Коммуникационные интерфейсы RS232, RS485 и RS422



Наиболее применяемые последовательные интерфейсы. За долгие годы их использования разработано большое количество изделий, элементная база, программные модули.

Стандарты на эти интерфейсы имеют статус рекомендуемых, поэтому часто возникают проблемы в стыковке изделий разных производителей. Благодаря очень простой реализации, эти проблемы легко решаются.

Популярность интерфейсов RS232, RS485 и RS422 определяется невысокой стоимостью портов и кабелей, а также стабильностью использования данных стандартов в различных областях техники, в течение длительного времени, разными производителями. Поддерживаются асинхронный и синхронный режимы обмена данными.

Таблица 1

Наименования и назначения сигналов интерфейса RS232C

Наименование*	Назначение
PG (Protected Ground)	Защитная земля
SG (Signal Ground)	Сигнальная земля
TD (Transmit Data)	Данные. От контроллера к оконечному устройству
RD (Receive Data)	Данные. От оконечного устройства к контроллеру
RTS (Request To Send)	Запрос передачи данных. Сигнал готовности данных для передачи из контроллера к оконечному устройству. В полудуплексном режиме используется для управления направлением передачи данных
CTS (Clear To Send)	Готовность регистра приёма оконечного устройства
DSR (Data Set Ready)	Готовность оконечного устройства к обмену данными
DTR (Data Terminal Ready)	Готовность контроллера к обмену данными
DCD (Data Carrier Detected)	Готовность удалённой аппаратуры оконечного устройства к обмену данными
RI (Ring Indicator)	Прерывание от оконечного устройства

Интерфейс RS232 построен на униполярных линиях передачи данных. Поэтому его производительность и максимальная длина кабеля невелики. RS232 применяется для подключения периферийного оборудования к персональным компьютерам. Кабельное хозяйство этого интерфейса недорогое, что даёт возможность использовать отдельные линии для квитирования, синхронизации и прерывания. RS232 является радиальным интерфейсом, поэтому понятие адреса в нём отсутствует. Эти факторы способствуют повышению эффективности работы интерфейса в системах сбора данных и с периферийным оборудованием

Наименования указаны в соответствии с документацией на интерфейс RS232C. Аналогичные ему интерфейсы RS232 и «Стык-2» имеют менее мнемоничные наименования сигналов.

Рис. 1. Последовательность управляющих сигналов интерфейса RS232C

На рис. 1. показана последовательность управляющих сигналов интерфейса RS232C. Она имеет следующий физический смысл:

1. Установкой DTR контроллер указывает на желание использовать оконечное устройство.
2. Установкой DSR оконечное устройство сигнализирует о своей готовности к работе.
3. Установкой RTS контроллер запрашивает разрешение на передачу и заявляет о своей готовности принимать данные от оконечного устройства.
4. Установкой CTS оконечное устройство уведомляет о своей готовности к приёму данных.
5. Снятием CTS оконечное устройство сигнализирует о невозможности дальнейшего приёма (например, буфер приёма заполнен) — контроллер должен приостановить передачу данных.
6. Установкой CTS оконечное устройство разрешает компьютеру продолжить передачу (например, в буфере появилось место).
7. Снятием RTS контроллер информирует оконечное устройство о своей неготовности к обмену данными. Это может означать как заполнение буфера приёма контроллера, так и отсутствие данных для передачи в оконечное устройство.
8. Оконечное устройство подтверждает снятие RTS снятием CTS.
9. Контроллер повторно устанавливает RTS для возобновления обмена данными.
10. Оконечное устройство подтверждает готовность к обмену установкой CTS.
11. Снятием RTS контроллер указывает на завершение обмена.
12. Оконечное устройство подтверждает снятие RTS снятием CTS.
13. Контроллер снимает DTR для перевода оконечного устройства в автономный или «спящий» режим.
14. Оконечное устройство подтверждает снятие DTR снятием DSR.

На линиях обмена данными в промежутки времени 4–5, 6–7 и 10–11, когда разрешён обмен, циркулируют последовательные данные. Они передаются побайтно. Для синхронизации приёмника с передатчиком и отделения байтов друг от друга в поток вставляются стартовые и стоповые биты.

Литература:

1. Локотков А. Интерфейсы последовательной передачи данных. Стандарты EIA RS-422A/RS-485 // СТА. № 3,1997.
2. Стешенко В. Проектирование устройств обработки сигналов.
3. Интерфейсы систем обработки данных: Справочник / А. А. Мячев, В. Н. Степанов В. К. Щербо; Под ред. А. А. Мячева. — М.: Радио и связь,1989.
4. Ольховский И. RS-протоколы.
5. Уолрэнд Дж. Телекоммуникационные и компьютерные сети. Вводный курс. — М.: Постмаркет, 2001.
6. Авдеев В. А., Гузик В. Ф. Компьютеры: шины, контроллеры, периферийные устройства: Учебное пособие. — М.: Радио и связь, 2001.