RS-232

Материал из Записки на полях
Перейти к навигации Перейти к поиску
Ошибка создания миниатюры: Файл не найден
Разъём DE-9, часто используемый для RS-232

RS-232 (Recommended Standard 232) — стандарт физического уровня для асинхронного интерфейса (UART). Широко известен как последовательный порт персональных компьютеров. Исторически имел широкое распространение в телекоммуникационном оборудовании. В настоящее время всё ещё используется для подключения всевозможного специального или устаревшего оборудования к компьютерам, однако, в основном, уже вытеснен интерфейсом USB.

RS-232 обеспечивает передачу данных и некоторых специальных сигналов между терминалом (Data Terminal Equipment, DTE) и коммуникационным устройством (Data Communications Equipment, DCE) на расстояние до 15 метров.

Назначение

Изначально создавался для подключения телефонных модемов к компьютерам. В связи с такой специализацией имеет рудименты в виде, например, отдельной линии RING («звонок»). Постепенно телефонные модемы перешли на другие интерфейсы (USB), но разъем RS-232 имелся на всех персональных компьютерах и многие изготовители оборудования использовали его для подключения своего оборудования. Например, компьютерные мышки.

В настоящее время чаще всего используется в промышленном и узкоспециальном оборудовании, встраиваемых устройствах. На портативных компьютерах (ноутбуках, нетбуках, КПК и т. п.) RS-232 уже не ставят, однако материнские платы стационарных персональных компьютеров обычно ещё содержат RS-232 — либо в виде разъёма на задней панели, либо в виде внутренней контактной панели, к которой можно подключить шлейф. Также возможно использование переходников-преобразователей.

Принцип работы

RS-232 — проводной дуплексный интерфейс. Метод передачи данных аналогичен асинхронному последовательному интерфейсу.

Информация передается по проводам двоичным сигналом с двумя уровнями напряжения. Логическому «0» соответствует положительное напряжение (от +5 до +15 В для передатчика), а логической «1» — отрицательное (от −5 до −15 В для передатчика). Для электрического согласования линий RS-232 и стандартной цифровой логики UART выпускается большая номенклатура микросхем драйверов, например, MAX232.

Помимо линий входа и выхода данных, RS-232 регламентировал ряд необязательных вспомогательных линий для аппаратного управления потоком данных и специальных функций.

