RS232通訊協議

2021-03-04 09:57:36 字數 4670 閱讀 2320

rs232在ivek的應用體現在:當控制箱處於密閉的環境中,無法手動操作的時候,通過rs232傳輸線,可以用電腦控制ivek幫浦的啟動與停止,還可以改變各類引數,包括:電機的旋轉方向、速度,衝程數,電機型號的選擇,配方的呼叫等等。

達到電腦控制的目的。

rs-232是個人計算機上的通訊介面之一,由電子工業協會(electronic industries association,eia) 所制定的非同步傳輸標準介面。通常 rs-232 介面以9個接腳 (db-9) 或是25個接腳 (db-25) 的型態出現,一般個人計算機上會有兩組 rs-232 介面,分別稱為 ***1 和 ***2。

rs-232-c

rs-232-c是美國電子工業協會eia(electronic industry association)制定的一種序列物理介面標準。rs是英文「推薦標準」的縮寫,232為標識號,c表示修改次數。rs-232-c匯流排標準設有25條訊號線,包括乙個主通道和乙個輔助通道。

在多數情況下主要使用主通道,對於一般雙工通訊,僅需幾條訊號線就可實現,如一條傳送線、一條接收線及一條地線。

rs-232-c標準規定的資料傳輸速率為每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。

rs-232-c標準規定,驅動器允許有2500pf的電容負載,通訊距離將受此電容限制,例如,採用150pf/m的通訊電纜時,最大通訊距離為15m;若每公尺電纜的電容量減小,通訊距離可以增加。傳輸距離短的另一原因是rs-232屬單端訊號傳送,存在共地雜訊和不能抑制共模干擾等問題,因此一般用於20m以內的通訊。

序列通訊介面標準經過使用和發展,目前已經有幾種。但都是在rs-232標準的基礎上經過改進而形成的。所以,以rs-232c為主來討論。

rs-323c標準是美國eia(電子工業聯合會)與bell等公司一起開發的2023年公布的通訊協議。它適合於資料傳輸速率在0~20000b/s範圍內的通訊。這個標準對序列通訊介面的有關問題,如訊號線功能、電器特性都作了明確規定。

由於通行裝置廠商都生產與rs-232c制式相容的通訊裝置,因此,它作為一種標準,目前已在微機通訊介面中廣泛採用。

在討論rs-232c介面標準的內容之前,先說明兩點:

首先,rs-232-c標準最初是遠端通訊連線資料終端裝置dte(data terminal equipment)與資料通訊裝置dce(data ***munication equipment)而制定的。因此這個標準的制定,並未考慮計算機系統的應用要求。但目前它又廣泛地被借來用於計算機(更準確的說,是計算機介面)與終端或外設之間的近端連線標準。

顯然,這個標準的有些規定及和計算機系統是不一致的,甚至是相矛盾的。有了對這種背景的了解,我們對rs-232c標準與計算機不相容的地方就不難理解了

其次,rs-232c標準中所提到的「傳送」和「接收」,都是站在dte立場上,而不是站在dce的立場來定義的。由於在計算機系統中,往往是cpu和i/o裝置之間傳送資訊,兩者都是dte,因此雙方都能傳送和接收。

一、rs-232-c

rs-232c標準(協議)的全稱是eia-rs-232c標準,其中eia(electronic industry association)代表美國電子工業協會,rs(re***meded standard)代表推薦標準,232是標識號,c代表rs232的最新一次修改(1969),在這之前,有rs232b、rs232a。。它規定連線電纜和機械、電氣特性、訊號功能及傳送過程。常用物理標準還有有rs-232-c、rs-422-a、rs-423a、rs-485。

這裡只介紹rs-232-c(簡稱232,rs232)。 例如,目前在ibm pc機上的***1、***2介面,就是rs-232c介面。

1.電氣特性

eia-rs-232c對電器特性、邏輯電平和各種訊號線功能都作了規定。

在txd和rxd上:邏輯1(mark)=-3v~-15v

邏輯0(space)=+3~+15v

在rts、cts、dsr、dtr和dcd等控制線上:

訊號有效(接通,on狀態,正電壓)=+3v~+15v

訊號無效(斷開,off狀態,負電壓)=-3v~-15v

以上規定說明了rs-323c標準對邏輯電平的定義。對於資料(資訊碼):邏輯「1」(傳號)的電平低於-3v,邏輯「0」(空號)的電平高於+3v;對於控制訊號;接通狀態(on)即訊號有效的電平高於+3v,斷開狀態(off)即訊號無效的電平低於-3v,也就是當傳輸電平的絕對值大於3v時,電路可以有效地檢查出來,介於-3~+3v之間的電壓無意義,低於-15v或高於+15v的電壓也認為無意義,因此,實際工作時,應保證電平在±(3~15)v之間。

eia-rs-232c與ttl轉換:eia-rs-232c是用正負電壓來表示邏輯狀態,與ttl以高低電平表示邏輯狀態的規定不同。因此,為了能夠同計算機介面或終端的ttl器件連線,必須在eia-rs-232c與ttl電路之間進行電平和邏輯關係的變換。

