RS-232

Раздым DE-9, часта ўжываны для RS-232

RS-232 (англ.: Recommended Standard 232) — фізічны ўзровень для асінхроннага (UART) інтэрфейса. Гістарычна меў шырокае распаўсюджанне ў тэлекамунікацыйным абсталяванні для персанальных камп’ютараў. У цяперашні час усё яшчэ шырока выкарыстоўваецца для далучэння разнастайнага адмысловага абсталявання да камп’ютараў, аднак актыўна выціскаецца інтэрфейсам USB.

RS-232 забяспечвае перадачу даных і некаторых адмысловых сігналаў паміж тэрміналам (англ.: Data Terminal Equipment, DTE) і камунікацыйнай прыладай(англ.: Data Communications Equipment, DCE) на адлегласці да 15 метраў.

Прызначэнне

Першапачатковы ствараўся для далучэння тэлефонных мадэмаў да камп’ютараў. У сувязі з такой спецыялізацыяй мае некаторыя рудыменты ў выглядзе, напрыклад асобнай лініі RING («званок»). Паступова тэлефонныя мадэмы перайшлі на іншыя інтэрфейсы (USB), але раздым RS-232 меўся на ўсіх персанальных камп’ютарах і многія вытворцы абсталявання выкарыстоўвалі яго для далучэння свайго абсталявання. Напрыклад, камп’ютарнай мышы.

У цяперашні час часцей за ўсё выкарыстоўваецца ў прамысловым і вузкаспецыяльным абсталяванні ўбудавальных прыладаў. Прысутнічае на крыху састарэлых стацыянарных персанальных камп’ютарах, у сучасных мацярынскіх платах UART кантролер як правіла прысутнічае, але патрабуе равываду на раздым. Таксама ў камп’ютар можна ўсталяваць дадатковую PCI-картку з RS-232 портам (як правіла, RS-232 не ставяць на сучасных партатыўных камп’ютарах — на ноўтбуках, нэтбуках, КПК і інш.).

Прынцып працы

Асноўны артыкул: UART

RS-232 — правадны дуплексны інтэрфейс. Метад перадачы даных аналагічны асінхроннаму паслядоўнаму інтэрфейсу.

Інфармацыя перадаецца праз правады двайковым сігналам з двума ўзроўнямі напружання. Лагічнаму «0» адпавядае станоўчае напружанне (ад +5 да +15 В для перадатчыка), а лагічнай «1» адмоўнае (ад −5 да −15 В для перадатчыка). Для электрычнага ўзгаднення ліній RS-232 і стандартнай лічбавай логікі UART выпускаецца вялікая наменклатура мікрасхем драйвераў, напрыклад MAX232.

Апроч ліній уваходу і выхаду даных RS-232 рэгламентаваў шэраг неабязковых дапаможных ліній для апаратнага кіравання струменем даных і дадатковых функцый.

