산업 및 상업용 제품에서 사용되는 가장 오래되었지만 널리 사용되는 통신 프로토콜 중 하나는 RS232 통신 프로토콜 입니다. RS232라는 용어는 "Recommended Standard 232"를 의미하며 일반적으로 중간 거리에서 데이터를 전송하는 데 사용되는 직렬 통신 유형입니다. 1960 년대에 소개되었으며 컴퓨터 프린터, 공장 자동화 장치 등과 같은 많은 응용 프로그램에 적용되었습니다. 오늘날에는 RS485, SPI, I2C, CAN 등과 같은 최신 통신 프로토콜이 많이 있습니다. 관심이있는 경우 확인할 수 있습니다.. 이 기사에서는 RS232 프로토콜 의 기본 사항 과 작동 방식을 이해합니다.
직렬 통신이란 무엇입니까?
통신에서 컴퓨터 버스를 통해 순차적으로 데이터를 전송하는 프로세스를 직렬 통신 이라고 하는데, 이는 데이터가 비트 단위로 전송된다는 것을 의미합니다. 병렬 통신 중에 데이터는 한 번에 여러 데이터 라인 또는 버스에서 바이트 (8 비트) 또는 문자로 전송됩니다. 직렬 통신은 병렬 통신보다 느리지 만 비용이 저렴하고 실용적인 이유로 긴 데이터 전송에 사용됩니다.
이해해야 할 예:
직렬 통신 – 총알이 하나씩 목표물에 도달하는 기관총을 사용하여 목표물을 쏘고 있습니다.
병렬 통신 -많은 수의 총알이 동시에 도달하는 샷건을 사용하여 표적을 쏘고 있습니다.
직렬 통신에서 데이터 전송 모드:
- 비동기 데이터 전송 – 데이터 비트가 클럭 펄스에 의해 동기화되지 않는 모드입니다. 클록 펄스는 전자 시스템에서 작동 동기화에 사용되는 신호입니다.
- 동기 데이터 전송 – 데이터 비트가 클럭 펄스에 의해 동기화되는 모드입니다.
직렬 통신의 특성:
- 전송 속도 는 전송 속도 를 측정하는 데 사용됩니다. 1 초에 통과하는 비트 수로 설명됩니다 . 예를 들어, 전송 속도가 200이면 초당 200 비트가 전달됩니다. 전화선에서 전송 속도는 14400, 28800 및 33600입니다.
- Stop Bit 는 "T"로 표시되는 전송을 중지하기 위해 단일 패킷에 사용됩니다. 몇 가지 일반적인 값은 1, 1.5 및 2 비트 입니다.
- 패리티 비트 는 오류를 확인하는 가장 간단한 형태입니다. 네 종류, 즉 홀수, 표시 및 간격이 있습니다. 예를 들어, 011이 숫자이면 패리티 비트 = 0, 즉 짝수 패리티와 패리티 = 1, 즉 홀수 패리티입니다.
RS232는 무엇입니까?
RS232C“Recommended Standard 232C” 는 Standard 25 핀의 최신 버전 인 반면 RS232D 는 22 핀입니다. 9 핀으로 된 새로운 PC의 male D-type에서.
RS232는 직렬 통신에 사용되는 표준 프로토콜이며 컴퓨터와 주변 장치를 연결하여 직렬 데이터를 교환하는 데 사용됩니다. 장치 간 데이터 교환에 사용되는 경로에 대한 전압을 얻습니다. 1.492kbps의 속도로 최대 50 피트의 직렬 통신에 사용됩니다. EIA가 정의한대로 RS232는 데이터 전송 장비 (DTE) 와 데이터 통신 장비 (DCE) 를 연결하는 데 사용됩니다.
프린터와 컴퓨터 간의 데이터 전송을 위해 RS232와 연결하여 사용되는 UART (Universal Asynchronous Data Receiver & Transmitter). 마이크로 컨트롤러는 이러한 종류의 전압 레벨을 처리 할 수 없으며 커넥터는 RS232 신호 사이에 연결됩니다. 이 커넥터는 직렬 포트로 DB-9 커넥터 로 알려져 있으며 두 가지 유형의 수 커넥터 (DTE) 및 암 커넥터 (DCE)입니다.