實現這種變換的方法可用分立元件,也可用積體電路晶元。目前較為廣泛地使用積體電路轉換器件,如mc1488、sn75150晶元可完成ttl電平到eia電平的轉換,而mc1489、sn75154可實現eia電平到ttl電平的轉換。max232晶元可完成ttl←→eia雙向電平轉換。

2、聯結器的機械特性:

聯結器:由於rs-232c並未定義聯結器的物理特性,因此,出現了db-25、db-15和db-9各種型別的聯結器,其引腳的定義也各不相同。下面分別介紹兩種聯結器。

(1)db-25: pc和xt機採用db-25型聯結器。db-25聯結器定義了25根訊號線,分為4組:

①非同步通訊的9個電壓訊號(含訊號地sg)2,3,4,5,6,7,8,20,22

②20ma電流環訊號 9個(12,13,14,15,16,17,19,23,24)

③空6個(9,10,11,18,21,25)

④保護地(pe)1個,作為裝置接地端(1腳)

db-25型聯結器的外形及訊號線分配如圖3所示。注意,20ma電流環訊號僅ibm pc和ibm pc/xt機提供,至at機及以後,已不支援。

(2)db-9聯結器

在at機及以後,不支援20ma電流環介面,使用db-9聯結器,作為提供多功能i/o卡或主機板上***1和***2兩個序列介面的聯結器。它只提供非同步通訊的9個訊號。db-25型聯結器的引腳分配與db-25型引腳訊號完全不同。

因此,若與配接db-25型聯結器的dce裝置連線,必須使用專門的電纜線。

電纜長度:在通訊速率低於20kb/s時,rs-232c所直接連線的最大物理距離為15m(50英呎)。

最大直接傳輸距離說明:rs-232c標準規定,若不使用modem,在碼元畸變小於4%的情況下,dte和dce之間最大傳輸距離為15m(50英呎)。可見這個最大的距離是在碼元畸變小於4%的前提下給出的。

為了保證碼元畸變小於4%的要求,介面標準在電氣特性中規定,驅動器的負載電容應小於2500pf。

3、rs-232c的介面訊號

rs-232c規標準介面有25條線,4條資料線、11條控制線、3條定時線、7條備用和未定義線,常用的只有9根,它們是

(1)聯絡控制訊號線:

資料裝置準備好(data set ready-dsr)——有效時(on)狀態,表明modem處於可以使用的狀態。

資料終端準備好(data set ready-dtr)——有效時(on)狀態,表明資料終端可以使用。

這兩個訊號有時連到電源上,一上電就立即有效。這兩個裝置狀態訊號有效,只表示裝置本身可用,並不說明通訊鏈路可以開始進行通訊了,能否開始進行通訊要由下面的控制訊號決定。

請求傳送(request to send-rts)——用來表示dte請求dce傳送資料,即當終端要傳送資料時,使該訊號有效(on狀態),向modem請求傳送。它用來控制modem是否要進入傳送狀態。

允許傳送(clear to send-cts)——用來表示dce準備好接收dte發來的資料,是對請求傳送訊號rts的響應訊號。當modem已準備好接收終端傳來的資料,並向前傳送時,使該訊號有效,通知終端開始沿傳送資料線txd傳送資料。

這對rts/cts請求應答聯絡訊號是用於半雙工modem系統中傳送方式和接收方式之間的切換。在全雙工系統中作傳送方式和接收方式之間的切換。在全雙工系統中,因配置雙向通道,故不需要rts/cts聯絡訊號,使其變高。

接收線訊號檢出(received line detection-rlsd)——用來表示dce已接通通訊鏈路,告知dte準備接收資料。當本地的modem收到由通訊鏈路另一端(遠地)的modem送來的載波訊號時,使rlsd訊號有效,通知終端準備接收,並且由modem將接收下來的載波訊號解調成數字兩資料後,沿接收資料線rxd送到終端。此線也叫做資料載波檢出(data carrier dectection-dcd)線。

振鈴指示(ringing-ri)——當modem收到交換台送來的振鈴呼叫訊號時,使該訊號有效(on狀態),通知終端,已被呼叫。

(2)資料傳送與接收線:

傳送資料(tran**itted data-txd)——通過txd終端將序列資料傳送到modem,(dte→dce)。

接收資料(received data-rxd)——通過rxd線終端接收從modem發來的序列資料,(dce→dte)。

(3)地線

有兩根線sg、pg——訊號地和保護地訊號線,無方向。

上述控制訊號線何時有效,何時無效的順序表示了介面訊號的傳送過程。例如,只有當dsr和dtr都處於有效(on)狀態時,才能在dte和dce之間進行傳送操作。若dte要傳送資料,則預先將dtr線置成有效(on)狀態,等cts線上收到有效(on)狀態的回答後,才能在txd線上傳送序列資料。

這種順序的規定對半雙工的通訊線路特別有用,因為半雙工的通訊才能確定dce已由接收方向改為傳送方向,這時線路才能開始傳送。

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