پورت RS232

استاندارد RS232

یکی از قدیمی‌ترین واسط‌های سریال RS232 نامیده می‌شود. این واسط در اصل در سال 1962 به عنوان راه حلی برای اتصال تجهیزات پایانه‌های دیتا (DTE) مانند متصل کردن چاپ کننده پیغام‌های تلگراف الکترومکانیکی به تجهیزات ارتباطی دیتا (DCE) طراحی شد.

در سالیان بعد از این متد برای ارتباط  ویدئوها، کامپیوترها و مودم‌ها و… استفاده شد. اولین رایانه‌های شخصی که به RS232 به داشتن پورت سریالی برای ارتباط با یک پرینتر یا دستگاه‌های جانبی دیگر معروف بودند. امروزه از RS232 در تجهیزات جانبی رایانه‌ها، ابزارهای علمی و انواع تجهیزات کنترل صنعتی استفاده می‌شود.

استاندارد RS232 چیست؟

نام رسمی این استاندارد EIA/TIA-232-F مخفف (Electronic Industries Association/Telecommunications Industries Association) است. این استاندارد هر دو خصوصیات فیزیکی و الکتریکی مورد نیاز برای ارتباط سریال را ارائه می‌دهد. از لحاظ  الکتریکی در استاندارد RS232 ولتاژ عبوری از سیم معمولا بین 13+ تا 13- ولت است.

با این‌که این محدوده می‌تواند از -/+3 تا -/+25 باشد. طبق این استاندارد پالس 0 به ولتاژی مثبت بزرگ‌تر از 3+ و پالس 1 به ولتاژی کوچکتر از 3- انتقال می‌یابد. از نظر ظاهری استاندارد RS232 با UART فرقی ندارد چرا که دارای همان پایه‌های Rx و Tx و GND می‌باشد.

بنابراین این دو پروتکل به راحتی و توسط یک آی سی انتقال دهنده سطح منطقی ولتاژ ( Level Shifter ) به یکدیگر تبدیل می‌شوند. کابل‌های ارتباطی RS232، کابل مورد استفاده در پروتکل RS232 حداقل باید دارای 3 رشته سیم باشند. یک سیم برای خط ارسال دیتا TX و یک سیم برای خط دریافت دیتا (RX) و سیم سوم نیز به عنوان سیم ولتاژ رفرنس استفاده می‌شود.

این کابل واسط می تواند از سیم‌های موازی ساده یا از سیم‌های جفت به هم تابیده شده باشند. طول کابل حداکثر نرخ انتقال داده (انتقال بیت در ثانیه) را محدود می‌کند و درکل نباید از 15 متر تجاوز کند. با این حال طول کابل را در نرخ‌های انتقال پایین‌تر می‌توان طولانی‌تر در نظر گرفت.

استانداردهای TIA/EIA

در ابتدا لازم است مقدار مختصری درباره استاندارهای TIA/EIA بدانیم؛ این استانداردها مخفف کلمات (TIA(Telecommunications Industry Association و مخفف EIA (Electronic Industries Association) برای برقراری ارتباط از راه دور یا Telecommunication استفاده شده  است. در ابتدای نام همه این استانداردها TIA/EIA یا EIA/TIA وجود دارد.

هر یک از این استانداردها شامل ویژگی‌ها و دستورالعمل‌ها، بایدها و نبایدهایی است که شرکت های مختلف در ساخت تجهیزات الکترونیکی خود رعایت می‌کنند. تا تمامی تجهیزات و دستگاه‌های صنعتی بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

پارامتر های اساسی در این استاندارد ها به شرح زیر است:

•  جنس کابل مورد استفاده
• طول کابل مورد استفاده
• نحوه اتصال وسیله‌ها به یکدیگر
• سرعت انتقال دیتا
• نحوه انتقال دیتا و…

انواع این استانداردها به صورت:

• (TIA-232 (RS232
• (TIA-422 (RS422
• (TIA-485 (RS485

انواع کابل

هدف اصلی این است که از کابلی استفاده شود که ظرفیت خازنی بین سیم‌هایش بیشتر از2500Pf نباشد. که این باعث می‌شود تا نرخ انتقال داده تقریباً تا 20kbits/s قابل افزایش باشد. مثلا با کابل شیلد شده CAT-5 بدون خارج شدن از حوزه استاندارد می‌توان به طول کابل 50 متر، ویا با استفاده از کابل CAT6 می‌توان با با باود ریت 2400 به فاصله حدود 300 متر نیز دست یافت.

در خطوط انتقال نیاز است تا امپدانس سمت فرستنده با امپدانس سمت گیرنده برابر باشند. در غیر این حالت اختلاف پتانسیلی که بر اثر اختلاف امپدانس به وجود می‌آید. باعث ایجاد یک جریان گردشی در خط انتقال داده می‌شود که این اتفاق باعث خراب شدن دیتای ارسالی می‌شود. اگر طول کابل از یک حدی بیشتر شود نویزهای محیطی که در  طول مسیر کابل قرار دارند دارای پتانسیل یکسانی نیستند.

باعث اختلاف پتانسیل در دو سر کابل می‌شوند و به همین خاطر است که در RS232 طول کابل باید محدود باشد.

ارتباط سریال RS-232 توسط پین‌های 9 پایه و 25 پایه ایجاد می‌شود. انواع آن‌ها به DB25 و DB9 و Cannon 5 و RJ-45و هر کدام از آن‌ها دو نوع نرگی و مادگی وجود دارد. در این استاندارد می‌توان حداکثر فاصله 15 تا 20 متر را بدون اینکه اطلاعات خراب شود انتقال داد.

البته اگر از کابلی با ظرفیت خازنی کم‌تری استفاده نمائیم به راحتی می‌توانیم کابل با طول بیشتری استفاده کنیم. مثلا با کابل شیلد شده CAT-5 بدون خارج شدن از حوزه استاندارد می‌توان به طول کابل 50 متر، یا با استفاده از کابل CAT6 می‌توان با باود ریت 2400 به فاصله حدود 300 متر نیز دست یافت.

معایب پورت RS232:

• سرعت پایین در انتقال اطلاعات و داده‌ها
• داده‌ها با سرعت حدودا 20 کیلوبایت درثانیه انتقال داده می‌شوند.
• این سرعت در مقایسه با آن‌چه امروزه استفاده می شود، بسیار کم است.
• طول کم کابل مورد استفاده
• حداکثر طول کابلی که مورد استفاده قرارمی‌گیرد، در حدود 50 فوت است.