"Serial port" - ketma-ket aloqa interfeysi uchun qisqartma. "Serial aloqa" ma'lumotlar ketma-ketlik bilan bitma-bit uzatiladigan aloqa usulini anglatadi. Umumiy ketma-ket portlarga RS{5}}232 va RS-485 kiradi. Seriyali aloqa ancha oldin ishlab chiqilgan bo'lsa-da, u bugungi kunda sanoatni avtomatlashtirish va boshqarish sohalarida keng qo'llaniladi. Ushbu maqolada biz RS-232 seriyali portini batafsil ko'rib chiqamiz. Ushbu maqola quyidagi mavzularni qamrab oladi:
1. RS232 tarixi
2. RS232 interfeysi
3. RS232 da elektr signallari
4. RS232 uchun -Darajani oʻzgartirish IC
5. RS232 da ma'lumotlarni uzatish
1. RS232 tarixi
RS232 1962 yilda Elektron Sanoat Assotsiatsiyasi (EIA) tomonidan nashr etilgan aloqa standartidir. Uning to'liq nomi: "DTE va DCE o'rtasidagi elektr va mexanik interfeyslar uchun standart". "DTE" "Ma'lumotlar terminali uskunalari" degan ma'noni anglatadi, masalan, kompyuter; "DCE" so'zi "Ma'lumotlar davri-to'xtatuvchi uskuna" degan ma'noni anglatadi. Shuningdek, u ba'zan modem kabi "Ma'lumotlar aloqasi uskunasi" deb ham yoziladi. "RS232" da "RS" "Tavsiya etilgan standart" degan ma'noni anglatadi. "232" - identifikator. Ilk RS{11}}232 standarti kompyuterlar, dasturlashtiriladigan telefonlar va modemlar oʻrtasida aloqa oʻrnatish uchun ishlab chiqilgan; bir necha tahrirlardan so'ng, u umumiy maqsadli ketma-ket aloqa standartiga aylandi. RS-232 ga o'zgartirishlar quyidagilardan iborat:
1969 yil C versiyasi (RS-232-C);
1986 yil D versiyasi (RS-232-D);
1991 yilda E (RS232-E) versiyasi;
1997 yilda F (RS232-F) versiyasi;
Hozirgi vaqtda sanoatni avtomatlashtirish sohasida RS232 asosan sensorli ekranlar, kartani o'quvchi, shtrix-kod skanerlari, printerlar va PLC kabi qurilmalar o'rtasidagi aloqa uchun ishlatiladi.
2. RS-232 interfeysi
F versiyasidan oldin RS-232 25 pinli ketma-ket interfeysdan foydalangan, u ikki xil: erkak va ayol. Quyidagi rasmda ko'rsatilganidek, erkak ulagich DTE qurilmalari uchun, ayol ulagich esa DCE qurilmalari uchun ishlatiladi.