Стандарт ITU-T V.24/V.28		Стандарт TIA/EIA-232		Неафіцыйнае агульнапрынятае пазначэнне	Тип	Апісанне	Кірунак	Нумары кантактаў у раздымах паводле стандартаў. Ніжэй — тып раздыма
								EIA/TIA-232-F (RS-232)	EIA-232-E Alt A	EIA-574/562	EIA-561/562
Ланцуг	Назва сігнала	Ланцуг	Назва сігнала					DB-25	UD-26	DE-9	8P8C
			Protective Ground or Shield	PG	PG	Экран кабеля, можа злучаць карпусы прылад. Не ўжываецца для сігналаў. У залежнасці ад умоў эксплуатацыі можа злучацца альбо ізалявацца ад сігнальнага ланцуга AB (перамычкай).	-	1	1	-	-
102	Signal ground or common return	AB	Signal Common	GND	SG	Агульны сігнальны провад	-	7	7	5	4
103	Transmitted data	BA	Transmitted Data	TxD	D	Перадача даных. Здзяйсняць перадачу дазваляецца ў стане (CA&CB&CC&CD)=ON. Таксама дазваляецца перадача кіруючых каманд на DCE (праграмаванне, набор нумара) у стане (CB&¬(CC)&CD) =ON	DTE→DCE	2	2	3	6
104	Received Data	BB	Received Data	RxD	D	Прыём даных	DTE←DCE	3	3	2	5
105	Request to send	CA	Request to send	RTS	C	Запыт на перадачу. Перадача даных праз BA суправаджаецца гэтым сігналам. У паўдуплексным рэжыме кіруе напрамкам перадачы (забараняе прыём даных праз BB). CA не павінны пераводзіцца з стану OFF у ON, пакуль CF=ON.	DTE→DCE	4	4	7	8
133	Ready for receiving	CJ	Ready for receiving	-	C	Гатовы да прыёму. Дазваляе прыём даных праз BB. Ужываецца для кантролю перапаўнення ўваходнага буферу DTE. Звычайна ў EIA/TIA не ўжываецца, але можа быць задзейнічаны замест ланцуга CA (у гэтым выпадку CA заўсёды застаецца ў стане ON).	DTE→DCE
106	Ready for sending	CB	Clear to send	CTS	C	Вольны для перадачы. Пры СС=ON паказвае, што DСE і канал сувязі гатовыя да перадачы даных. Пры СС=OFF паказвае, што DСE гатовы да прыёму каманд кіравання.	DTE←DCE	5	5	8	7
107	Data set ready	CC	DCE Ready	DSR	C	Указвае на гатоўнасць DCE да працы. Прызначэнне сігнала залежыць ад рэжыма працы DCE. У асноўным рэжыме паказвае спраўнасць сістэмы ці гатоўнаць канала сувязі.	DTE←DCE	6	6	6	1
108/1	Connect data set to line	CD	DTE Ready	DTR	C	Гатоўнасць DTE. Запыт ад DTE да DCE на падрыхтоўку да працы лініі сувязі.	DTE→DCE	20	20	4	3
108/2	Data terminal ready
109	Data channel received line signal detector	CF	Received Line Signal Detector	CD	C	Вызначаны прыманы сігнал. Пэўны сэнс сігнала залежыць ад абсталявання. Звычайна паказвае рабочы стан канала сувязі для рэжыма прыёму. У паўнадуплексным рэжыме забараняе ўключэнне сігнала CA.	DTE←DCE	8	8	1	2
111	Data signal rate selector (DTE)	CH/CI	Data signal rate selector	DSRS	C	Выбар хуткасці перадачы даных. ON — высокая хуткасць OFF — нізкая. Калі патрэбна ўжываць ланцуг SCF, то ланцугі CH і CI далучаюцца да кантакта 23. Калі ланцуг SCF не ўжываецца, то ланцуг CI далучаецца да кантакта 12	DTE→DCE	23	23
112	Data signal rate selector (DCE)						DTE←DCE
113	Transmitter signal element timing (DTE)	DA	Transmitter Signal Element Timing (DTE source)	TST out	T	Сінхранізацыя сігнала BA (крыніца ў DTE)	DTE→DCE	24	24
114	Transmitter signal element timing (DCE)	DB	Transmitter Signal Element Timing (DCE source)	TST in	T	Сінхранізацыя сігнала BA (крыніца ў DCE)	DTE←DCE	15	15
115	Receiver signal element timing (DCE)	DD	Receiver signal element timing (DCE source)	RST	T	Сінхранізацыя сігнала BB (крыніца ў DCE)	DTE←DCE	17	17
118	Transmitted backward channel data	SBA	Secondary transmitted data		D	Перадача даных праз другі (рэзервовы) канал. Аналагічны сігналу BA.	DTE→DCE	14	14
119	Received backward channel data	SBB	Secondary received data		D	Прыём даных праз другі (рэзервовы) канал. Аналагічны сігналу BB.	DTE←DCE	16	16
120	Transmit backward channel line signal	SCA	Secondary request to send		C	Запыт на перадачу праз другі (рэзервовы) канал. Аналагічны сігналу CA.	DTE→DCE	19	19
121	Backward channel ready	SCB	Secondary clear to send		C	Вольны для перадачы праз другі (рэзервовы) канал. Аналагічны сігналу CB.	DTE←DCE	13	13
122	Backward channel received line signal detector	SCF	Secondary received line signal detector		C	Выяўлены прыманы сігнал праз другі (рэзервовы) канал. Аналагічны сігналу CF.	DTE←DCE	12	12
112	Data signal rate selector (DCE)	CI	Data signal rate selector (DCE source)		C	Выбар хуткасці перадачы даных. Калі патрэбна ўжываць ланцуг SCF, то ланцугі CH і CI далучаюцца да кантакта 23. Калі ланцуг SCF не ўжываецца, то ланцуг CI далучаецца да кантакта 12	DTE←DCE
125	Calling indicator	CE	Ring indicator	RI	C	Запыт на ўсталяванне злучэння з аддаленага DCE. Сігнал перадаецца незалежна ад стану іншых сігналаў. (Прызначэнне кантакта ў EIA/TIA выбіраецца паводле патрабавання)	DTE←DCE	22	22	9	1
135	Received energy present	CK	Received Energy Present		C	Паказвае наяўнасць сігнала на лініі прыёму. (Прызначэнне контакта ў EIA/TIA выбіраецца паводле патрабавання)	DTE←DCE
126	Select transmit frequency		N/A (Unassigned)		C	Не ўжываецца ў EIA/TIA. Кантакт 11 далучаны да ланцугу 126 у ISO/IEC 2110	DTE→DCE	11	11
140	Loopback/Maintenance test	RL	Remote loopback	RL	C	Тэставанне аддаленага DCE. Сігнал BA наўпрост перадаецца ў лінію BB.	DTE→DCE	21	21
110	Ланцуг 110 не ўключаны ў бягучую рэдакцыю V.24	CG	Signal quality detector	-	C	у EIA/TIA выкарыстанне сігнала не пажадана	DTE←DCE
141	Local loopback	LL	Local Loopback	LL	C	Тэставанне бліжняга DCE. Сігнал BA наўпрост перадаецца ў лінію BB.	DTE→DCE	18	18
142	Test indicator	TM	Test mode	TM	C	Паказвае, што DTE знаходзіцца ў рэжыме тэставання (у тым ліку праз запыт з аддаленага DCE).	DTE←DCE	25	25
			N/A (reserved)	-	-	Рэзерваваны	-	10	10
						Не далучаны			26

