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串行通信协议-第三部分:RS-232

  • 发表时间:2021-04-16 11:55:06
  • 来源:RS-232
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    在本系列文章中,我们正在研究可用于在设备之间传输数据的一些不同类型的串行通信协议。这些文章将涵盖当今使用的一些比较流行的协议和标准,并且在本系列文章的最后,我们将回顾并比较每种协议的优缺点。希望您下次需要在设计中实现串行通信总线时,这些信息对您有所帮助,从而帮助您为电路选择最合适的选项。

    在本文中,我们将研究传统的RS-232协议标准。

    RS-232代表推荐标准232,它是一种用于在1960年创建的电子设备之间进行数据传输的电子设备协议标准。一次,RS-232是最常用的数据传输格式,主要使用一种标准来实现。 9针D-sub(DB-9)连接。如今,该标准仍广泛用于各种电子设备中,包括计算机,自动化和医疗设备。

    RS-232使用正电压传输低逻辑电平信号(0),使用负电压传输高逻辑电平信号(1)。

串行通信协议-第三部分:RS-232

    RS-232通信的通信原理很简单。发送方设备将数据存储在其缓冲区中,然后通过电缆(或PCB走线)发送数据,然后接收方将该数据存储在其缓冲区中。然后,接收器可以读取缓冲的数据。

    为了避免在未连接接收器时发送信息,使用了DTR(数据发送就绪)和DSR(数据设置就绪)引脚。当连接了这些引脚,并且接收器在这些引脚上设置了正确的电压时,发送器设备将知道接收器已连接并准备就绪。

    如果发送方发送数据的速度过快,而接收方无法足够快地从其缓冲区读取数据,则缓冲区将溢出,并且数据将丢失。为防止这种情况,将另外两个引脚添加到发送方,将一个引脚添加到接收方。从发送方开始,该引脚被标记为RTS(请求发送),从接收方开始,其被标记为CTS(清除发送)。接收器通过拉低该引脚的电压来通知发送器其缓冲区已满。这告诉发送者在接收者准备好之前不要发送更多信息。这称为硬件流控制。

    还有两个可用于电话应用的引脚,现在这些引脚在很大程度上已经冗余了。一个是DCD(数据载波检测),它告诉调制解调器正在接收模拟信号,另一个是RI(振铃指示器),它指示电话正在振铃。这些今天几乎没有使用。

    最后的连接是SG或信号地,这是通信设备的接地参考电压。

    RS-232通信设备有两种类型:DTE(数据终端设备)和DCE(数据通信设备)。DTE的示例包括计算机,PLC或其他命令发送设备。DCE的示例是调制解调器,相机,打印机和通用自动化设备。

    两个DTE或两个DCE设备不能互相发送信息。必须存在一个DTE,该DTE发送命令以建立设备之间的通信,而DCE则要执行这些命令。

    RS-232也可用于通过调制解调器在计算机之间进行通信,如下所示:

串行通信协议-第三部分:RS-232

    但是,为了消除对DSR和RTS线的需要,必须发送来自接收器端的数据包,以指示何时可以发送数据以及何时不能发送数据。数据包设置为XON表示可以发送数据,数据包设置为XOFF表示不能发送数据。这称为软件流控制。

    使用RS-232的主要缺点是,与其他串行通信协议相比,其通信速度相对较慢。在许多应用中,它只能可靠地达到最高128 kbps的速度。另一个缺点是它可以可靠地工作的最大电缆长度仅为15米。电线电阻和电压环路成为长距离电缆上的问题。

    尽管由于其他可用的更现代的通信协议,现在RS-232在新设备中并不常用,但通常会发现较旧的设备。话虽如此,即使是最新的高科技计算机母板,通常也仍然具有COM端口接头,如果需要的话,它可以暴露RS-232。在该领域中,仍然有相当多的设备已经使用了10年以上,其中包括打印机,工业自动化设备等设备,它们在使用时需要进行编程和维护。为此,RS-232是必不可少的。幸运的是,有很多转换器,例如RS-232到USB,这意味着我们仍然可以轻松地与这些设备进行通信。

    概括

    本文研究了一些旧式RS-232协议标准功能,并讨论了其一些优点和实现细节。在本系列的其他文章中,我们将介绍一些可用的替代串行通信协议。