Pinagem e uso do RS-232 DB9

Olga Weis Jun 23, 2020

Índice:

Visão geral do RS-232 DB9
Pacote de dados RS232 padrão
Exemplo de como a porta serial RS232 funciona
Parâmetros de dados seriais RS232 e formatos de pacotes

Visão geral do RS-232 DB9

O RS232C DE-9, geralmente chamado erroneamente de porta DB-9, era o padrão do setor para transmissão de dados seriais. Uma porta serial RS-232 era um recurso padrão dos computadores pessoais, pois era a maneira preferida de conectar modems, teclados, mouses, armazenamento externo e muitos outros dispositivos periféricos.

O fundo da porta serial de 9 pinos

Introduzido pela primeira vez nos anos 60, o RS-232 é um protocolo que define como os dados são transferidos, pouco a pouco, de um Data Terminal Equipment (DTE) como um terminal de computador, para o Data Communication Equipment (DCE) como um modem.

RS-232 é o padrão comum usado em portas seriais. Ele define as propriedades elétricas e o tempo dos sinais, bem como a interpretação dos sinais, e o tamanho físico e a configuração de pinagem de um conector.

Os computadores modernos raramente têm portas RS-232. Universal Serial Bus (USB) substituiu a interface RS-232 tradicional. O RS-232 tem muitas deficiências quando comparado a tecnologias posteriores, como o RS-422, RS-485 e até mesmo Ethernet. Essas deficiências incluem baixa velocidade de transmissão, comprimento limitado do cabo, flutuações substanciais de tensão e recursos limitados de multiponto.

No entanto, é possível usar um conversor externo USB-para-RS-232 ou uma placa de expansão interna com uma ou mais portas seriais para conectar um dispositivo periférico serial RS-233 ao computador. Muitas placas-mãe também possuem um cabeçalho de porta COM, o que possibilita a instalação de um suporte com uma porta DE-9.

Porta USB para RS232 Interface serial de 9 pinos DB9 Adapter Converter Converter

Apesar das deficiências e dos avanços tecnológicos, as interfaces RS-232 ainda são muito utilizadas em grandes máquinas industriais, equipamentos de rede e instrumentos científicos onde, ponto a ponto, conexões de dados com fio de baixa velocidade são suficientes.

Uma interface de porta serial do PC é de extremidade única. Isso significa que você pode conectar apenas dois dispositivos usando um cabo serial RS232. Os dados transferidos entre esses dois dispositivos são transferidos a uma taxa inferior a 20 kbps.

O RS232 permite comunicação full-duplex - isso significa que os dois dispositivos podem interagir simultaneamente entre si. Um terreno comum entre o computador e o dispositivo serial conectado é obrigatório. Isso é representado pelos níveis de tensão definidos pelo protocolo RS232.

A comunicação full-duplex executa o melhor modo de transmissão

Com o RS232, a conexão a quente ou a troca a quente não é suportada, embora às vezes seja possível conectar um dispositivo serial e ele funcione enquanto o computador estiver em execução. Com a tecnologia atual, apenas um conector de 9 pinos está em uso na maioria dos computadores pessoais.

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Pacote de dados RS232 padrão

Uma transmissão RS232 começa com um bit de início. Um bit de início notifica o computador receptor da transmissão recebida. Os pacotes de dados consistem em palavras de 7 ou 8 bits. O bit inicial é geralmente um bit de baixa tensão, entre + 3v e + 15v. Os bits de dados seguem o bit inicial em uma base LSB (bit menos significativo) - este é o bit com o menor valor numérico. Um bit de paridade geralmente segue os dados e, em seguida, a transmissão termina com um bit de parada.

Um exemplo de como a porta serial RS232 funciona com a ajuda do mouse serial

Um mouse serial inclui sensores, controlador de mouse, link de comunicação, interface de dados, driver e software. O movimento do mouse e os cliques do botão são detectados pelos sensores. O controlador do mouse toma nota da posição atual do mouse e do estado dos vários sensores.

