Table des matières:
- Qu'est-ce que le protocole de communication série RS232?
- Spécifications principales pour RS-232
- Connecteurs RS-232
- Signaux RS-232
- Spécifications des câbles RS-232
- Diagramme de flux de données RS-232
- Relation entre RS232 et d'autres normes
Qu'est-ce que le protocole de communication série RS232?
RS-232 est une norme qui a été introduite au début des années 60 pour la transmission de données en série et qui est encore largement utilisée, principalement parce qu'elle est polyvalente, facile à utiliser et à entretenir, accessible et largement prise en charge. Il définit non seulement les caractéristiques du signal électrique, telles que la vitesse de transmission du signal, les niveaux de tension, la longueur du câble, la synchronisation et le comportement en court-circuit, mais bien d'autres choses également, y compris les caractéristiques mécaniques, les connecteurs et les brochages de l'interface.
Selon la norme RS-232, toutes les données sont transmises dans une série temporelle de bits. Pour PC, la configuration la plus courante est la liaison asynchrone envoyant des paquets 7 bits ou 8 bits. Cependant, cette norme prend également en charge la transmission synchrone.
Avec tous ses avantages, le RS-232 présente de sérieuses limitations en termes de performances de portée et de débit de données. Son champ d’application principal est donc le matériel industriel, les réseaux et les équipements de laboratoire.
Spécifications principales pour RS-232
Mode de fonctionnement: asymétrique
Max. longueur de câble: 15,24 mètres (50 ft)
Max. débit de données: 20 kbps
Max. tension de sortie du pilote: +/-25V
Max. vitesse de balayage: 30V/uS
Max. courant du pilote à l'état High Z: +/-6mA @ +/-2v (éteindre)
Impédance de charge du pilote: 3000-7000 Ohms
Niveau du signal de sortie du pilote: +/- 5V à +/- 15V (chargé) ou +/- 25V (déchargé)
Résistance d'entrée du récepteur: 3000-7000 Ohms
Plage de tension d'entrée du récepteur: +/-15V
Sensibilité d'entrée du récepteur: +/-3V
Nombre total de conducteurs et de récepteurs sur une seule ligne: 1 pilote et 1 récepteur
Limitations de la norme RS232
Quels sont les problèmes connus avec le port série RS-232? L'utilisation du port COM standard comporte un certain nombre de limitations auxquelles vous devez faire face. Voici les limites évidentes de la norme:
- L'augmentation de la consommation d'énergie due à une grande variation de tension est une énorme complication pour la conception de l'alimentation électrique.
- De nombreux appareils n'utilisent pas les lignes de prise de contact pour le contrôle de flux, ce qui rend le RS-232 peu fiable.
- Bien que le problème de la connexion multipoint ait été résolu avec des alternatives plus fiables, il ne compense toujours pas la compatibilité et les limitations de vitesse du port RS232.
- La nécessité d'un modem nul ou d'un câble croisé lors de la connexion d'un périphérique à un ordinateur.
- Le RS-232 ne résout pas le problème posé par la signalisation asymétrique.
Connecteurs RS-232
Un appareil RS-232 est soit un Équipement de terminaison de circuit (DCE) ou comme un Équipement de terminal de données (DTE) en fonction des fils utilisés pour envoyer et recevoir chaque signal.
Conformément à la norme RS-232, DCE est destiné aux connecteurs femelles et DTE aux connecteurs mâles. Cependant, il existe des appareils avec toutes sortes de combinaisons de définitions de sexe/broche de connecteur. Par exemple, un terminal qui a des connecteurs femelles intégrés à venir avec un câble qui a un connecteur mâle à chaque extrémité répond entièrement à la norme RS-232.
Jusqu'à la révision C, la norme recommande l'utilisation d'un connecteur D-subminiature à 25 broches, bien que ce soit obligatoire à partir de la révision D. En effet, la grande majorité des appareils n’ont pas vraiment besoin de tous ces 20 signaux standard, et les connexions RS-232 à 9 broches sont beaucoup moins chères et prennent très peu de place. Plus compact et moins cher. Ce connecteur RS-232 à 9 broches est largement utilisé pour les ordinateurs personnels et les gadgets similaires.
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Connecteurs DB25
Il convient de noter que tous les connecteurs D-sub à 25 broches ne disposent pas d'une interface compatible RS-232-C. Certains fabricants de PC optent pour des signaux et des tensions non standard sur certaines broches de leur brochage de port COM PC. Sur l'IBM PC d'origine, par exemple, le connecteur D-sub femelle a été utilisé pour le port d'imprimante Centronics parallèle.
Brochage série 25 broches:
Épingle 1: GND − Terre du bouclier.
Épingle 2: TxD → Données transmises. Transporte les données du terminal de données vers l'ensemble de données.
