Электронный интерфейс стандарта RS-232С

Стандарт использует несимметричные передатчики и приемники, т.е. по нему сигналы передаются относительно общего провода.

На физическом уровне электрический интерфейс может иметь разные реализации, отличающиеся способами передачи электрических сигналов, среди которых имеются симметричные дифференциальные сигналы. Например, в интерфейсе RS-422А.

Несимметричные линии имеют стандарт RS-423А. Отличие от электрического стандарта RS-422А следующее:

Несимметричные линии RS-232C и RS-423А имеют низкую защищенность от синфазной помехи, хотя дифференциальный вход RS-423А несколько улучшает эту ситуацию. Это позволяет либо увеличить дальность связи при той же скорости передачи, либо при малой дальности увеличить скорость передачи данных. Лучшими параметрами по длине линии и скорости передачи имеют интерфейсы на симметричных линиях связи: двухточечный интерфейс RS-422А и его магистральный (шинный) аналог RS-485.

В перечисленных стандартах сигналы представляются потенциалами, но используются также последовательные интерфейсы. Где информативно не напряжение, а электрический ток, протекающий через общие цепи передатчика и приемника. К ним относятся «токовая петля» и «MIDI-интерфейс».

Для связи на короткие расстояния применяются стандарты инфракрасной и радио связи (беспроводной).

Стандарт RS-232С имел наибольшее распространение, в том числе в ПК и ПЛС, что объясняется его простой реализацией. Такой интерфейс реализуется COM-портами. RS-485 широко применяется в промышленной автоматике, где также встречается RS-422А. Электронная промышленность выпускает специальные преобразователи сигналов для согласования этих интерфейсов.

Стандарт RS-232С не обеспечивает гальванической развязки устройств. Спецификация EIA-232-D рекомендует для этого стандарта использовать 25-канальный физический разъем в качестве вилки на COM-портах (DB-25Р) или более компактный 9-канальный (DB-9Р). Но последние не имеют контактов для дополнительных сигналов в случае синхронного обмена данными. На оконечной аппаратуре данных устанавливают розетки DB-25Р (DB-9Р). Промышленностью выпускается специальные переходные кабели для перехода с 9-ти на 25-ти штырьковые разъемы. Если аппаратура соединяется без модемов, то разъемы устройств соединяются между собой нуль-модемным кабелем имеющие на концах розетки, на концах которых соединяются перекрестно.

В соответствии со стандартом RS-232С логической «1» соответствует напряжение между -12В, -15В и -3В, а логическому «0» – между +3В, +12В и +15В. Максимальная скорость передачи данных примерно 20 кбит/с, может быть превышена, если длина кабеля будет меньше 15м, если же длина кабеля больше 15м скорость уменьшается.

Благодаря относительно высокому напряжению повышается помехоустойчивость передачи, что допускает передачу при длине равной 50м и более, но скорость более 20 кбит/с. В асинхронном режиме передаваемая команда состоит из стартового бита, 8 бит данных и стоп-бита. Прием и передача осуществляется на одной частоте. Старт и стоп биты указывает на начало и конец последовательности битов данных, а так же позволяет выравнивать скорости обмена данными между передатчиком и приемником. Бит контроля четности используется для распознавания ошибок при передаче. Существует несколько вариантов его использования:

1. бит контроля четности не посылается;

2. бит контроля четности – четный, т.е. передаем «1»;

3. бит контроля четности – нечетный.

Знание бита контроля четности определяется двоичной суммой (суммой по модулю 2) всех переданных битов данных. Для установления связи между двумя устройствами по последовательному интерфейсу необходимо их сконфигурировать, т.е. указать скорость обмена, формат обмена, контроль четности и его вид, и другие параметры.

Аппаратное интегрирование интерфейса осуществляется путем установления соответствующих переключений или перемычек на платах используемых адаптеров. Наиболее удобно конфигурирование последовательного интерфейса программным путем (с помощью Windows). Синтаксис команды операционной системы выполняющей программное конфигурирование последовательного интерфейса имеет вид Mode Com X (Mode – режим, Com – порт, X – номер порта): скорость_в_бодах, вид_четности, число_бит_данных, число_стоп-битов, повторение. Практически указывают параметры в краткой форме (8Е1). Это значит, что протокол обмена данными оперирует 8 битами, бит контроля четности – четный (Е), один стоп-бит. Или 7N2 – 7 битов данных, нет контроля четности (N), два стоп-бита.