1. Chuẩn nối tiếp RS-232 :
Chuẩn RS-232 lần đầu tiên được giới thiệu vào năm 1962 do hiệp hội kỹ thuật điện tử EIA (Electronics Industries Association - Hiệp hội cơng nghiệp điện tử) như là chuẩn giao tiếp truyền thơng giữa máy tính và một thiết bị ngoại vi (Modem, máy vẽ, mouse, máy tính khác, PLC…). RS-232A (năm 1963), RS-232B (năm 1965), RS-232C (năm 1969) là các chuẩn RS-232 cĩ sửa đổi. Hai chữ đầu RS cĩ nghĩa là Recommended Standard.
2. Đặc điểm của RS-232 :
Việc truyền dữ liệu RS-232 được tiến hành theo cách nối tiếp. Nghĩa là các bit dữ liệu được gởi đi nối tiếp nhau trên một đường truyền dẫn. Hình thức truyền này cĩ khả năng truyền cho khoảng cách lớn hơn, bởi vì các khả năng gây nhiễu là nhỏ hơn đáng kể so với cổng truyền song song. Việc dùng cổng song song cĩ một nhược điểm đáng kể là cáp truyền dùng quá nhiều sợi, và vì vậy rất đắt tiền. Hơn nữa tín hiệu nằm trong khoảng 0-5V tỏ ra khơng thích ứng với khoảng cách lớn. Cổng nối tiếp RS-232 khơng phải là một hệ thống bus, nĩ cho phép dễ dàng tạo ra liên kết dưới hình thức điểm với điểm giữa hai máy cần trao đổi thơng tin với nhau. Một thành viên thứ ba khơng thể tham gia vào cuộc trao đổi thơng tin này.
Theo chuẩn RS-232 đầu nối phần cứng xác định với 25 chân gọi là chân cắm D-Shell hay DB-25 chổ nối vào là ổ cắm, nhưng khơng phải tất cả cổng nối tiếp đều sử dụng đầu nối DB-25, một số máy tính như PC JR dùng chân cắm BERG 16 chân, máy PC AT thì sử dụng chân cắm DB- Shell 9 chân chổ nối vào là jack cắm.
GVHD: PHAN HỮU TƯỚC
ĐỘI: RETURN (CDDT6B) - 122
Đầu nối
Chức năng Tên Hướng
DB-25 DB-9 BERG
1 B2 Đất GND
2 3 A4 Truyền dữ liệu TXD Xuất
3 2 A8 Nhận dữ liệu RXD Nhập
4 7 A3 Yêu cầu gửi RTS Xuất
5 8 A7 Xóa việc gửi CTS Nhập
6 6 A6 Dữ liệu sẵn sàng DSR Nhập 7 5 B1 Nối đất vỏ máy GND 8 1 A5 Dò sóng mang DCD 20 4 A2 Terminal sẵn sàng DTR Xuất 22 9 Bộ chỉ thị vòng RI Nhập Bảng 1 : Bảng đặc tính chân cắm 3. Truyền dữ liệu:
Mức tín hiệu chân ra RXD tùy thuộc vào đường dẫn TXD và thơng thường nằm trong khoảng -12V đến +12V. Các bit dữ liệu được gởi đảo ngược lại. Mức điện áp đối với mức hight nằm giữa -3V đến -12V và mức low nằm giữa +3V đến +12V.
Ở trạng thái tĩnh trên đường vẫn cĩ điện áp -12V. Một bit khởi động (START BIT ) sẽ khởi đầu việc truyền dữ liệu. Tiếp sau đĩ là các bit dữ liệu riêng lẻ sẽ đến, trong đĩ các bit cĩ giá trị thấp được gởi trước tiên. Con số các bit dữ liệu thay đổi giữa 5 và 8 bit, ở cuối dịng dữ liệu cịn cĩ một bit gọi là STOP BIT để kết thúc một khung truyền .
ứng với số bit truyền được trong một giây. Chẳng hạn như: khi tốc độ baud tương ứng là 9600 cĩ nghĩa là cĩ 9600 bit được truyền trong một giây. Ta cĩ thể ước đốn một cách dễ dàng lượng dữ liệu cực đại đã truyền với lưu ý rằng một khung truyền gồm: 1 start bit, 8 bit dữ liệu, 1 bi kiểm tra (cĩ thể khơng cĩ), 1 stop bit, vậy để truyềm một byte dữ liệu cần 10 hay 11 bit. Với tốc độ 9600 thì cĩ thể truyền nhiều nhất là 960 byte trong một giây nếu một khung truyền là 10 bit. Qua cách tính đơn giản này ta cĩ thể thấy một nhược điểm khơng nhỏ của cổng truyền nối tiếp là tốc độ truyền bị hạn chế đáng kể . Khung dạng truyền dữ liệu phải được thiết lập cả bên gởi cũng như bên nhận .
Hình sau đây thí dụ về một ký tự được truyền theo frame gồm : 1 bit bắt đầu, 8 bit dữ liệu, 1 bit chẵn lẻ, và 1 bit kết thúc.
Trạng thái đánh dấu (mức 1) Bit bắt đầu (mức 0) 8 bit dữ liệu 11001001B Bit thấp trước -12V +12V 1 1 0 1 0 0 1 Bit chẵn lẻ (tùy chọn) Bit kết thúc Bit cao Trạng thái đánh dấu 0 0 1 1 0 1 1 1 1
Hình 2 : Truyền byte theo frame
GVHD: PHAN HỮU TƯỚC
ĐỘI: RETURN (CDDT6B) - 124
Logic 0 Logic 0 2V chống nhiễu
2V chống nhiễu
Logic 1
RS-232C DRIVE RS-232C RECEIVE
Logic 1 Logic1 0.4 V chống nhiễu 0.4 V chống Logic 0 nhiễu Logic 0 TTL Drive TTL Receiver
Hình 3 : Sơ đồ mức logic của TTL
So sánh giữa TTL và RS-232, ta thấy TTL sử dụng mức logic dương và 0.4V chống nhiễu. Trong khi đĩ RS-232 sử dụng mức điện áp ±12V để đảm bảo truyền được trên đường dây dài. Với khoảng chống nhiễu 2V cho phép tín hiệu đi qua mơi trường nhiễu mạnh mà đối với TTL khơng thể cĩ được.
Một trong những yêu cầu quan trọng của RS-232 là thời gian chuyển từ một mức logic này tới mức logic khác khơng vượt quá 4% thời gian một bit.Vì vậy với tốc độ 19200 baud thời gian chuyển mức logic phải nhỏ hơn 0.04/19200=2.1μs. Vấn đề này làm giới hạn chiều dài đường truyền. Với tốc độ 19200 cĩ thể truyền xa nhất là 50ft (1ft=30.48cm).
Một trong những vấn đề quan trọng cần chú ý khi sử dụng RS-232 là mạch thu phát khơng cân bằng (đơn cực). Điều này cĩ nghĩa là tín hiệu vào ra được so với đất .Vì vậy nếu điện thế tại hai điểm đất của hai mạch thu phát khơng bằng nhau thì sẽ cĩ dịng điện chạy trên dây đất . Kết quả sẽ cĩ áp rơi trên dây đất (V=IR) sẽ làm suy yếu tín hiệu logic .
GVHD: PHAN HỮU TƯỚC
ĐỘI: RETURN (CDDT6B) - 126
rơi vào vùng khơng xác định và mạch thu sẽ khơng nhận được tín hiệu truyền từ mạch phát . Chính sự khơng cân bằng trên mạch thu phát là mơt trong những nguyên nhân dẫn đến giới hạn đường truyền.