Стандарт ITU-T V.24/V.28 Стандарт TIA/EIA-232 Неофициальное общепринятое обозначение Тип Описание Направление Номера контактов в разъемах по стандартам. Ниже — тип разъема
EIA/TIA-232-F (RS-232) EIA-232-E Alt A EIA-574/562 EIA-561/562
Цепь Название сигнала Цепь Название сигнала DB-25 UD-26 DE-9 8P8C
Protective Ground or Shield PG PG Экран кабеля, может соединять корпуса приборов. Не используется для сигналов. В зависимости от условий эксплуатации может соединяться, или изолироваться от сигнальной цепи AB (перемычкой). - 1 1 - -
102 Signal ground or common return AB Signal Common GND SG Общий сигнальный провод - 7 7 5 4
103 Transmitted data BA Transmitted Data TxD D Передача данных. Производить передачу разрешается при состоянии (CA&CB&CC&CD)=ON. Также разрешается передача управляющих команд на DCE (программирование, набор номера) при состоянии (CB&¬(CC)&CD) =ON DTE→DCE 2 2 3 6
104 Received Data BB Received Data RxD D Прием данных DTE←DCE 3 3 2 5
105 Request to send CA Request to send RTS C Запрос на передачу. Передача данных по BA сопровождается этим сигналом. В полудуплексном режиме управляет направлением передачи (запрещает прием данных по BB). CA не должен переводиться из состояния OFF в состояние ON пока CF=ON. DTE→DCE 4 4 7 8
133 Ready for receiving CJ Ready for receiving - C Готов к приему. Разрешает прием данных по BB. Используется для контроля переполнения входного буфера DTE. Обычно в EIA/TIA не используется, но может быть задействован вместо цепи CA (в этом случае CA всегда остается в состоянии ON). DTE→DCE
106 Ready for sending CB Clear to send CTS C Свободен для передачи. При СС=ON показывает, что DCE и канал связи готовы к передаче данных. При СС=OFF показывает, что DCE готов к приему команд управления. DTE←DCE 5 5 8 7
107 Data set ready CC DCE Ready DSR C Указывает на готовность DCE к работе. Назначение сигнала зависит от режима работы DCE. В основном режиме показывает исправность системы, или готовность канала связи. DTE←DCE 6 6 6 1[1]
108/1 Connect data set to line CD DTE Ready DTR C Готовность DTE. Запрос от DTE к DCE на подготовку к работе линии связи. DTE→DCE 20 20 4 3
108/2 Data terminal ready
109 Data channel received line signal detector CF Received Line Signal Detector CD C Обнаружен принимаемый сигнал. Конкретный смысл сигнала зависит от оборудования. Обычно показывает рабочее состояние канала связи для режима приема. В полудуплексном режиме запрещает включение сигнала CA. DTE←DCE 8 8 1 2
111 Data signal rate selector (DTE) CH/CI Data signal rate selector DSRS C Выбор скорости передачи данных. ON — высокая скорость OFF — низкая. Если необходимо использовать цепь SCF, то цепи CH и CI подключаются к контакту 23. Если цепь SCF не используется, то цепь CI подключается к контакту 12 DTE→DCE 23 23
112 Data signal rate selector (DCE) DTE←DCE
113 Transmitter signal element timing (DTE) DA Transmitter Signal Element Timing (DTE source) TST out T Синхронизация сигнала BA (источник в DTE) DTE→DCE 24 24
114 Transmitter signal element timing (DCE) DB Transmitter Signal Element Timing (DCE source) TST in T Синхронизация сигнала BA (источник в DCE) DTE←DCE 15 15
115 Receiver signal element timing (DCE) DD Receiver signal element timing (DCE source) RST T Синхронизация сигнала BB (источник в DCE) DTE←DCE 17 17
118 Transmitted backward channel data SBA Secondary transmitted data D Передача данных по второму (резервному) каналу. Аналогичен сигналу BA. DTE→DCE 14 14
119 Received backward channel data SBB Secondary received data D Прием данных по второму (резервному) каналу. Аналогичен сигналу BB. DTE←DCE 16 16
120 Transmit backward channel line signal SCA Secondary request to send C Запрос на передачу по второму (резервному) каналу. Аналогичен сигналу CA. DTE→DCE 19 19
121 Backward channel ready SCB Secondary clear to send C Свободен для передачи по второму (резервному) каналу. Аналогичен сигналу CB. DTE←DCE 13 13
122 Backward channel received line signal detector SCF Secondary received line signal detector C Обнаружен принимаемый сигнал по второму (резервному) каналу. Аналогичен сигналу CF. DTE←DCE 12 12
112 Data signal rate selector (DCE) CI Data signal rate selector (DCE source) C Выбор скорости передачи данных. Если необходимо использовать цепь SCF, то цепи CH и CI подключаются к контакту 23. Если цепь SCF не используется, то цепь CI подключается к контакту 12 DTE←DCE
125 Calling indicator CE Ring indicator RI C Запрос на установку соединения от удаленного DCE. Сигнал передается независимо от состояния других сигналов. (Назначение контакта в EIA/TIA выбирается по требованию) DTE←DCE 22 22 9 1
135 Received energy present CK Received Energy Present C Показывает наличие сигнала на линии приема. (Назначение контакта в EIA/TIA выбирается по требованию) DTE←DCE
126 Select transmit frequency N/A (Unassigned) C Не используется в EIA/TIA. Контакт 11 подключен к цепи 126 в ISO/IEC 2110 DTE→DCE 11 11
140 Loopback/Maintenance test RL Remote loopback RL C Тестирование дальнего DCE. Сигнал BA напрямую передаются в линию BB. DTE→DCE 21 21
110 Цепь 110 не включена в текущую редакцию V.24 CG Signal quality detector - C в EIA/TIA использование сигнала не рекомендуется DTE←DCE
141 Local loopback LL Local Loopback LL C Тестирование ближнего DCE. Сигнал BA напрямую передаётся в линию BB. DTE→DCE 18 18
142 Test indicator TM Test mode TM C Показывает, что DTE находится в режиме тестирования (в том числе по запросу от удаленного DCE). DTE←DCE 25 25
N/A (reserved) - - Зарезервирован - 10 10
Не подключен 26