Злучальнікі

Прылады для сувязі праз паслядоўны канал злучаюцца кабелямі з 9 альбо 25 кантактнымі раздымамі тыпу D-sub. Звычайна яны пазначаюцца DE-9 (альбо некарэктна: DB-9), DB-25, CANNON 9, CANNON 25.

Першапачаткова ў RS-232 выкарыстоўваліся DB-25, але, паколькі многія праграмы ўжывалі толькі частку прадугледжаных стандартам кантактаў, стала магчыма ўжываць для гэтых мэтаў 9-штырковыя раздымы DE-9 (D-subminiature), якія рэкамендаваны стандартам RS-574.

Нумары асноўнага кантакта, які перадае і прымае даныя, для раз’ёмаў DE-9 і DB-25 розныя! Для DE-9 кантакт 2 — уваход прымача, кантакт 3 — выход перадатчыка. Для DB-25 наадварот, кантакт 2 — выхад перадатчыка, кантакт 3 — уваход прымача.

Стандарт

Асацыяцыя электроннай прамысловасці (EIA) развівае стандарты перадачы даных. Стандарты EIA маюць прэфікс «RS». «RS» значыць рэкамендаваны стандарт, але зараз стандарты проста пазначаюцца як «EIA» стандарты. RS-232 быў уведзены ў 1962 годзе. Стандарт развіваўся, і ў 1969 г.. прадстаўлена трэцяя рэдакцыя (RS-232C). Чацвёртая рэдакцыя была ў 1987 (RS-232D, вядомая таксама як EIA-232D). RS-232 ідэнтычны стандартам МККТТ (CCITT) V.24/V.28, X.20bis/X.21bis і ISO IS2110. Самай апошняй мадыфікацыяй з’яўляецца мадыфікацыя «Е», прынятая ў ліпені 1991 г. як стандарт EIA/TIA-232E. У гэтым варыянце няма ніякіх тэхнічных змен, якія магли б прывесці да праблем сумяшчальнасці з папярэднімі варыянтамі гэтага стандарту.

Абмежаванні

На практыцы ў залежнасці ад якасці ўжыванага кабеля патрэбная адлегласць перадачы даных у 15 метраў можа быць недасяжнай, складаючы кшталту 1,5 м на хуткасці 115200 бод для неэкранаванага плоскага ці круглага кабеля. Гэта выклікана ўжываннем аднафазных сігналаў замест дыферэнцыяльных, а таксама адсутнасцю патрабаванняў паводле ўзгаднення прымача (і часта таксама перадатчыка) з лініяй. Для пераадолення гэтага абмежавання, а таксама магчымага атрымання гальванічнай развязкі паміж вузламі, можна ўжыць пераўтваральнікі інтэрфейса:

• RS-232—RS-422 (з захоўваннем поўнай праграмнай сумяшчальнасці) альбо RS-232—RS-485 (з пэўнымі праграмнымі абмежаваннямі). Пры гэтым адлегласць можа быць павялічана да 1 км з хуткасцю 9600 бод і ўжываннем кабеля тыпу «вітая пара» катэгорыі 3;
• Вонкавы пераўтваральнік RS232—Токавая пятля для 9-кантактнага раздыма, ці адпаведныя ланцугі 25-кантактнага раздыма, у выпадку наяўнасці пераўтваральніка ўнутры прылад.

Гл. таксама

• MAX232
• SpaceWire

Спасылкі

• Описание интерфейса
• The Serial Programming Guide for POSIX Operating Systems (русский перевод)
• The RS-232 Standard
• Яшкардин В.Л.. RS-232.Рекомендованный стандарт для последовательной передачи данных (нявызн.). SoftElectro (3 кастрычніка 2009). Архівавана з першакрыніцы 24 жніўня 2011. Праверана 18 верасня 2014.
• Java Simple Serial Connector — библиотека для работы с последовательными портами из Java. Поддерживает Win32, Win64(x86-64), Linux x86, Linux x86_64.