Épingle 3: RxD ← Données reçues. Transporte les données de l'ensemble de données vers le terminal de données.
Épingle 4: RTS → Demande d'envoi. Le terminal de données signale à l'ensemble de données de se préparer à la transmission des données.
Épingle 5: CTS ← Effacer pour envoyer. Data Set to signale au terminal de données qu'il est prêt à recevoir des données.
Épingle 6: DSR ← Ensemble de données prêt. DCE est prêt à recevoir et envoyer des données.
Épingle 7: GND − Terre du système. Référence de tension nulle.
Épingle 8: CD ← Détection de porteuse. Le jeu de données signale au terminal de données le support détecté d'un autre appareil.
Épingle 9: Réservé
Épingle 10: Réservé
Épingle 11: STF → Sélectionnez le canal de transmission.
Épingle 12: S.CD ← Détection de porteuse secondaire.
Épingle 13: S.CTS ← Effacer secondaire pour envoyer.
Épingle 14: S.TXD → Données de transmission secondaires.
Épingle 15: TCK ← Synchronisation des éléments du signal de transmission.
Épingle 16: S.RXD ← Recevoir des données secondaires.
Épingle 17: RCK ← Synchronisation des éléments de signal du récepteur.
Épingle 18: LL → Contrôle de boucle locale.
Épingle 19: S.RTS → Demande secondaire à envoyer
Épingle 20: DTR → Contrôle de boucle à distance.
Épingle 22: RI ← Indicateur de sonnerie. Le jeu de données signale au terminal de données une condition de sonnerie détectée.
Épingle 23: DSR → Sélecteur de débit du signal de données.
Épingle 24: XCK → Transmettre la synchronisation des éléments de signal.
Épingle 25: TI ← Indicateur de test.
Pendant la communication asynchrone, RTS et CTS sont activés tout au long de la session. Pourtant, si l'ETTD est connecté à une ligne multipoint, les données sont transmises par une station à la fois (en raison du partage de paires de téléphones de retour), la seule utilisation de RTS est donc d'activer et de désactiver la porteuse du modem. Une station déclenche RTS lorsqu'elle est prête à émettre. Le modem allume sa porteuse, attend sa stabilisation (normalement cela prend quelques millisecondes) et lève le CTS. Pendant que CTS est activé, DTE transmet. Une fois la transmission terminée, la station abandonne RTS, puis le modem abandonne à la fois CTS et la porteuse.
Tous les signaux d'horloge sur les broches 15, 17 et 24 du câble série du brochage du port COM sont uniquement destinés aux communications synchrones. L'horloge est extraite du flux de données par DSU ou les extraits de modem ou de DSU et envoyée à l'ETTD pour fournir un signal d'horloge stable. Il est important de souligner que les signaux d'horloge reçus et transmis n'ont pas besoin d'être identiques et peuvent avoir des vitesses de transmission différentes.
Brochage RS-232 9 broches
Voici donc une version simplifiée du brochage de la connexion série utilisée sur les ordinateurs personnels: le brochage RS-232 9 broches.
Épingle 1: DCD ← Détection du support de données
Épingle 2: RxD ← Recevoir des données
Épingle 3: TxD → Transmettre des données
Épingle 4: DTR → Terminal de données prêt
Épingle 5: 0V/COM − 0V ou mise à la terre du système
Épingle 6: DSR ← Ensemble de données prêt
Épingle 7: RTS → Demande d'envoi
Épingle 8: CTS ← Effacer pour envoyer
Épingle 9: RI ← Indicateur de sonnerie
Signaux RS-232
Niveaux de tension qui représentent les signaux des broches du port série RS232 par rapport à un système commun (alimentation/terre logique). Le niveau du signal de l'état actif (SPACE) est positif et le niveau du signal de l'état inactif (MARK) est négatif par rapport au commun. Un protocole de communication doit être spécifié par RS-232. De plus, RS-232 dispose de plusieurs lignes de liaison à utiliser avec les modems (dans la plupart des cas).
L'interface RS-232 suppose que l'ETTD et l'ETCD ont des bus électriques similaires avec des masses identiques. De toute évidence, cette hypothèse peut être complètement erronée en ce qui concerne les longues lignes entre l'ETTD et l'ETCD.
La tension maximale en circuit ouvert spécifiée par la norme RS232 est de 25 V, mais normalement les niveaux de signal 5 V, 10 V, 12 V et 15 V.
Selon la norme RS-232, toutes les données sont bipolaires. Pour la plupart des équipements, une condition ON ou 0 état (SPACE) est indiquée par une tension de +3 V à +12 V et une condition OFF ou à 1 état (MARK) est indiquée par une tension de -3 V à -12 V. Cependant, certains appareils ne reconnaissent aucun niveau négatif et 0 V suffit pour l'état OFF. Et parfois, des tensions plus petites peuvent être suffisantes pour atteindre l'état ON. Ainsi, il est possible de réduire considérablement la portée globale pour la transmission/réception RS-232.
