Інтерфейси RS-232: огляд стандарту і типи розмірів

У світі існує величезна кількість роз'ємів, слотів, інтерфейсів. Визначити їх і знати всі простому користувачеві практично неможливо. Коли новачок вирішує зібрати самостійно персональний комп'ютер, виникає багато питань щодо сумісності. Сьогодні ми дізнаємося, що таке інтерфейси RS-232.

Поняття

Якщо ви зіткнулися з тим, що не знаєте, що це за роз'єм і для чого він потрібен, розберемося далі. Цей стандарт відноситься до фізичного рівня і був розроблений як «напарник» асинхронному інтерфейсу. Найчастіше, згадуючи про RS-232 фахівці згадують про послідовному порту ПК.


Так склалося, що він часто застосовувався у сфері телекомунікацій. Зараз же відомий всім завдяки розвитку комп'ютерів. Його підключають до ПК разі непотрібності високих швидкостей передачі даних, а також якщо синхронізуються пристрій не знаходиться на далекій відстані. Якщо ж перед нами комп'ютер для офісної роботи або розваг, то інтерфейси RS-232 замінюються на USB.

Історія

В середині минулого століття почався активний розвиток технологій, зокрема, телекомунікацій. Кожна компанія, яка займалася випуском певного обладнання, розробляла власний стандарт для передачі даних. Відповідно, використовувати подібні пристрої було складно, так як виникали проблеми з сумісністю. Щоб вирішити це питання назавжди і стандартизувати все, що вже напрацювали, в 1962 році організували спеціальну асоціацію. Вона сформувала рекомендації для виробника, які назвала «Рекомендований стандарт 232». Ось так з'явилася необхідність розробляти інтерфейси RS-232.


Тепер кодування символів знаходилося в обмеженнях від 5 до 8 біт. Напруга сигналу не піднімалася вище +25 і не опускалося нижче -25 Ст. Була можливість організувати сервісні сигнали, які в цілому не обов'язково було використовувати. Передача даних відбувалася у двох режимах: синхронному і асинхронному. Завдяки всім встановленим характеристикам, стандарт ідеально підійшов для телекомунікаційних обладнань.

Розвиток

Вже через сім років після заснування стали з'являтися нові редакції. RS-232C був перероблений у зв'язку з усіма недоліками, які вдалося виявити за цей час. Було вирішено призначити роз'єму DB2525 контактів. Цей варіант став дійсно «роботою над помилками», тому не змінювався тривалий час і став базисним на довгі роки вперед. Вже в 1983 році стали відомі персональні комп'ютери з використанням цього стандарту. Почали використовувати приймач UART. В одній з новинок було аж 4 таких передавача, які отримали назву COM-порт. Розвиток подібних стандартів стало набирати обертів. Виробники усвідомили принцип дій у таких ситуаціях, тому сама Асоціація почала втрачати панування. У 1986 році RS змінюється на EIA. Коли права з однієї компанії перейшли в іншу, було випущено ще кілька варіацій стандарту. В цілому нічого нового так і не впровадили в інтерфейси RS-232.

Робота

Завдяки цьому стандарту стало можливо передавати дані або спеціальні сигнали між двома пристроями, один з яких термінал, а друге – комунікаційне. Передача здійснюється до 15 метрів, а максимальна швидкість може досягти 115200 бод. Цікаво, що інтерфейс простий у використанні і програмуванні. Його часто використовують, якщо потрібно подовжити відстань. Фахівці просто пропорційно знижують швидкість.

Цілі

Відомо, що послідовний інтерфейс RS-232 вперше був застосований від телефонного модему до ПК. З-за цього незабаром отримав рудименти, серед яких була окрема лінія «Дзвінок». З часом інтернет-девайси поміняли роз'єми і стали підключатися за допомогою USB. Сам же розглядаємо роз'єм нікуди не зник з інтерфейсної панелі, тому інші виробники вирішили створювати до своїх пристроїв сумісні кабелі, щоб підключатися до системи. Так, стали відомі комп'ютерні миші з RS-232. Зараз цей інтерфейс частіше зустрічається у вузькоспеціальних девайсах, промисловому обладнанні і мікропроцесорних системах. У підсумку, на сучасних нетбуках або ноутбуках кабель інтерфейсу RS-232 практично не зустрічається. А ось деякі материнські плати стаціонарних систем все ще мають цей роз'єм. У підсумку, як одиночні слоти, так і колодка шлейфовая на материнці. Щоб цей роз'єм не був марним, деякі надають перетворювачі.

