения на других контактах. Разъем DB-25 имеет второе «защитное заземление» на контакте 1; он подключен к заземлению корпуса оборудования и не должен подключаться кабелем или разъемом к заземлению сигнала.

Индикатор звонка

Индикатор звонка (RI) - это сигнал, отправляемый от DCE к устройству DTE. Он указывает оконечному устройству, что телефонная линия звонит. Во многих компьютерных последовательных портах аппаратное прерывание генерируется, когда сигнал RI меняет состояние. Поддержка 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, несущему аналогичную информацию противоположным образом.

На внешнем модеме состояние контакта индикатора звонка часто связано с индикатором «AA» (автоматический ответ), который мигает, если сигнал RI обнаруживает звонок. Утвержденный сигнал RI точно следует шаблону вызывного сигнала, что может позволить программному обеспечению обнаруживать отличительное кольцо узоры.

Сигнал индикатора звонка используется некоторыми более старыми источники бесперебойного питания (ИБП), чтобы сообщить компьютеру о сбое питания.

Некоторые персональные компьютеры можно настроить для будильник, позволяя приостановленному компьютеру отвечать на телефонный звонок.

РТС, CTS и RTR

Сигналы запроса на отправку (RTS) и разрешения на отправку (CTS) изначально были определены для использования с полудуплексными (в одном направлении) модемами, такими как Колокол 202. Эти модемы отключают свои передатчики, когда они не требуются, и должны передавать преамбулу синхронизации приемнику, когда они снова включаются. DTE заявляет RTS, чтобы указать на желание передать DCE, и в ответ DCE заявляет CTS для предоставления разрешения, как только достигается синхронизация с DCE на дальнем конце. Такие модемы уже не используются. Нет соответствующего сигнала, который DTE могло бы использовать для временной остановки входящих данных от DCE. Таким образом, использование RS-232 сигналов RTS и CTS в соответствии со старыми версиями стандарта асимметрично.

Эта схема также используется в современном RS-232 для RS-485 конвертеры. RS-485 - это шина множественного доступа, по которой только одно устройство может передавать одновременно, концепция, которая не предусмотрена в RS-232. Устройство RS-232 устанавливает RTS, чтобы сообщить конвертеру 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 (одновременно в обоих направлениях) модемы. В этой среде у DTE нет причин отменять RTS. Однако из-за возможности изменения качества линии, задержек в обработке данных и т. Д. Существует необходимость в симметричных, двунаправленных управление потоком.

Симметричная альтернатива, обеспечивающая управление потоком в обоих направлениях, была разработана и продавалась в конце 1980-х 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 (фактически, к тому времени TIA-232-E) путем определения нового сигнала «RTR (Готовность к приему)», который представляет собой схему 133. TIA-232. -E и соответствующие международные стандарты были обновлены, чтобы показать, что схема 133, когда она реализована, использует тот же вывод, что и RTS (запрос на отправку), и что, когда 133 используется, RTS предполагается DCE постоянно .^[14]

В этой схеме, обычно называемой «управление потоком RTS / CTS» или «установление связи RTS / CTS» (хотя технически правильное имя будет «RTR / CTS»), DTE заявляет RTR всякий раз, когда он готов принять данные от DCE, и DCE подтверждает CTS всякий раз, когда он готов принять данные от DTE. В отличие от первоначального использования RTS и CTS с полудуплексными модемами, эти два сигнала работают независимо друг от друга. Это пример аппаратное управление потоком. Однако «аппаратное управление потоком» в описании опций, доступных на устройстве, оснащенном RS-232, не всегда означает квитирование RTS / CTS.

Оборудование, использующее этот протокол, должно быть подготовлено для буферизации некоторых дополнительных данных, поскольку удаленная система могла начать передачу непосредственно перед тем, как локальная система отключила RTR.

Редко используемые функции

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

Выбор скорости сигнала

DTE или DCE могут указывать 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 вывод 23 в положение ON.