Соединители

Устройства для связи по последовательному каналу соединяются кабелями с 9 или 25 контактными разъёмами типа D-sub. Обычно они обозначаются DE-yx, где

x — тип коннектора (либо Р — вилка, либо S — розетка)
y — количество пинов (25 или 9)

Так, DB25P — вилка с 25 пинами, DB9P — вилка с 9 пинами а DB25S и DB9S соответственно розетки с 25 и 9 пинами. Так же различают ещё CANNON 9, CANNON 25.

Первоначально в RS-232 использовались DB-25, но, поскольку многие приложения использовали лишь часть предусмотренных стандартом контактов, стало возможно применять для этих целей 9-штырьковые разъёмы DE-9 (D-subminiature), которые рекомендованы стандартом RS-574.

Номера основного передающего и принимающего данные контакта для разъемов DE-9 и DB-25 разные! Для DE-9 контакт 2 — вход приемника, контакт 3 — выход передатчика. Для DB-25, наоборот, контакт 2 — выход передатчика, контакт 3 — вход приемника.

Стандарт

Ассоциация электронной промышленности (EIA) развивает стандарты по передаче данных. Стандарты EIA имеют префикс «RS». «RS» означает рекомендуемый стандарт, но сейчас стандарты просто обозначаются как «EIA» стандарты. RS-232 был введён в 1962 году. Стандарт развивался, и в 1969 г.. представлена третья редакция (RS-232C). Четвёртая редакция была в 1987 (RS-232D, известная также под EIA-232D). RS-232 идентичен стандартам МККТТ (CCITT) V.24/V.28, X.20bis/X.21bis и ISO IS2110. Самой последней модификацией является модификация «Е», принятая в июле 1991 г. как стандарт EIA/TIA-232E. В данном варианте нет никаких технических изменений, которые могли бы привести к проблемам совместимости с предыдущими вариантами этого стандарта.

Ограничения

На практике в зависимости от качества применяемого кабеля требуемое расстояние передачи данных в 15 метров может не достигаться, составляя, к примеру, порядка 1,5 м на скорости 115200 бод для неэкранированного плоского или круглого кабеля. Это вызвано применением однофазных сигналов вместо дифференциальных, а также отсутствием требований по согласованию приёмника (и часто также передатчика) с линией. Для преодоления этого ограничения, а также возможного получения гальванической развязки между узлами, можно применить преобразователи интерфейса:

  • RS-232—RS-422 (с сохранением полной программной совместимости) или RS-232—RS-485 (с определёнными программными ограничениями). При этом расстояние может быть увеличено до 1 км на скорости 9600 бод и использовании кабеля типа «витая пара» категории 3;
  • Внешний преобразователь RS232—Токовая петля для 9-контактного разъёма, или соответствующие цепи 25-контактного разъёма, в случае наличия преобразователя внутри устройств.

См. также


Ссылки

  1. ↑ Изначально по стандарту на контакт 1 подключался сигнал CE. Но поскольку CE используется в основном для модемов, то часто на контакт 1 подключается сигнал CC.
Источник — https://wiki.freezl.ru/index.php?title=RS-232&oldid=368