RS232-protokoll: Nybörjarguiden

Det är lätt att tro att all kommunikation i vår moderna värld är trådlös. Men under ytan av trådlös teknik finns en värld full av kablar och kontakter som effektiviserar vår tekniska infrastruktur. En av världens tysta hjältar är RS232-protokollet. Även om den har använts i decennier är RS232 fortfarande en av de mest pålitliga metoderna för dataöverföring.

Historik för RS232

RS232-protokollet, i sin helhet känt som "Recommended Standard 232", introducerades 1960 av Electronic Industries Association (EIA) i USA. Denna standard har utvecklats för att tillhandahålla en gemensam grund för överföring av seriell binär data mellan enheter som datorer, modem och andra typer av kringutrustning.

Det ursprungliga RS232-protokollet kunde fungera med dataöverföringshastigheter på upp till 20 kilobit per sekund, på en maximal kabellängd på 15 meter. Den använde en serie spänningssignaler för att representera binär data, med positiva spänningar som representerar en binär 0 och negativa spänningar representerar en binär 1.

Under de följande åren reviderades RS232-standarden flera gånger för att hålla jämna steg med förändrade tekniska behov. Trots tillkomsten av nyare, snabbare och mer avancerade kommunikationsprotokoll har RS232 behållit sin relevans. Det används fortfarande ofta i en mängd olika tillämpningar, inklusive industriell automation, telekommunikation, vetenskaplig forskning och mer.

Vad är fördelen med RS232 jämfört med andra protokoll?

Många andra kommunikationsprotokoll är tillgängliga, såsom RS422, RS485 och USB . Även om dessa nyare protokoll kan vara överlägsna RS232 på många sätt (som högre överföringshastigheter eller bättre brusimmunitet), har RS232 några viktiga fördelar:

• Enkelhet: Jämfört med andra protokoll är RS232 relativt lätt att implementera och förstå. Detta kan göra det attraktivt för utvecklare och ingenjörer som snabbt behöver en pålitlig datakommunikationslösning.
• Kompatibilitet: RS232 stöds fortfarande brett i både äldre och vissa nyare enheter. Detta innebär att det ofta är det bästa eller enda valet för kommunikation med vissa typer av hårdvara.
• Full duplex kommunikation: Till skillnad från RS485, som är halvduplex, kan RS232 stödja full duplexkommunikation. Detta innebär att data kan skickas och tas emot samtidigt i båda riktningarna.
• Robusthet: Även om RS232 kan vara mer känslig för brus än RS422 eller RS485, är den känd för sin tillförlitlighet och robusthet i en mängd olika applikationer och miljöer.
• Kosta: Hårdvaran som krävs för att upprätta en RS232-kommunikation, såsom kablar och kontakter, är i allmänhet billigare än den för andra protokoll som USB , RS422 eller RS485.
• Resurstillgänglighet: På grund av RS232:s långa historia finns det många verktyg och resurser tillgängliga för att hjälpa till med implementering och felsökning av detta protokoll.

Grunderna i RS232

RS232 är en form av seriell kommunikation, vilket innebär att information skickas mellan enheter en bit i taget. Det är en asynkron form av kommunikation, vilket innebär att de sändande och mottagande enheterna kan fungera vid olika tidpunkter.

RS232-standarden definierar detaljerna för hur data skickas och tas emot mellan enheter. Huvuddragen i RS232-standarden är följande:

• Spänningsnivåer: RS232-kommunikation använder spänningssignaler för att representera binära data. En spänning mellan -3V och -15V representerar en binär "1" (aka "Mark"), medan en spänning mellan +3V och +15V representerar en binär "0" (alias "Space").
• Dataöverföring: RS232 stöder full duplex kommunikation, vilket innebär att data kan skickas och tas emot åt båda hållen samtidigt.
• inramning: Varje datapaket som skickas över RS232 innehåller en startbit, 5 till 9 databitar, en valfri paritetsbit för feldetektering och en eller två stoppbitar. Denna struktur kallas en "ram".
• Baudhastighet: Baudraten är antalet signaländringar per sekund som skickas eller tas emot över linjen. I RS232 anges överföringshastigheten vanligtvis i bitar per sekund (bps).
• Kontrolllinjer: RS232 använder flera kontrolllinjer för att hantera dataflödet mellan sändaren och mottagaren. Dessa inkluderar rader som "Data Terminal Ready" (DTR), "Data Set Ready" (DSR), "Request To Send" (RTS) och "Clear To Send" (CTS).
• Paritetskontroll: Detta är en metod för att upptäcka fel i överförda data. Paritetskontroll lägger till en extra bit (paritetsbiten) till varje dataord (vanligtvis en byte), som är inställd för att säkerställa att det totala antalet 1 bitar i ordet (inklusive paritetsbiten) alltid är jämnt eller udda, beroende på om jämn eller udda paritet används.

RS232 serieleckontakt

Tillämpningar av RS232

Trots sin ålder används RS232 fortfarande flitigt i en mängd olika applikationer. Det finns ofta i laboratorieutrustning, industrimaskiner och vissa typer av nätverksutrustning. Medan USB och Ethernet har blivit standarden för de flesta hemelektronik, är RS232 fortfarande det bästa valet för många professionella och industriella tillämpningar.

• Industriell automation: RS232 används ofta för kommunikation mellan olika industriella maskiner och styrenheter, såsom PLC:er (Programmable Logic Controllers). Den används också för enheter som SCADA-system och HMI-paneler.
• Telekommunikation: RS232 används för kommunikation mellan datakommunikationsutrustning (DCE) och dataterminalutrustning (DTE), såsom modem och routrar.
• Laboratorieutrustning: Många laboratorieinstrument, såsom spektrometrar, använder RS232 för dataöverföring och kontroll.
• Point of Sale Systems: RS232 kan användas i POS-system för att styra olika komponenter som kassalådor och kvittoskrivare.
• Medicinsk utrustning: Flera medicinska enheter, såsom patientmonitorer och infusionspumpar, använder RS232 för dataöverföring.
• GPS-system: Många GPS-enheter använder RS232 för att överföra data till datorer eller andra enheter.

Slutsats

Trots den snabba teknikutvecklingen fortsätter RS232 att spela en viktig roll i datakommunikationsvärlden. Med sin robusthet, tillförlitlighet och enkelhet förblir det ett värdefullt verktyg för alla som sysslar med seriell kommunikation. Oavsett om du är ingenjör, hobbyist eller bara nyfiken kan förståelsen av RS232 hjälpa dig att bättre förstå hur vår tekniska värld fungerar.