RS232-protokolla: Aloittelijan opas

On helppoa ajatella, että kaikki viestintä nykymaailmassamme on langatonta. Mutta langattomien teknologioiden pinnan alla on maailma täynnä johtoja ja liittimiä, jotka virtaviivaistavat teknologiainfrastruktuuriamme. Yksi tämän maailman hiljaisista sankareista on RS232-protokolla. Vaikka RS232 on ollut käytössä vuosikymmeniä, se on edelleen yksi luotettavimmista tiedonsiirtomenetelmistä.

RS232:n historia

RS232-protokollan, joka tunnetaan kokonaisuudessaan nimellä "Recommended Standard 232", otettiin käyttöön vuonna 1960 Electronic Industries Associationin (EIA) toimesta Yhdysvalloissa. Tämä standardi kehitettiin tarjoamaan yhteinen perusta sarjamuotoisen binaaridatan lähettämiselle laitteiden, kuten tietokoneiden, modeemien ja muiden oheislaitteiden välillä.

Alkuperäinen RS232-protokolla kykeni toimimaan tiedonsiirtonopeudella jopa 20 kilobittiä sekunnissa, enintään 15 metrin pituisella kaapelilla. Se käytti sarjaa jännitesignaaleja edustamaan binääristä dataa, jolloin positiiviset jännitteet edustivat binääriarvoa 0 ja negatiiviset jännitteet binääriarvoa 1.

Seuraavina vuosina RS232-standardia tarkistettiin useita kertoja vastaamaan muuttuviin teknologisiin tarpeisiin. Huolimatta uudempien, nopeampien ja kehittyneempien viestintäprotokollien tulosta, RS232 on säilyttänyt merkityksensä. Sitä käytetään edelleen yleisesti monissa sovelluksissa, mukaan lukien teollisuusautomaatio, televiestintä, tieteellinen tutkimus ja paljon muuta.

Mikä on RS232:n etu muihin protokolliin verrattuna?

Saatavilla on monia muita tiedonsiirtoprotokollia, kuten RS422, RS485 ja USB . Vaikka nämä uudemmat protokollat voivat olla monin tavoin parempia kuin RS232 (kuten suuremmat siirtonopeudet tai parempi häiriönkestävyys), RS232:lla on joitain keskeisiä etuja:

• Yksinkertaisuus: Muihin protokolliin verrattuna RS232 on suhteellisen helppo toteuttaa ja ymmärtää. Tämä voi tehdä siitä houkuttelevan kehittäjille ja insinööreille, jotka tarvitsevat nopeasti luotettavan tietoliikenneratkaisun.
• Yhteensopivuus: RS232 on edelleen laajalti tuettu sekä vanhemmissa että joissakin uudemmissa laitteissa. Tämä tarkoittaa, että se on usein paras tai ainoa valinta tiedonsiirtoon tietyntyyppisten laitteiden kanssa.
• Täysi kaksipuolinen tiedonsiirto: Toisin kuin RS485, joka on puolidupleksi, RS232 voi tukea kaksisuuntaista tiedonsiirtoa. Tämä tarkoittaa, että dataa voidaan lähettää ja vastaanottaa samanaikaisesti molempiin suuntiin.
• Vahvuus: Vaikka RS232 voi olla herkempi melulle kuin RS422 tai RS485, se tunnetaan luotettavuudestaan ja kestävyydestään monissa erilaisissa sovelluksissa ja ympäristöissä.
• Kustannus: RS232-viestinnän muodostamiseen tarvittavat laitteistot, kuten kaapelit ja liittimet, ovat yleensä halvempia kuin muut protokollat, kuten USB , RS422 tai RS485.
• Resurssien saatavuus: RS232:n pitkän historian ansiosta käytettävissä on lukuisia työkaluja ja resursseja, jotka auttavat tämän protokollan käyttöönotossa ja vianmäärityksessä.

RS232:n perusteet

RS232 on sarjaviestinnän muoto, mikä tarkoittaa, että tietoa lähetetään laitteiden välillä bitti kerrallaan. Se on asynkroninen viestintämuoto, mikä tarkoittaa, että lähettävät ja vastaanottavat laitteet voivat toimia eri aikoina.

