RS-232C, RS-422A en RS-485 zijn communicatiestandaarden van de EIA (Electronic Industries Association). Van de seriële communicatie-interface standaarden wordt RS-232C veel gebruikt in verschillende toepassingen en zelfs als standaard uitrusting op computers. Gebruikt om verbinding te maken met seriële servers of DTU-apparaten. Meestal bevatten sensoren en actuatoren ook deze interfaces, waarvan er veel kunnen worden bestuurd via seriële communicatie.
De belangrijkste standaarden voor seriële communicatie-interfaces die veel gebruikt worden
RS232
RS422
RS485
RS232
RS232 staat voor Recommended Standard Number 232, Universele Interface voor TIA/EIA-232-F. RS232 is als interface al vele jaren de standaard voor het verbinden van datacircuit terminal apparatuur (DCE) met data terminal apparatuur (DTE). Er zijn diverse vormen van RS232 interfaces op de markt. Echter, vanwege hun verschillende ontwerpen en configuraties kunnen ze eenvoudig worden omgezet in andere vormen. Voorbeelden van deze interface zijn RS 232'C', RS 232'D', RS 232 V.10, RS 232 V.28.
RS232 is te vinden op bijna elke personal computer. zoals de afbeelding laat zien:
RS232 is een complete standaard die niet alleen elektrische kenmerken omvat, maar ook fysieke en mechanische kenmerken. Zoals het aansluiten van hardware, pinnen en signaalnamen. Als point-to-point interface is RS232 in staat om de juiste afstanden aan te houden bij snelheden tot 20Kbps. Hoewel niet specifiek vermeld in de specificatie zijn snelheden groter dan 115,2Kbps mogelijk zolang de verbinding kort is en de juiste aarding wordt gebruikt. Kabellengtes zijn meestal 30 voet, met kabellengtes van meer dan 200 voet mogelijk bij gebruik van een kabel met lage capaciteit.
De RS232 bus is een ongebalanceerde bus die full-duplex communicatie mogelijk maakt tussen twee ontvanger/zender paren die data terminal apparatuur (DTE) en data communicatie apparatuur (DCE) worden genoemd. Elke ontvanger heeft een zendsignaal dat is verbonden met het ontvangstsignaal aan de andere kant. Daarom is er een steekverschil tussen de twee kanten. Meestal is de personal computer DTE en het aangesloten randapparaat DCE.
Elke zender verstuurt gegevens door de spanning op de lijn te veranderen. Spanningen boven 3V zijn binaire nullen, terwijl spanningen onder -3V binaire nullen zijn. Tussen deze spanningen is de waarde ongedefinieerd. Om logische niveaus (0 en 5V) om te zetten naar deze niveaus en terug, kun je een RS-232 conversie IC gebruiken zoals de 1488, 1489 of de alomtegenwoordige MAX232.
Typische RS232 communicatie bestaat uit startbits, databits, pariteitsbits (indien aanwezig) en stopbits. Bij communicatie met een PC is het gebruikelijke formaat 8 databits, geen pariteit en 1 stopbit (8N1). Zeven databits, even pariteit en één stopbit (7E1) zijn ook gebruikelijk. Zoals in de afbeelding te zien is, is het startbit meestal nul, terwijl het stopbit meestal 1 is. De officiële specificatie beschrijft geen enkel communicatieprotocol, inclusief het gebruik van start/stop-bits.
RS422
RS422 is TIA/EIA-422-B, RS485 is TIA/EIA-485-A, beide zijn gebalanceerde twisted pair interfaces, met snelheden tot 10Mbps en afstanden tot 1,2 kilometer. Als differentiële bussen gebruikt elke bus 1,5 V tot 6 V signalen om gegevens te verzenden. (Opmerking: Met een differentiële, gebalanceerde bus is de ongevoeligheid voor ruis beter in vergelijking met een vergelijkbare ongebalanceerde bus met één uiteinde zoals RS232).
De RS422 standaard werd geïntroduceerd om de tekortkomingen van RS-232C aan te pakken. Deze nadelen omvatten lage snelheden en transmissie over korte afstanden. Kloktiming en het doel ervan zijn gedefinieerd in deze standaard. Voorbeelden van deze standaard zijn de D Sub 9-pins en D Sub 25-pins connectoren.
De RS422 interface is een multipoint interface die eenrichtingscommunicatie mogelijk maakt van een zender naar meerdere ontvangers over een paar draden, tot 10 unit loads (UL). Als het apparaat dat de gegevens ontvangt wil communiceren met de zender, moet de ontwerper een aparte speciale bus gebruiken tussen elke ontvanger en zender. (Het gebruik van deze retourbus maakt full-duplex transmissie mogelijk.) Daarom wordt RS422 zelden gebruikt tussen meer dan twee knooppunten.
RS485
De RS485 interface is bidirectionele communicatie over een paar draden tussen verschillende transceivers. De specificatie stelt dat de bus maximaal 32 UL transceivers kan bevatten. Veel fabrikanten produceren fractionele UL transceivers, waardoor het maximale aantal apparaten oploopt tot meer dan 100.
De RS485 standaard werd geïntroduceerd om de tekortkomingen van RS422 aan te pakken. De tekortkoming van RS422 is dat het drivercircuit niet kan worden uitgeschakeld. RS485 gebruikt drie statuslogica om elke zender afzonderlijk uit te schakelen.
RS422 en RS485 interfaces gebruiken over het algemeen hetzelfde startbit/data/stopbit formaat als RS232. In feite bestaan er diverse converters die van RS-232 naar RS-485 kunnen gaan en weer terug. Maar vergeet niet dat RS232 een full-duplex interface is, terwijl RS485 half-duplex is.
Sommige fabrikanten van microcontrollers bieden ingebouwde UART's met speciale RS485-functionaliteit.
Voordelen van seriële communicatie ten opzichte van parallelle communicatie
Mythe: Seriële poorten/ bussen zijn langzamer dan parallelle poorten/ bussen omdat er maar een klein stukje gegevens worden overgedragen per tijdseenheid. Zelfs de kloksnelheid van de seriële poort/bus kan sneller zijn dan de kloksnelheid van de parallelle poort/bus en hogere dataflowsnelheden mogelijk maken. Factoren die seriële communicatie beter maken dan parallelle communicatie zijn:
Geen klok vereist: Als niet-geklokte en asynchrone seriële communicatie wordt gebruikt, is er geen probleem van klokvertraging tussen kanalen/kanalen.
Minder ruimte nodig: Seriële communicatieconfiguraties hebben minder ruimte nodig omdat er minder kabels nodig zijn in een seriële verbinding. De beschikbaarheid van deze extra ruimte zorgt voor een goede isolatie tussen de datakanalen en aangrenzende communicatiecomponenten.
Geen overspraak: Er zijn weinig geleiders in de nabije ruimte. Daarom is er weinig kans op overspraak.
Lage kosten: Seriële links zijn goedkoper dan parallelle links.
Trefwoorden: 4gdtu