Петлевое тестирование

Многие устройства DCE имеют петля возможность, используемая для тестирования. Если этот параметр включен, сигналы отражаются обратно отправителю, а не отправляются получателю. Если поддерживается, DTE может сигнализировать локальной DCE (той, к которой оно подключено), чтобы перейти в режим кольцевой проверки, установив контакт 18 в положение ON, или удаленной DCE (той, к которой подключен локальный DCE), чтобы войти в режим кольцевой проверки, установив контакт 21 в положение ВКЛ. Последний проверяет канал связи, а также оба DCE. Когда DCE находится в тестовом режиме, он сигнализирует DTE, устанавливая контакт 25 в положение ON.

Обычно используемая версия тестирования обратной петли не включает каких-либо специальных возможностей ни с одной стороны. Аппаратный шлейф - это просто провод, соединяющий дополнительные контакты вместе в одном разъеме (см. петля ).

Петлевое тестирование часто выполняется с помощью специализированного DTE, называемого тестер частоты ошибок по битам (или BERT).

Сигналы времени

Некоторые синхронные устройства обеспечивают тактовый сигнал для синхронизации передачи данных, особенно на более высоких скоростях. DCE обеспечивает два сигнала синхронизации на контактах 15 и 17. Контакт 15 - это часы передатчика или синхронизация передачи (ST); DTE помещает следующий бит в линию данных (вывод 2), когда этот тактовый сигнал переходит из состояния ВЫКЛ в состояние ВКЛ (так что он стабилен во время перехода из состояния ВКЛ в состояние ВЫКЛ, когда DCE регистрирует бит). Контакт 17 - это часы приемника или время приема (RT); DTE считывает следующий бит из линии данных (вывод 3), когда эти часы переключаются с ВКЛ на ВЫКЛ.

В качестве альтернативы DTE может подавать тактовый сигнал, называемый синхронизацией передатчика (TT), на вывод 24 для передаваемых данных. Данные изменяются, когда часы переходят из состояния OFF в состояние ON, и считываются во время перехода из состояния ON в OFF. TT может использоваться для решения проблемы, когда ST должен пройти кабель неизвестной длины и задержки, немного вывести DTE после другой неизвестной задержки и вернуть его в DCE через ту же неизвестную задержку кабеля. Поскольку связь между передаваемым битом и TT может быть зафиксирована в конструкции DTE, и поскольку оба сигнала проходят через кабель одинаковой длины, использование TT устраняет проблему. TT может быть сгенерирован путем обратного цикла ST с соответствующим изменением фазы, чтобы согласовать его с переданными данными. ST цикл обратно TT позволяет DTE использовать ДХЭ~D в качестве опорной частоты, и корректировать часы на время данных.

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

Вторичный канал

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

Связанные стандарты

Другие стандарты последовательной передачи сигналов могут не взаимодействовать со стандартными портами RS-232. Например, используя Уровни TTL близких к +5 и 0 В ставит уровень отметки в неопределенную область стандарта. Такие уровни иногда используются с NMEA 0183 -соответствующий GPS приемники и эхолоты.

20 мА токовая петля использует отсутствие тока 20 мА для высокого уровня и наличие тока в контуре для низкого; этот метод сигнализации часто используется для междугородних и оптически изолированный ссылки. Для подключения устройства с токовой петлей к совместимому порту RS-232 требуется преобразователь уровня. Устройства с токовой петлей могут подавать напряжение, превышающее пределы выдерживаемого напряжения совместимого устройства. Оригинальная карта последовательного порта IBM PC реализовывала интерфейс токовой петли 20 мА, который никогда не эмулировался другими поставщиками совместимый с вилкой оборудование.