Jismoniy birlik quyidagi rasmda ko'rsatilgan:
PIN ta'riflari uchun quyidagi jadvalga qarang:
:
| Raqam | Ism | Qisqartirish |
|---|---|---|
| 1 | Qalqon | |
| 2 | O'tkazilgan ma'lumotlar | TxD |
| 3 | Qabul qilingan ma'lumotlar | RxD |
| 4 | Yuborish uchun so'rov | RTS |
| 5 | Yuborish uchun tozalang | CTS |
| 6 | DCE Ree'lony/Ma’lumotlar to‘plami tayyor | DSR |
| 7 | Signal tuproq/umumiy qaytish | SG |
| 8 | Qabul qilingan chiziqli signal detektori | |
| 9 | Ma'lumotlar to'plamini sinovdan o'tkazish uchun ajratilgan | |
| 10 | Ma'lumotlar to'plamini sinovdan o'tkazish uchun ajratilgan | |
| 11 | Unasimzolangan | |
| 12 | Ikkilamchi qabul qilingan chiziqli signal detektori | |
| 13 | Yuborish uchun ikkinchi darajali tozalash | (S) CTS |
| 14 | Ikkilamchi uzatilgan ma'lumotlar | (S) TxD |
| 15 | Signal uzatish elementitiming | |
| 16 | Ikkilamchi qabul qilingan ma'lumotlar | (S) RxD |
| 17 | Qabul qiluvchi signal elementi vaqti (DCE) | |
| 18 | Mahalliy Loopback | |
| 19 | Yuborish uchun ikkinchi darajali so'rov | (S) RTS |
| 20 | DTE tayyor/Data terminali tayyor | DTR |
| 21 | Masofaviy orqaga qaytish/ Signal sifati detektori |
|
| 22 | Ring ko'rsatkichi | RI |
| 23 | Ma'lumot uzatish tezligini tanlash | |
| 24 | Signalni uzatish elementi vaqti (DTE) | |
| 25 | Sinov rejimi |
25 pinli ketma-ket portda juda ko'p pinlar mavjud, bu uni ishlatishni qiyinlashtiradi. RS232 seriyali portini soddalashtirish uchun F versiyasi 9 pinli ketma-ket portni belgilaydi, u quyidagi rasmda ko'rsatilganidek, erkak ulagichni (DTE uchun) va ayol ulagichni (DCE uchun) ham o'z ichiga oladi:
PIN ta'riflari uchun quyidagi jadvalga qarang:
| Raqam | Ism | Qisqartirish |
|---|---|---|
| 1 | Ma'lumot tashuvchini aniqlash | DCD |
| 2 | Qabul qilingan ma'lumotlar | RxD |
| 3 | O'tkazilgan ma'lumotlar | TxD |
| 4 | Ma'lumotlar terminali tayyor | DTR |
| 5 | Tuproq | GND |
| 6 | Maʼlumotlar toʻplami tayyor | DSR |
| 7 | Yuborish uchun so'rov | RTS |
| 8 | Yuborish uchun tozalang | CTS |
| 9 | Ring ko'rsatkichi | RI |
PLC DTE qurilmasi hisoblanadi va uning RS-232 seriyali porti erkak ulagichdir. Masalan, S7-1200 uchun CM1241 RS-232 seriyali moduli quyidagi rasmda ko'rsatilganidek, erkak seriyali portga ega:
DTE va DTC o'rtasidagi aloqa uchun quyidagi rasmda ko'rsatilganidek, to'g'ridan-to'g'ri ulanishdan foydalanish mumkin:
Ikki DTE (masalan, PLC va shtrix-kod skaneri) oʻrtasida aloqa oʻrnatish uchun oʻzaro{0}}ulanishdan foydalanish kerak. Quyidagi rasmda ko'rsatilganidek, barcha pinlar bir-biriga ulanishi mumkin:
Quyidagi rasmda ko'rsatilganidek, ikkala qurilmaning TxD va RxD pinlarini ulash va ularni erga ulash uchun faqat uchta simdan foydalangan holda minimal ulanish usulidan foydalanishingiz mumkin:
DTE ning DCE dan o'tmasdan to'g'ridan-to'g'ri DCE ga ulanadigan bunday ulanish turi "null modem" ulanishi deb ham ataladi va bu turdagi ulanish uchun ishlatiladigan kabel "null modem" kabeli yoki crossover kabel deb ataladi.
3. RS-232 elektr signallari
RS-232 uzatish va qabul qilish terminallaridagi elektr signallari umumiy yerga (GND) nisbatan kuchlanish signallaridir. +3V va +15V orasidagi kuchlanish farqi mantiqiy "0" ni ifodalaydi; -3V va -15V orasidagi kuchlanish farqi mantiqiy "1" ni ifodalaydi; va -3V va +3V oʻrtasidagi kuchlanish farqi aniqlanmagan. 3 V minimal aniqlanadigan kuchlanish signalidir. Amaliy qo'llanmalarda kuchlanish farqining mutlaq qiymati 5 V dan 15 V gacha bo'lishi kutiladi. Ya'ni ma'lumotlarni uzatishda transmitter drayveri mantiqiy "0" ni ifodalash uchun +5 V dan +15 V gacha bo'lgan musbat kuchlanish signalini chiqaradi, -5 V dan -15 V gacha bo'lgan salbiy kuchlanish signali esa mantiqiy "1" ni ifodalaydi. Ma'lumotni qabul qilishda 3 V dan yuqori har qanday elektr signal haqiqiy signal hisoblanadi.