전기적 사양
아래에 주어진 RS232의 전기 사양에 대해 논의하겠습니다.
- 전압 레벨: RS232는 접지 및 5V 레벨로도 사용됩니다. 바이너리 0은 최대 + 5V ~ + 15Vdc의 전압에서 작동합니다. 'ON'또는 간격 (고전압 레벨)이라고하는 반면 바이너리 1은 최대 -5V ~ -15Vdc의 전압에서 작동합니다. 이를 'OFF'또는 마킹 (저전압 레벨)이라고합니다.
- 수신 신호 전압 레벨: Binary 0은 최대 + 3V ~ +13 Vdc의 수신 신호 전압에서 작동하고 Binary 1은 최대 -3V ~ -13 Vdc의 전압에서 작동합니다.
- 라인 임피던스: 전선의 임피던스는 최대 3 옴 ~ 7 옴이며 최대 케이블 길이는 15 미터이지만 단위 길이 당 커패시턴스 측면에서 새로운 최대 길이입니다.
- 작동 전압: 작동 전압은 최대 250v AC입니다.
- 전류 등급: 전류 등급은 최대 3A입니다.
- 유전체 내전압: 최소 1000VAC
- 슬 루율: 신호 레벨의 변화율을 슬 루율이라고합니다. 슬 루율은 최대 30V / 마이크로 초이고 최대 비트율은 20kbps입니다.
RS232는 어떻게 작동합니까?
RS232는 데이터를 서로 교환하는 양방향 통신에서 작동합니다. TXD, RXD, RTS & CTS와 같은 핀이있는 (DTE) Data Transmission Equipment & (DCE) Data Communication Equipment의 두 장치가 서로 연결되어 있습니다. 이제 DTE 소스에서 RTS 는 데이터 전송 요청을 생성합니다. 그리고 나서 다른 쪽에서 DCE 상기 CTS, 데이터를 수신하기위한 경로를 클리어한다. 경로를 지운 후 DTE 소스의 RTS 에 신호를 보내 신호를 보냅니다. 그런 다음 비트는 DTE 에서 DCE 로 전송됩니다. 이제 다시 DCE에서 소스의 요청에 의해 발생 될 수 RTS 및 CTS 의 DTE의 소스가 데이터를 수신하기위한 경로를 클리어하고 데이터를 전송하는 신호를 제공한다. 이것은 데이터 전송이 이루어지는 전체 프로세스입니다.
TXD |
송신기 |
RXD |
리시버 |
RTS |
보내기 요청 |
CTS |
보내기 |
GND |
바닥 |
예: 로직 1, 즉 -12V로 설정된 신호. 데이터 전송은 다음 비트에서 시작되며이를 알리기 위해 DTE는 시작 비트를 DCE로 보냅니다. 시작 비트는 항상 '0'입니다. 즉, + 12V이고 다음 5 ~ 9 개 문자는 데이터 비트입니다. 패리티 비트를 사용하면 8 비트 데이터를 전송할 수 있지만 패리티를 사용하지 않으면 9 비트가 전송됩니다. 정지 비트는 데이터 전송 후 값이 1, 1.5 또는 2 비트 인 송신기에 의해 전송됩니다.
기계적 사양
기계적 사양의 경우 DB-25 와 DB-9의 두 가지 유형의 커넥터에 대해 연구해야합니다. DB-25에는 많은 애플리케이션에 사용되는 25 개의 핀이 있지만 일부 애플리케이션은 전체 25 핀을 사용하지 않았습니다. 따라서 9 핀 커넥터는 장치 및 장비의 편의를 위해 만들어졌습니다.
이제 마이크로 컨트롤러와 커넥터 간의 연결에 사용되는 DB-9 핀 커넥터에 대해 설명합니다. 수 커넥터 (DTE) 와 암 커넥터 (DCE) 의 두 가지 유형이 있습니다. 윗줄에 5 개의 핀이 있고 아랫 줄에 4 개의 핀이 있습니다. DE-9 또는 D 형 커넥터 라고도 합니다.