Другие последовательные интерфейсы, аналогичные RS-232:

• RS-422 (высокоскоростная система, аналогичная RS-232, но с дифференциальная сигнализация )
• RS-423 (высокоскоростная система, аналогичная RS-422, но с несбалансированная сигнализация )
• RS-449 (функциональный и механический интерфейс, который использовал сигналы RS-422 и RS-423 - он никогда не пользовался успехом, как RS-232, и был отозван EIA)
• RS-485 (потомок RS-422, который может использоваться как шина в многоточечных конфигурациях)
• MIL-STD-188 (система, подобная RS-232, но с лучшим контролем импеданса и времени нарастания)
• EIA-530 (высокоскоростная система, использующая электрические свойства RS-422 или RS-423 в конфигурации выводов EIA-232, объединяющая, таким образом, лучшее из обоих; заменяет RS-449)
• EIA / TIA-561 8-позиционный несинхронный интерфейс между оконечным оборудованием данных и оконечным оборудованием цепи данных, использующим последовательный обмен двоичными данными
• EIA / TIA-562 Электрические характеристики несимметричного цифрового интерфейса (низковольтная версия EIA / TIA-232)
• TIA-574 (стандартизирует распиновку 9-контактного сверхминиатюрного разъема D для использования с электрической сигнализацией EIA-232, как это было сделано на IBM PC / AT)

Инструменты разработки

При разработке или устранении неисправностей систем, использующих RS-232, для поиска проблем может быть важно тщательное изучение сигналов оборудования. В простом индикаторном устройстве используются светодиоды для отображения высокого / низкого состояния данных или управляющих контактов. Можно использовать Y-кабели, чтобы можно было использовать другой последовательный порт для мониторинга всего трафика в одном направлении. А анализатор последовательной линии устройство, похожее на логический анализатор но специализирован для уровней напряжения RS-232, разъемов и, если используется, тактовых сигналов. Анализатор последовательной линии может собирать, хранить и отображать данные и управляющие сигналы, что позволяет разработчикам просматривать их подробно. Некоторые просто отображают сигналы в виде сигналов; более сложные версии включают возможность декодирования символов в ASCII или других общих кодов, а также для интерпретации общих протоколов, используемых через RS-232, таких как SDLC, HDLC, DDCMP, и X.25. Анализаторы последовательной линии доступны как автономные устройства, как программное обеспечение и интерфейсные кабели общего назначения. логические анализаторы и осциллографы, и как программы, которые работают на обычных персональных компьютерах и устройствах.

Смотрите также

• Последовательная связь
• Асинхронная последовательная связь
• Синхронная последовательная связь
• Сравнение синхронной и асинхронной сигнализации
• Универсальный асинхронный приемник / передатчик (UART)
• Скорость передачи

Рекомендации

дальнейшее чтение

• Аксельсон, Янв (2007). Последовательный порт завершен: COM-порты, виртуальные COM-порты USB и порты для встроенных систем (2-е изд.). Lakeview Research. ISBN  978-1-931-44806-2.
• Схемы интерфейса для TIA / EIA-232-F: примечания по проектированию (PDF). Продукты со смешанными сигналами. Инструменты Техаса. Сентябрь 2002 г. SLLA037. В архиве (PDF) из оригинала на 2017-03-05. Получено 2017-03-05.
• Основы последовательной связи RS – 232 (PDF). Dallas Semiconductor. 1998-03-09. Примечание по применению 83. В архиве (PDF) из оригинала на 2017-03-05. Получено 2017-03-05.
• «Стандарт RS232C». База знаний. Национальные инструменты. В архиве из оригинала на 2017-03-05. Получено 2017-03-05.
• Рекомендация ITU-T V.24 - Передача данных по телефонной сети - Список определений для схем обмена между оконечным оборудованием данных (DTE) и оконечным оборудованием каналов данных (DCE). Международный союз электросвязи (ITU-T). Март 1993 г. В архиве из оригинала от 17.08.2015. Получено 2017-03-05.

внешняя ссылка

• СМИ, связанные с RS-232 в Wikimedia Commons
• Последовательное программирование: соединения RS-232 в Викиучебнике