La tension normale pour le signal de sortie est de +12 V à -12 V. De plus, il existe une «zone morte» dans une plage de +3 V à -3 V qui est destinée à l'adsorption du bruit de ligne. Dans d'autres brochages de port série similaires à RS-232, cette plage peut être différente (par exemple, la définition V.10 a une zone morte de +0,3 V à -0,3 V). Un grand nombre de récepteurs RS-232 peuvent facilement détecter des différentiels de 1 V, voire moins.
Spécifications des câbles RS-232
Il n'y a pas de limites de longueur de câble définies directement par la norme RS-232, de sorte que le principal facteur déterminant est la capacité maximale tolérée par un circuit de commande conforme. En règle générale, la longueur critique sera de 15 m (soit environ 300 m à condition que seuls des câbles à faible capacité aient été utilisés). Pour parler franchement, pour les longues distances, la norme RS-232 n’est pas la meilleure option pour le transfert de données longue distance à haut débit.
En gardant à l’esprit que tous les fabricants d’appareils ne maintiennent pas la norme en entier, il est recommandé d’étudier la documentation et d’utiliser une boîte de dérivation pour tester chaque nouvelle connexion. Dans certains cas, seule la méthode d'essai et d'erreur peut aider à trouver le bon câble pour connecter chaque paire d'appareils.
Conformément à la norme RS-232, un appareil DCE doit être connecté à un DTE via le câble dont les numéros de broches sont identiques dans chaque connecteur (appelé «câble droit»). Toute discordance de genre de câble / connecteur peut être facilement corrigée avec des changeurs de genre. De plus, les câbles avec un connecteur D-sub à 25 broches à une extrémité et un connecteur RS-232 à 9 broches à l'autre sont couramment utilisés. Tout équipement doté de connecteurs 8P8C est généralement fourni avec un câble doté d'un DB-9 ou d'un DB-25. Certains ont même des connecteurs interchangeables pour plus de flexibilité.
S'il n'est pas nécessaire d'exploiter le RS-232 à pleine capacité, vous pouvez utiliser une connexion minimale à 3 fils: émission, réception et mise à la terre. Pour un flux de données unidirectionnel, il existe une option 2 fils: données et masse. Et pour la transmission de données bidirectionnelle contrôlée par le matériel, la meilleure alternative est une version 5 fils, qui est identique à 3 fils mais avec les lignes RTS et CTS ajoutées.
Diagramme de flux de données RS-232
Selon la norme RS-232, les données peuvent être transmises dans de nombreuses variantes. Le plus courant, cependant, est l'envoi de paquets qui incluent un mot de 7 à 8 bits et des bits de début, d'arrêt et de parité. Comme vous pouvez le voir sur le schéma ci-dessous, vient d'abord le bit de départ (actif bas, +3 V à +15 V), puis les bits de données, suivi du bit de parité (si requis par le protocole), et enfin le bit d'arrêt (utilisé pour amener la logique haut, -3 V à -15 V).
Relation entre RS232 et d'autres normes
Les ports compatibles RS-232 peuvent ne pas nécessairement fonctionner avec plusieurs autres normes de signalisation série telles que RS-422, RS-423, RS-449, RS-422, 423, RS-485, etc. Pour les récepteurs GPS et les sondeurs utilisant un niveau TTL proche de la tension +5 et 0, le niveau de la marque se déplace vers une zone non définie de la norme. Vous aurez besoin d'un traducteur actuel pour utiliser la norme RS-232 dans un environnement comme celui-ci.
Comment ils se rapportent:
- RS-422 a une vitesse similaire à RS-232 mais diffère dans la signalisation
- La vitesse RS-423 est la même sans une signalisation équilibrée
- Rs-449 mis hors service
MIL-STD-188 est similaire à RS-232, mais a un excellent contrôle du temps de montée avec une meilleure impédance. Vous envisagez d'abandonner votre appareil RS-232? Pas si vite! Comme vous pouvez le voir, ce protocole série continue de défier toutes les affirmations selon lesquelles il a été complètement remplacé par USB. Bien que les systèmes de communication modernes nécessitent un système plus sophistiqué comme l'USB, nous allons continuer à utiliser les ports série standard.
Les applications tierces ont bien réussi à améliorer la façon dont nous travaillons avec le port série RS-232. Un exemple est le RS232 to Ethernet Connector développé par Electronic Team. Vous pouvez trouver des scénarios d'utilisation intéressants dans le Guide de l'utilisateur.
Questions fréquemment posées
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