RS232
Un aspect important à prendre en compte lorsque l'on travaille avec des appareils électroniques est le type de protocole de communication de données qu'ils utilisent. Les communications en série sont largement utilisées dans l'industrie électronique en raison de leur relative simplicité et de leurs faibles exigences matérielles par rapport aux communications par interface parallèle.
Cet article traite d'un protocole de communication série ancien mais toujours utilisé : le RS-232.
Dans cet article :
Qu'est-ce que le RS232 ?
RS232 (Recommended Standard 232) est une norme de communication de données binaires en série introduite en 1960. La norme définit les broches et les signaux de connexion entre un équipement terminal de données (DTE) et un équipement de communication de données (DCE).
Aperçu des caractéristiques de la RS-232
- Communication de données en série
- Transmission asymétrique
- Communication point à point
- Communication asynchrone
- Communication en duplex intégral
Relié : Communication série et parallèle
Avant l'apparition de la norme RS232, les appareils étaient reliés par des lignes téléphoniques analogiques qui nécessitaient des modems pour la traduction des signaux, ce qui était sujet à des erreurs de données et exigeait des configurations complexes.
La norme RS232 a été développée pour assurer une communication fiable des données et pour favoriser la compatibilité entre les appareils produits par différents fabricants, ce qui a favorisé la production de masse et la concurrence.
Qui a créé la norme RS232 ?
La norme RS232 a été développée par la Telecommunication Industry Association (TIA) et est donc également appelée EIA/TIA-232. La version originale et les autres versions de la norme RS232 ne peuvent être achetées que sur le site officiel de la TIA. officiel de laTIA. Vous pouvez trouver de nombreuses ressources gratuites en ligne pour vous aider à comprendre et à mettre en œuvre la norme RS232 dans votre prochain projet.
Une connexion de câblage RS232 commune comprend des connexions de signal à 3 fils, Tx (émetteur), Rx (récepteur) et GND (masse).
Au cours des plus de 60 ans qui ont suivi le développement de la norme RS232, l'Electronic Industries Association a publié plusieurs modifications et changements de nom. Electronic Industries Association a publié plusieurs modifications et changements de nom, notamment l'EIA232, introduite en 1991, et la TIA232, introduite en 1997.
Historique des versions de RS232
- EIA RS-232 (mai 1960)
- EIA RS-232-A (octobre 1963)
- EIA RS-232-B (octobre 1965)
- EIA RS-232-C (juin 1981)
- EIA EIA-232-D (novembre 1986)
- TIA TIA/EIA-232-E (juillet 1991)
- TIA TIA/EIA-232-F (octobre 1997)
- ANSI/TIA-232-F-1997 (octobre 1997)
- TIA TIA-232-F (octobre 1997)
Autrefois standard dans de nombreux périphériques informatiques, notamment les imprimantes, les souris d'ordinateur, les claviers et les joysticks, la norme de communication RS-232 a été remplacée dans de nombreux périphériques informatiques par la norme de communication USB au début des années 2000. Des normes plus récentes, telles que RS485, SPI, I²C et CAN, ont gagné en popularité en raison de leurs caractéristiques plus avancées.
La norme de communication de données RS-232 est encore largement utilisée aujourd'hui en raison de sa conception simple et de sa présence dans les réseaux et les systèmes industriels où la communication de données à faible vitesse est nécessaire.
Spécifications RS232
Le champ d'application de la norme RS232 définit les caractéristiques électriques, fonctionnelles et mécaniques des signaux de communication de données en série point à point entre l'équipement terminal de données (ETTD) et l'équipement de communication de données (ECD).