RS232-standardi määrittelee tiedot siitä, kuinka dataa lähetetään ja vastaanotetaan laitteiden välillä. RS232-standardin pääominaisuudet ovat seuraavat:

• Jännitetasot: RS232-tiedonsiirto käyttää jännitesignaaleja edustamaan binääridataa. Jännite välillä -3V ja -15V edustaa binaarista "1" (alias "Mark"), kun taas jännite välillä +3V ja +15V edustaa binaarista "0" (alias "Space").
• Tiedonsiirto: RS232 tukee kaksisuuntaista tiedonsiirtoa, mikä tarkoittaa, että dataa voidaan lähettää ja vastaanottaa molempiin suuntiin samanaikaisesti.
• kehystys: Jokainen RS232:n kautta lähetetty datapaketti sisältää aloitusbitin, 5–9 databittiä, valinnaisen pariteettibitin virheiden havaitsemista varten ja yhden tai kaksi lopetusbittiä. Tätä rakennetta kutsutaan "kehykseksi".
• Tiedonsiirtonopeus: baudinopeus on linjan kautta lähetettyjen tai vastaanotettujen signaalimuutosten määrä sekunnissa. RS232:ssa siirtonopeus määritetään yleensä bitteinä sekunnissa (bps).
• Ohjauslinjat: RS232 käyttää useita ohjauslinjoja ohjaamaan tiedonkulkua lähettimen ja vastaanottimen välillä. Näitä ovat esimerkiksi rivit "Data Terminal Ready" (DTR), "Data Set Ready" (DSR), "Request To Send" (RTS) ja "Clear To Send" (CTS).
• Pariteetin tarkistus: Tämä on menetelmä virheiden havaitsemiseksi lähetetyissä tiedoissa. Pariteettitarkistus lisää ylimääräisen bitin (pariteettibitin) jokaiseen datan sanaan (yleensä tavun), joka on asetettu varmistamaan, että sanan 1 bitin kokonaismäärä (mukaan lukien pariteettibitti) on aina parillinen tai pariton riippuen. siitä, käytetäänkö parillista vai paritonta pariteettia.

RS232 serielecliitin

RS232:n sovellukset

Iästään huolimatta RS232 on edelleen laajalti käytössä monissa sovelluksissa. Sitä löytyy usein laboratoriolaitteista, teollisuuskoneista ja tietyntyyppisistä verkkolaitteista. Vaikka USB ja Ethernetistä on tullut standardi useimmille kulutuselektroniikan tuotteille, RS232 on edelleen hyvä valinta moniin ammatti- ja teollisuussovelluksiin.

• Teollisuusautomaatio: RS232:ta käytetään usein eri teollisuuskoneiden ja ohjaimien, kuten ohjelmoitavien logiikkaohjaimien (PLC) välillä. Sitä käytetään myös laitteissa, kuten SCADA-järjestelmissä ja HMI-paneeleissa.
• Tietoliikenne: RS232:ta käytetään tiedonsiirtoon tietoliikennelaitteiden (DCE) ja datapäätelaitteiden (DTE), kuten modeemien ja reitittimien välillä.
• Laboratoriolaitteet: Monet laboratoriolaitteet, kuten spektrometrit, käyttävät RS232:ta tiedonsiirtoon ja ohjaukseen.
• Myyntipistejärjestelmät: RS232:ta voidaan käyttää POS-järjestelmissä ohjaamaan erilaisia komponentteja, kuten kassalaatikoita ja kuittitulostimia.
• Lääketieteelliset laitteet: Useat lääketieteelliset laitteet, kuten potilasmonitorit ja infuusiopumput, käyttävät RS232-liitäntää tiedonsiirtoon.
• GPS-järjestelmät: Monet GPS-laitteet käyttävät RS232:ta tiedon lähettämiseen tietokoneisiin tai muihin laitteisiin.

Johtopäätös

Huolimatta tekniikan nopeasta kehityksestä, RS232:lla on edelleen tärkeä rooli tietoliikenteen maailmassa. Vahvuutensa, luotettavuutensa ja yksinkertaisuutensa ansiosta se on edelleen arvokas työkalu kaikille, jotka käsittelevät sarjaviestintää. Olitpa insinööri, harrastaja tai vain utelias, RS232:n ymmärtäminen voi auttaa sinua ymmärtämään paremmin, kuinka teknologinen maailmamme toimii.