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Serielle RS232-Schnittstelle: V24

Serielle RS232-Schnittstelle: V24


Der Kommunikationsstandard für die serielle Schnittstelle RS-232 / V24 war viele Jahre lang weit verbreitet. In einigen Fällen wird es immer noch verwendet, insbesondere in vorhandenen Installationen, obwohl seine Verwendung jetzt abnimmt, da Ethernet und andere Standards an seine Stelle treten.

RS232 / V24 wurde in vielen Bereichen gefunden, von Computern über Remote-Terminals bis hin zu vielen anderen. Es war ein effektiver Weg, um serielle Datenkonnektivität bereitzustellen, und als solches war es weit verbreitet.

Grundlagen der RS-232-Schnittstelle

Die Schnittstelle ist für Entfernungen von bis zu 15 Metern vorgesehen. Dies liegt daran, dass sich wahrscheinlich jedes Modem in der Nähe des Terminals befindet. Die Datenraten sind ebenfalls begrenzt. Das Maximum für RS-232C beträgt 19,2 k Baud oder Bit pro Sekunde, obwohl häufig langsamere Raten verwendet werden. Theoretisch ist es möglich, eine beliebige Baudrate zu verwenden, es wird jedoch eine Flächenanzahl von Standardübertragungsgeschwindigkeiten verwendet.

Gemeinsame Datenübertragungsraten

50
75
110
150
300
600
1200
2400
4800
9600
19200
38400
76800

Hinweis: Normalerweise werden Geschwindigkeiten von bis zu 19200 Bit pro Sekunde verwendet. Oberhalb dieses Rauschens, das insbesondere über lange Kabelstrecken aufgenommen wird, können Datenfehler auftreten. Wenn hohe Geschwindigkeiten und lange Datenläufe erforderlich sind, können Standards wie RS422 verwendet werden.

RS-232-Verbindungen

Die RS-232C-Spezifikation enthält keine Beschreibung des zu verwendenden Steckers. Der am häufigsten verwendete Typ ist jedoch der 25-polige D-Stecker.

RS232-Signalpegel

Die Spannungspegel sind eines der Hauptelemente in der Spezifikation. Für RS232-Datensignale stellt eine Spannung zwischen -3 V und -25 V eine logische 1 dar. Die logische 0 wird durch eine Spannung zwischen + 3 V und + 25 V dargestellt. Steuersignale befinden sich im Zustand "EIN", wenn ihre Spannung zwischen + 3 V und + 25 V liegt, und "AUS", wenn sie negativ sind, d. H. Zwischen -3 V und -25 V.

Die Daten werden seriell auf RS232 gesendet, jedes Bit wird nacheinander gesendet, da in jeder Richtung nur eine Datenleitung vorhanden ist. Diese Art der Datenübertragung erfordert auch, dass der Empfänger weiß, wann die tatsächlichen Datenbits ankommen, damit er sich mit den eingehenden Daten synchronisieren kann. Um dies zu erreichen, wird eine logische 0 als Startbit für die Synchronisation gesendet. Darauf folgen die Daten selbst und normalerweise gibt es sieben oder acht Bits. Der Empfänger muss natürlich wissen, wie viele Datenbits zu erwarten sind, und häufig befinden sich kleine Dual-In-Line-Schalter entweder auf der Rückseite des Geräts oder im Inneren, um diese Informationen einzustellen.

Daten auf RS232 werden normalerweise mit ASCII (American Standard Code for Information Interchange) gesendet. Andere Codes, einschließlich des Murray-Codes oder des EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code), können jedoch ebenso gut verwendet werden.

Nach den Daten selbst wird ein Paritätsbit gesendet. Dies erfordert wiederum eine Einstellung, da sie optional ist und eine gerade oder ungerade Parität sein kann. Dies wird verwendet, um die Richtigkeit der empfangenen Daten zu überprüfen, und es kann angezeigt werden, ob die Daten eine ungerade oder gerade Anzahl von logischen haben. Im Gegensatz zu vielen Systemen gibt es heutzutage keine Möglichkeit zur Fehlerkorrektur.

Schließlich wird ein Stoppbit gesendet. Dies ist normalerweise ein Bit lang und wird verwendet, um das Ende eines bestimmten Bytes zu kennzeichnen. Manchmal sind zwei Stoppbits erforderlich, und dies ist wiederum eine Option, die häufig am Gerät eingestellt werden kann.

Die RS232-Datenübertragung erfolgt normalerweise asynchron. Die Sende- und Empfangsgeschwindigkeiten müssen jedoch offensichtlich gleich sein. Ein gewisser Toleranzgrad ist zulässig. Sobald das Startbit gesendet wurde, tastet der Empfänger die Mitte jedes Bits ab, um den Pegel zu sehen. Innerhalb jedes Datenworts darf sich die Synchronisation nicht um mehr als eine halbe Bitlänge unterscheiden, da sonst die falschen Daten angezeigt werden. Glücklicherweise ist dies mit den heutigen genauen Bit- oder Baudratengeneratoren sehr einfach zu erreichen.