Caractéristiques électriques de la RS232
La norme RS232 définit les caractéristiques électriques telles que les tensions, les débits de données, la vitesse de balayage et l'impédance. Le tableau ci-dessous résume certaines des caractéristiques électriques originales de la norme RS232.
| Spécifications électriques | RS-232 |
|---|---|
| Mode de fonctionnement : | Single-ended |
| Nombre d'appareils : | 1 conducteur, 1 récepteur |
| Architecture de bus : | Point à point |
| Mode de communication : | Duplex intégral |
| Longueur du câble (max) : | 50 pieds (débit maximal de données 20kbps) |
| Débit de données (max) : | 1Mbps |
| Signal : | asymétrique |
| Marque (binaire 1) : | -5V (min), -15V (max) |
| Espace (binaire 0) : | 5V (min), 15V (max) |
| Niveau d'entrée (min) : | ±3V |
| Impédance : | 3kΩ à 7kΩ |
| Vitesse de balayage de la sortie : | 30V/µs (Max) |
Il est intéressant de noter que dans la révision EIA/TIA-232-D, au lieu de spécifier la longueur maximale du câble, la norme spécifie la charge capacitive maximale de 2500 pF, ce qui est plus approprié. En outre, la plage de tension logique a été étendue de ±15V à ±25V.
Niveaux de tension logique RS232
Une véritable norme RS232 n'utilise pas les niveaux de tension TTL (5V pour le 1 logique et 0V pour le 0 logique). Au lieu de cela, la norme originale spécifie -5V à -15V pour un niveau bas (espace) et +5V à +15V pour un niveau haut (marque). La version EIA/TIA-232-D a augmenté la plage de tension à ± 25V.
En tenant compte de la marge de bruit de 2V, un niveau bas (-3V à -15V) est défini comme un 1 logique (marquage), et un niveau haut (+3V à +15V) est défini comme un 0 logique (espacement).
En savoir plus: Comment se protéger contre les ESD (décharges électrostatiques)
La vitesse de balayage maximale est de 30V/µs, et le débit de données maximal en utilisant la longueur de câble maximale de 50 pieds est de 20kbps pour éviter la diaphonie entre les signaux adjacents. L'impédance entre le pilote et le récepteur est spécifiée entre 3kΩ et 7kΩ.
RS232 TTL
RS232 TTL est un terme utilisé pour désigner un type de protocole de communication série qui utilise des spécifications de type RS232 mais avec des signaux logiques compatibles avec les circuits TTL (transistor-transistor logique). Les niveaux de tension de la communication série TTL restent toujours entre 0V (logique 0) et Vcc (logique 1, qui est typiquement 3,3V ou 5V).
Alors que la véritable RS-232 n'est plus utilisée aussi largement qu'autrefois, la variante TTL de la RS-232 est toujours utilisée dans les applications où ses niveaux de tension inférieurs et la compatibilité du signal avec les microcontrôleurs sont nécessaires. Un grand nombre de nos produits de Newhaven Display sont compatibles avec la communication série RS232 TTL.
La communication entre un véritable RS232 et un TTL est possible grâce à un dispositif capable d'inverser les signaux logiques et de réguler les niveaux de tension des signaux. Le circuit intégré MAX232 est une solution populaire pour gérer les problèmes de conversion et d'inversion de tension lorsque la communication entre un véritable RS232 et un TTL est nécessaire.
Caractéristiques fonctionnelles de la RS232
La norme RS232 définit les fonctions des signaux. Bien que la norme définisse de nombreux signaux fonctionnels, y compris un canal de communication primaire et secondaire, peu d'applications nécessitent ou exigent tous ces signaux.