4. RS-232 darajasidagi konvertatsiya IClari
Mikrokontroller pinlari TTL darajalarini chiqarganligi sababli ularni RS-232 darajalariga aylantirish uchun maxsus konversiya IC (masalan, TI MAX3232 yoki ST ning ST3232) talab qilinadi. Batafsil ma'lumot uchun, iltimos, mening oldingi maqolamga qarang: RS-232 va TTL darajalari o'rtasidagi farq nima? Ular qanday qilib aylantiriladi?
5. RS-232 ma'lumotlarni uzatish
Ma'lumotlarni uzatish bilan bog'liq birinchi tushuncha - uzatish tezligi. Ma'lumki, ketma-ket aloqa ma'lumotlarni bir vaqtning o'zida bir bit bilan uzatadi, uzatish birligi bit hisoblanadi. Shuning uchun uzatish tezligi vaqt birligi uchun uzatiladigan bitlar soni sifatida aniqlanadi. Xalqaro miqyosda qabul qilingan vaqt birligi soniya (lar) dir, shuning uchun uzatish tezligi birligi bit/s (b/s), shuningdek, bps (sekundiga bit) sifatida yoziladi.
Bod tezligining o'ziga xos diapazoni mavjud (ixtiyoriy qiymatlar emas); umumiy uzatish tezligi 9,600, 38,400, 56,000 va 115,200 ni o'z ichiga oladi. Boshqa ko'plab qadriyatlar ham bor; Muloqot qiluvchi tomonlar bir xil tezlikda kelishib olishlari kerak.
RS-232 nuqtadan nuqtaga-aloqa protokolidir. Uning ma'lumotlar ramkasi to'rt qismdan iborat: boshlang'ich bit, ma'lumot biti, parite bit va to'xtash bit.
Boshlash biti: Uzunlik 1, ma'lumotlar qiymati mantiqiy 0 ga teng, ma'lumotlarni uzatish boshlanishini ko'rsatadi;
Ma'lumotlar bitlari: 8 yoki 7 uzunligi, uzatilayotgan haqiqiy ma'lumotlarni ifodalaydi;
Parite biti: Uzunlik 0 (paritet yo'q) yoki 1 (toq yoki juft parite);
To'xtash biti: Uzunlik 1, 1,5 yoki 2; ma'lumotlar qiymati mantiqiy 1 bo'lib, ma'lumotlar ramkasining oxirini ko'rsatadi;
RS232 aloqasi 7 ma'lumot biti, toq paritet va 2 to'xtash biti bilan tuzilgan deb faraz qilsak, ramka va mantiqiy qiymatlar quyidagi rasmda ko'rsatilgan.
Keyinchalik, hisob-kitob qilaylik.
Faraz qilaylik, RS-232 aloqa moslamasining uzatish tezligi 9600, ma'lumotlarning 8 biti, pariteti (0) va 1 to'xtash biti mavjud. Ushbu aloqa parametrlari ostida soniyada necha bayt ma'lumot uzatish mumkin?
Javob: Parametrlarga asoslanib, ushbu aloqa uchun ramka uzunligi 1 + 8 + 1=10 bit. Bu kadr ichida bir bayt (8 bit) uzatiladi. Shuning uchun, 9600 uzatish tezligida soniyada uzatilishi mumkin bo'lgan haqiqiy ma'lumotlarning maksimal miqdori 9600 / 10=960 baytni tashkil qiladi.