Linien und ihre Verwendung

In der RS232-Spezifikation sind vier Leitungstypen definiert. Sie sind Daten, Kontrolle, Timing und Masse. Nicht alle von ihnen werden ständig benötigt. Es ist möglich, eine sehr einfache Kommunikation mit sehr wenigen Leitungen einzurichten. Bei der Betrachtung der Leitungen und ihrer Funktionen ist zu beachten, dass sie für eine Verbindung zwischen einem Modem (Datensatz oder Kommunikationsgerät) und einem Terminal oder Computer (Datenendgerät) definiert sind. Alle Leitungen haben Richtungen, und bei dieser Verwendung funktioniert ein Eins-zu-Eins-Kabel ordnungsgemäß.

Die offensichtlichsten Linien sind die Datenleitungen. Es gibt zwei davon, eine für Daten, die in jede Richtung übertragen werden. Die Sendedaten werden auf Pin 2 übertragen und die Empfangsdaten werden auf Zeile drei übertragen.

Die grundlegendste der Steuerschaltungen ist Data Carrier Detected (DCD). Dies zeigt an, wenn das Modem einen Netzbetreiber auf der Telefonleitung erkannt hat und eine Verbindung hergestellt wurde. Es wird ein High erzeugt, das beibehalten wird, bis die Verbindung unterbrochen wird.

Data Terminal Ready (DTR) und Data Set Ready (DSR) sind die Hauptsteuerkreise. Sie übertragen die Hauptinformationen zwischen Terminal und Modem. Wenn das Terminal bereit ist, Daten zu verarbeiten, markiert es dies auf der DTR-Leitung. Wenn das Modem ebenfalls bereit ist, gibt es sein Signal auf der DSR-Leitung zurück. Diese Schaltungen werden hauptsächlich für Telefonschaltungen verwendet. Nachdem eine Verbindung hergestellt wurde, wird das Modem über DTR mit der Leitung verbunden. Diese Verbindung bleibt bestehen, bis das Terminal ausgeschaltet wird, wenn die DTR-Leitung unterbrochen wird. Das Modem erkennt dies und gibt die Telefonleitung frei.

Manchmal ist Pin 20 nicht DTR zugeordnet. Stattdessen wird ein anderes Signal mit dem Namen Connect Data Set To Line (CDSTL) verwendet. Dies ist praktisch dasselbe wie DTR, unterscheidet sich jedoch darin, dass DTR lediglich das Umschalten des Modems auf die Telefonleitung ermöglicht. CDSTL befiehlt dem Modem, trotz aller anderen Aktionen zu wechseln.

Weitere zwei Schaltkreise, Request To Send (RTS) und Clear To Send (CTS), werden ebenfalls verwendet. Dieses Schaltungspaar wird zusammen verwendet. Das Endgerät zeigt an, dass Daten gesendet werden müssen. Das Modem gibt dann das CTS-Signal zurück, um nach einer kurzen Verzögerung Entwarnung zu geben.

Diese Signalisierung wird insbesondere verwendet, wenn geschaltete Träger verwendet werden. Dies bedeutet, dass der Netzbetreiber nur dann in der Leitung anwesend ist, wenn Daten zu senden sind. Es findet seine Verwendung, wenn ein zentrales Modem mehrere andere an entfernten Standorten bedient.

Nebenzeilen

Es gibt zwei Arten von Leitungen, die in der RS-232-Spezifikation angegeben sind. Es gibt die primären Kanäle, die normalerweise verwendet werden und mit normalen oder höheren Datenraten arbeiten. Es ist jedoch auch ein sekundärer Kanal zum Bereitstellen von Steuerinformationen vorgesehen. Wenn es verwendet wird, sendet es normalerweise Daten mit einer viel langsameren Rate als der primäre Kanal.

Da die Sekundärleitungen selten verwendet oder sogar an Geräten implementiert werden, verwenden Hersteller diese Verbindungsstifte häufig für andere Zwecke. In Anbetracht dessen sollte überprüft werden, ob die Leitungen nicht für andere Zwecke verwendet werden, bevor sie in Betracht gezogen werden. Wenn das Sekundärsystem verwendet wird, arbeiten die Handshake-Signale auf die gleiche Weise wie für den Primärkreis.

Erdung

Die Erdungsanschlüsse sind ebenfalls wichtig. Es gibt zwei. Zunächst stellt die Schutzerde sicher, dass beide Geräte auf dem gleichen Erdpotential liegen. Dies ist sehr nützlich, wenn die Möglichkeit besteht, dass eines der Geräte nicht geerdet ist. Die Signalmasse wird als Rückleitung für die digitalen Signale verwendet, die sich entlang der Datenverbindung bewegen. Es ist wichtig, dass große Ströme, die nicht Teil der Signalisierung sind, nicht entlang dieser Linie fließen, da sonst Datenfehler auftreten können.

RS232 / V24 wird in einigen Bereichen immer noch verwendet, wurde jedoch durch schnellere und bequemere Formen der Datenkommunikation wie Ethernet, USB und viele mehr in den Schatten gestellt. Trotzdem wird seine Verwendung in einigen Anwendungen beibehalten.

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