Les signaux de l'interface standard RS232 peuvent être divisés en 4 catégories :
- Lignes de données
- Lignes de contrôle
- Lignes de chronométrage
- Fonctions secondaires
Broches de signaux RS232 - Fonction complète des signaux
| Signal Mnemonic | Nom du signal |
Direction
DTE ⇔ DCE |
Type de signal |
|---|---|---|---|
| AB | Signal commun | - | Common |
| BA | Données transmises (TD) | ⇒ | Données |
| BB | Données reçues (RD) | ⇐ | Données |
| CA | Demande d'envoi (RTS) | ⇒ | Contrôle |
| CB | Clear to Send (CTS) | ⇐ | Contrôle |
| CC | Data Set Ready (DSR) | ⇐ | Contrôle |
| CD | Terminal de données prêt (DTR) | ⇒ | Contrôle |
| CE | Indicateur de sonnerie (RI) | ⇐ | Contrôle |
| CF | Détection de la porteuse de données (DCD) | ⇐ | Contrôle |
| CG | Détection de la qualité du signal (SQ) | ⇐ | Contrôle |
| CH | Sélecteur de débit de signal de données du DTE | ⇒ | Contrôle |
| CI | Sélecteur de débit de signal de données de l'ETCD | ⇐ | Contrôle |
| CJ | Prêt pour la réception | ⇒ | Contrôle |
| RL | Boucle à distance | ⇒ | Contrôle |
| LL | Boucle locale | ⇒ | Contrôle |
| TM | Mode d'essai | ⇐ | Contrôle |
| DA | Horloge de l'émetteur depuis le DTE | ⇒ | Timing |
| DB | Horloge d'émission de l'ETCD | ⇐ | Timing |
| DD | Horloge de réception de l'ETCD | ⇐ | Timing |
| SBA | Données secondaires transmises S(TD) | ⇒ | Données |
| SBA | Données secondaires reçues S(RD) | ⇐ | Données |
| SCA | Demande d'envoi secondaire S(RTS) | ⇒ | Contrôle |
| SCB | Secondaire Clear to Send S(CTS) | ⇐ | Contrôle |
| SCB | Détection de la porteuse de données secondaire S(DCD) | ⇐ | Contrôle |
Caractéristiques mécaniques
La RS232 définit un connecteur à 25 broches comme étant la taille minimale de connecteur afin de supporter tous les signaux fonctionnels. L'équipement DTE utilise un boîtier femelle pour le connecteur et un boîtier mâle pour les broches de connexion. L'équipement DCE utilise un boîtier mâle pour le connecteur et un boîtier femelle pour les broches de connexion.
Comme la plupart des applications ne nécessitent pas tous les signaux spécifiés, un connecteur à 25 broches est rarement utilisé en raison de sa grande taille. Au lieu de cela, des connecteurs plus petits de type D-miniature, tels que le DB-9, sont couramment utilisés.
Utilisations et exemples de RS232
La norme RS232 n'est plus la norme principale pour les produits de consommation en raison de l'existence de technologies plus récentes et plus avancées comme l'USB. Cependant, la norme RS232 est toujours utilisée dans les applications industrielles et commerciales ayant des exigences simples en matière de communication de données en série, comme les contrôles industriels, les équipements d'automatisation, les communications réseau, la robotique et les équipements médicaux.
Exemples de RS232
- Interface entre un LCD et un module.
- Interface entre les machines CNC et les systèmes de contrôle.
- Communication entre un ordinateur (DTE) et un modem (DCE).
- Interface entre un PLC (Programmable Logic Controller) et un module.
- Communication entre une imprimante et un modem.
Un exemple typique de la norme RS232 est la communication série entre un ordinateur (équipement DTE) et un modem (équipement DCE) à l'aide d'un câble DB9.
Brochage du câble DB9 mâle
Le saviez-vous ?
Les connecteurs subminiatures D, comme les DB-9, commencent par la lettre D en raison de leur blindage métallique en forme de D. La lettre qui suit le D indique la taille du boîtier. La lettre qui suit le D indique la taille de la coquille.
Avantages et inconvénients de la RS-232
RS232 est une interface série à faible coût, compatible avec de nombreux dispositifs nouveaux et anciens, facile à mettre en œuvre, au câblage simplifié et présentant une bonne immunité aux EMI. Parmi les inconvénients de la RS232, citons les faibles vitesses de communication des données, les tensions de signal négatives et positives qui peuvent compliquer la conception de l'alimentation électrique, la limitation à un seul maître et un seul esclave, et sa transmission asymétrique qui peut être sujette au bruit.
Avantages de la RS-232
- Faible coût.
- Câblage simplifié.
- Largement disponible.
- Bonne immunité aux EMI.
Inconvénients de la RS-232
- Faible vitesse de communication des données - 20 kb par seconde.
- Limité aux courtes distances - Fonctionne bien pour des distances inférieures à 15 mètres (50 pieds).
- L'exigence d'une tension de signal positive et négative augmente la consommation d'énergie de l'interface et complique la conception de l'alimentation électrique.
- Transmission asymétrique.
Conclusion
La norme RS232 est un excellent choix pour les applications nécessitant une communication série simple et à faible vitesse. Bien que l'objectif initial de cette norme était de connecter un terminal à un modem, elle a été utilisée au-delà de son objectif initial en raison de sa simplicité et de son coût relativement faible.
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