DB-9 커넥터의 핀 구조:
핀 설명 DB-9 커넥터:
PIN 번호 |
핀 이름 |
핀 설명 |
1 |
CD (캐리어 감지) |
DCE에서 들어오는 신호 |
2 |
RD (데이터 수신) |
DTE에서 들어오는 데이터를받습니다. |
삼 |
TD (데이터 전송) |
나가는 데이터를 DCE로 보내기 |
4 |
DTR (데이터 터미널 준비) |
발신 핸드 쉐이킹 신호 |
5 |
GND (신호 접지) |
공통 기준 전압 |
6 |
DSR (데이터 세트 준비) |
수신 핸드 쉐이킹 신호 |
7 |
RTS (전송 요청) |
흐름 제어를위한 나가는 신호 |
8 |
CTS (Clear to Send) |
흐름 제어를위한 수신 신호 |
9 |
RI (링 표시기) |
DCE에서 들어오는 신호 |
핸드 셰이 킹이란 무엇입니까?
핸드 셰이 킹은 DTE에서 DCE로 신호를 전송하여 데이터를 실제 전송하기 전에 연결하는 데 사용되는 프로세스입니다. 송신기와 수신기 사이의 메시징은 핸드 셰이 킹으로 수행 할 수 있습니다.
다음과 같은 3 가지 유형의 핸드 쉐이킹 프로세스 가 있습니다.
핸드 셰이 킹 없음:
핸드 셰이 킹이 없으면 DTE가 다음 데이터를 전송하는 동안 DCE는 이미 수신 된 데이터를 읽습니다. 수신기의 버퍼로 알려진 메모리 위치에 저장된 모든 수신 데이터. 이 버퍼는 하나의 비트 만 저장할 수 있으므로 수신자는 다음 비트가 도착하기 전에 메모리 버퍼를 읽어야합니다. 수신기가 버퍼에 저장된 비트를 읽을 수없고 다음 비트가 도착하면 저장된 비트가 손실됩니다.
아래 다이어그램에서 볼 수 있듯이 수신기는 5 번째 비트에 도달 할 때까지 4 번째 비트 를 읽을 수 없었 으며이 결과 4 번째 비트를 5 번째 비트로 덮어 쓰고 4 번째 비트는 손실됩니다.
하드웨어 핸드 셰이 킹:
- 특정 직렬 포트, 즉 RTS 및 CTS를 사용하여 데이터 흐름을 제어합니다.
- 이 과정에서 송신기는 수신기에게 데이터를 수신 할 준비가되었음을 요청하고 수신기는 버퍼가 비어 있는지 확인하고 비어있는 경우 송신기에 데이터 수신 준비가되었음을 알리는 신호를 보냅니다.
- 수신기는 이미 수신 된 데이터를 읽을 수없는 동안 데이터를 보내지 않도록 송신기에 신호를 보냅니다.
- 작업 과정은 위에서 설명한 핸드 셰이 킹과 동일합니다.
소프트웨어 핸드 셰이 킹:
- 이 과정에서 X-ON과 X-OFF의 두 가지 형태가 있습니다. 여기서 'X'는 송신기입니다.
- X-ON은 데이터 전송을 재개하는 부분입니다.
- X-OFF는 데이터 전송을 일시 중지하는 부분입니다.
- 데이터 흐름을 제어하고 전송 중 손실을 방지하는 데 사용됩니다.
RS232 통신의 응용
- RS232 직렬 통신은 마우스, 프린터, 모뎀 등과 같은 주변 장치를 연결하기 위해 구세대 PC에서 사용됩니다.
- 요즘 RS232는 고급 USB로 대체됩니다.
- 훨씬 저렴하기 때문에 PLC 기계, CNC 기계 및 서보 컨트롤러에도 사용됩니다.
- 일부 마이크로 컨트롤러 보드, 영수증 프린터, POS (Point of Sale System) 등에서 여전히 사용됩니다.