Przykład - Interfejs szeregowy RS – 232C

Pomimo tego, że standard RS – 232C został zaprojektowany niemalże w połowie XX wieku jest nadal bardzo popularny (do niedawna był standardowym wyposażeniem wszystkich komputerów PC – został wyparty przez USB). Podstawowe jego zalety to proste oprogramowanie, tani kabel połączeniowy, masowa dostępność. Wady to możliwość podłączenia tylko dwóch urządzeń, długość linii przewodowej do 15m, mała prędkość transmisji 20kb/s, podatność na zakłócenia. Niemniej jednak parametry te zazwyczaj są wystarczające do realizacji komunikacji w systemach pomiarowych. Transmisja danych w standardzie RS-232C odbywa się za pomocą uproszczonej 9 liniowej magistrali (pełna magistrala 25 linii). Złącza obu magistrali znajdują się na rys. 6.1 a opis linii w tabeli 1

Rys. 6.1 Styki DB-9 i DB-25 interfejsu RS – 232C

 

Tabela 1. Najważniejsze linie magistrali interfejsu RS – 232C

Styk DB-9	Styk DB-25	Skrót linii	Nazw angielska	Nazwa Polska	Kierunek DTE – DCE
1	8	DCD	Data Carrier Detected	Poziom sygnału
2	3	RxD	Received Data	Dane odebrane
3	2	TxD	Transmitted Data	Dane nadawane
4	20	DTR	Data Terminal Ready	Gotowość DTE
5	7	SG	Signal Ground	Masa sygnału
6	6	DSR	Data Set Ready	Gotowość DCE
7	4	RTS	Request to Send	Żądanie nadawania
8	5	CTS	Clear to Send	Gotowość nadawania
9	22	RI	Ring Idicator	Wskaźnik wywołania
-	1	PG	Protective Ground	Masa ochronna

 

Opis linii

Linie Danych:

TxD – dane nadawane

RxD – dane odbierane

 

Linie sterujące (obowiązuje logika pozytywna):

RTS – żądanie nadawania danych zgłaszane przez terminal DTE

CTS – gotowość do nadawania zgłaszana przez modem DCE (przesyła potwierdzenie odebrania  sygnału RTS)

DSR – gotowość modemu DCE do współpracy z DTE (aktywny przez cały czas trwania połączenia)

DTR – gotowość DTE do współpracy z DCE (aktywny przez cały czas trwania połączenia)

DCD – sygnał wykrycia przez modem fali nośnej (oznacza, że łączy się z innym modemem)

Linie masy:

SG – masa sygnałowa

PG – masa ochronna połączona z obudową urządzenia

 

W przypadku gdy komunikacja odbywa się między urządzeniami DTE – DCE (np. komputer – modem) linie magistrali łączymy wprost w przypadku gdy komunikacja odbywa się bezpośrednio między urządzeniami DTE – DTE (np.: komputer – multimetr) należy zastosować tzw. kable modemu zerowego (null-modem), w którym odpowiednie linie są skrzyżowane co przedstawione jest na rys. 6.2.

Rys. 6.2 Kable transmisyjne RS – 232C

Na rysunku 6.3 przedstawiona jest sytuacja, w której urządzenie DTE (komputer) wysłało jedną ramkę danych o następujących parametrach:

• 1 bit startu (wartość logiczna 0)
• 8 bitów danych
• 1 bit parzystości (0 – tryb even - ramka zawiera parzystą liczbę jedynek)
• 2 bity stopu (11)

Bit startu uruchamia zegar zapewniający prawidłową synchronizację odczytu. Częstotliwość pracy tego zegara (1/t_B) określa szybkość transmisji. Typowe prędkości transmisji to: 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 (bitów/sek).

 

Rys. 6.3 Ramka danych RS – 232C

 

Przykład zestawienia kanału komunikacyjnego za pośrednictwem interfejsu RS – 232C

System pomiarowy został zbudowany zgodnie ze schematem przedstawionym na rys. 6.4. Komputer i multimetr Agilent 34401A są urządzeniami typu DTE.

Rys. 6.4 Połączenie komputera i multimetru przy wykorzystaniu interfejsu RS -232C

 

 

Należy uruchomić systemowy terminal komunikacyjny (Menu Start > Wszystkie programy > Akcesoria > Komunikacja > Hyper Terminal). Następnie nadajemy własną nazwę nowemu połączeniu. Wybieramy port > COM1 i ustawiamy następujące parametry transmisji:

Prędkość transmisji: 9600b/s

Liczba bitów danych: 8

Kontrola parzystości: brak (none)

Liczba bitów stopu: 2

Sterowanie przepływem: brak (none)

Następnie we właściwościach nowego połączenia wybieramy Setings  -> ASCII Setup i zaznaczamy  opcje: Send line ends with line Leeds i Echo typed character locally (rys. 6.5)

 

Rys. 6.5 Ustawienie parametrów terminala

 

 

Po akceptacji parametrów powinno pojawić się (puste) okno przedstawione na rys. 6.6. Multimetr Agilent34401A komunikuję się w protokole SCPI (Standard Commands for Programmable Instruments).

Wysłanie polecenia  *IDN?<cr> spowoduje przesłanie identyfikatora urządzenia. <cr> -  oznacza tzw. „powrót karetki”, co można uzyskać poprzez naciśnięcie klawisza „Enter”.

Polecenie  SYStem:REMote<cr>  spowoduje ustawienie multimetru w tryb pracy zdalnej, będzie możliwa obsługa multimetru za pomocą interfejsu RS – 232C.

Natomiast polecenie  MEASure:VOLTage:DC?<cr>  spowoduje zmierzenie napięcia stałego na zaciskach multimetru (rys. 6.6).  

Rys. 6.6 Zapis przykładowej komunikacji z multimetrem