Функціонування

Як відомо, наш герой є дуплексним інтерфейсом. Він передає дані як асинхронний послідовний інтерфейс. По дроту проходить двійковий сигнал, який отримав два рівня напруги. Так відбувається передача інформації. Якщо розглядати логічні показники, то до «нуля» співвідносно позитивне напруга, а до «одиниці» – негативне. Щоб ця структура працювала як слід, розробники використовують велику кількість мікросхем «дров». Інтерфейси RS-232 зазвичай мають не тільки стандартні лінії входу і виходу, але і особливі допоміжні доріжки, щоб управляти потоком з апаратної боку і регулювати спеціальні функції.

Лінії

Цікаво, що цей порт оснастили типом D, з 25 контактами. Кожен має своє скорочення і напрям. Мають повну назву і відповідають за певну характеристику. Так є передаються і приймаються дані, запит і скидання передачі, позитивне і негативне напруга, вирівнювання режиму, синхронізація приймача, індикатор дзвінка і т. д.

Класи

Якщо перед нами термінальне пристрій, то в нього роз'єм буде оснащений контактами, якщо ж зв'язне – то отворами. Ніби як стандартне положення, але іноді трапляються виключення. Сигнали інтерфейс підключення RS-232 розділені за класами. Послідовні матеріали типу TXD, працюють з незалежним каналом послідовної передачі, який поділяється на первинні та вторинні. Лінії працюють, передаючи інформацію і отримуючи її. Керуючий тип RTS має в назві слово квитування. Воно означає спосіб, при якому сигнали з послідовною лінією зв'язку починають спілкування з однієї передачі до фактичної. Є клас синхронізації. У цьому режимі обладнання передають сигнали між собою, що дозволяє спрощувати передачу при декодуванні.

Перетворювачі

Перш ніж розібратися з перетворювачем інтерфейсів RS-232 варто знати в принципі, що це і для чого необхідно. Щоб було зрозуміліше, перетворювач – це перехідник. У тому випадку, якщо пристрій має один роз'єм, але вам потрібен інший, можна просто купити адаптер. Таким чином, всі необхідні слоти або стають потрібними, або просто не займають зайве місце. В нашому випадку, можливо використовувати підключення обладнання з інтерфейсами RS-232/422/485 для COM-портів. У результаті відбувається гальванічна розв'язка стандартів, передача інформації відбувається у важких умовах з електромагнітними перешкодами. Проблема в цьому випадку пов'язана тільки з тим, що простого підключення не вистачить, доведеться налаштовувати програмний рівень. В цілому різне обладнання вимагає для передачі даних своїх особливих технологій. Тому, потрібно працювати з уніфікація протоколів, переводити дані в єдиний вигляд тільки при наявності перетворювача – неможливо. Завдання такого адаптера полягає в тому, що відбувається адаптація виду інформації, які передаються між певними частинами системи зі спеціальними технологіями. Так, переробка пакетів проходить на програмному етапі. Програма змінює структуру матеріалів, які передаються, використовує інший протокол.

Класифікація

Цікаво, що будь-перетворювач інтерфейсу RS-232 (etherne та інші), може характеризуватися за кількома параметрами. Так, визначають стандарт, за типом обладнання і протоколам. Також розглядають швидкість передачі даних, яка визначена максимальною кількістю матеріалів за певний час. Наступний параметр – це можливий відстань передачі даних, засноване на максимальній відстані вузлів один від одного, які можуть передавати інформацію між собою, але при цьому зберігаючи її цілісність. Лінія передачі представлена середовищем, де як раз і відбувається передача даних. Серед параметрів є кількість «дров» і приймачів, а також можливий аналіз схеми «конектинга» основних компонентів.

Приклади

Щоб інтерфейси RS-232 коректно працювали у парі з RS-485/422 необхідно мати не просто перетворювачем, а програмним управлінням. Варто пам'ятати, що клеми не всі задіяні, тому з 10 залишається тільки трійка передачі/прийому даних і сигнального заземлення. В результаті сам процес перетворення представлений побітовою переробкою даних з однієї форми в іншу. У цей момент перетворення протоколів не відбувається, як і трансформація «дров» порту вводу/виводу.