Quando essas informações são alteradas, um pacote de dados é transmitido pelo controlador do mouse ao controlador da interface de dados seriais do computador. É o driver do mouse instalado no computador que recebe o pacote de dados e o decodifica e, em seguida, executa a ação apropriada com base nas instruções recebidas.

Níveis de tensão do mouse serial PC RS232:

Um mouse padrão espera um sinal de saída RS-232C com um nível aproximado de 12V como seu sinal de entrada. A porta RS-232C terá várias linhas de saída das quais o mouse pode receber corrente (cerca de 10 mA). O mouse envia dados para o chip receptor do computador. Os dados enviados devem estar em um nível que possa ser entendido pelo chip receptor. As saídas médias do mouse variam entre + 5V, -.5V e + 12V. Em média, um mouse usa cerca de +5 volts para executar.

Implementação de hardware de dispositivo serial

Um mouse serial utiliza as linhas DTR (Data Terminal Ready) e RTS (Request to send) para gerar aproximadamente 5V de energia para seu circuito de microcontrolador. Um mouse optomecânico (aquele que utiliza sensores ópticos) com LEDs exigirá energia para acender esses LEDs.

Os diodos são frequentemente usados para receber corrente das linhas DTR e RTS - interceptando os diodos e o resistor. O suprimento negativo para o transmissor é retirado do pino TD. O pino TD é o pino que transporta os dados do DTE para o DCE.

Um mouse serial padrão leva 10 mA de corrente total operando em uma faixa de tensão entre 6 e 15 volts. Os dados são enviados usando o formato serial assíncrono padrão RS-232C:

Uma explicação da pinagem serial do mouse RS-232

Quando o link DTR é alternado, o mouse deve se identificar enviando um byte de dados contendo a letra M (ASCII 77). Para que o mouse funcione corretamente, as linhas RTS e DTR devem ser positivas.

Verifique se as linhas DTR-DSR e RTS-CTS não estão em curto. Para implementar a alternância RTS, defina a linha RTS como negativa e depois positiva novamente. A largura do pulso negativo é de pelo menos 100 ms.

Esta é uma inicialização a frio, após a qual a linha RTS será definida como negativa. Definir a linha do RTS para um nível positivo é considerado uma alternância do RTS. Aqui está o layout e a função dos 9 pinos:

PIN	Sinal	Descrição
Concha	Terra de proteção
3	TD	Dados seriais do host para o mouse (apenas para energia)
2	RD	Dados seriais do mouse para o host
7	RTS(Solicitação de envio)	Tensão positiva para o mouse
8	CTS(Limpar para enviar)
6	DSR (Conjunto de dados pronto)
5	Campo de sinal
4	DTR (Pronto para terminal de dados)	Tensão positiva para o mouse e redefinição/detecção

Parâmetros de dados seriais RS232 e formatos de pacotes

Os parâmetros de dados seriais são 1200bps, 7 bancos de dados, 1 bit de parada.

Um pacote de dados consiste em 3 bytes. Toda vez que o estado do mouse muda, o mouse envia esse pacote para o computador.

Visão geral dos parâmetros do pacote de dados

Nota: X indica um 0 quando o mouse recebeu 7 formatos de dados e 2 bits de parada. Também são possíveis 8 bancos de dados e 1 bit de parada. Quando isso acontece, X é então 1.
A opção mais segura é usar um formato de 7 bancos de dados e 1 stopbit quando o mouse estiver recebendo informações. Para enviar informações, use o formato de 7 bancos de dados e 2 bits de parada.

A mordida marcada com 1 é enviada primeiro (valor numérico mais baixo) e depois as outras. Se a transmissão de dados ficar fora de sincronia, o bit D6 é o primeiro byte para sincronizar o software com os pacotes do mouse.

LB representa o botão esquerdo do mouse em que 1 indica que ele foi pressionado.

RB é o botão certo.

X7 - X0 descreve o movimento na direção X desde a última transmissão de pacote de dados (byte assinado)

Y7 - Y0 é movimento na direção Y desde a última transmissão de pacote de dados (byte assinado)