I. CHUẨN GIAO TIẾP: 1 Chuẩn nối tiếp RS-232 :
2. Đặc điểm của RS-23 2:
Việc truyền dữ liệu RS-232 đƣợc tiến hành theo cách nối tiếp. Nghĩa là các bit dữ liệu đƣợc gởi đi nối tiếp nhau trên một đƣờng 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 nhƣợc 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 dƣới 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, nhƣng khơng phải tất cả cổng nối tiếp đều sử dụng đầu nối DB-25, một số máy tính nhƣ 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 TƢỚC
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP ROBOCON 2007
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 đƣờng dẫn TXD và thơng thƣờng nằm trong khoảng -12V đến +12V. Các bit dữ liệu đƣợc gởi đảo ngƣợc 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 đƣờng 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 đƣợc gởi trƣớc 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 .
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP ROBOCON 2007
Tốc độ baud cĩ giá trị thơng thƣờng là: 300, 600, 1200, 2400, 9600, 19200. Ký hiệu baud tƣơng ứng với số bit truyền đƣợc trong một giây. Chẳng hạn nhƣ: khi tốc độ baud tƣơng ứng là 9600 cĩ nghĩa là cĩ 9600 bit đƣợc truyền trong một giây. Ta cĩ thể ƣớc đốn một cách dễ dàng lƣợng dữ liệu cực đại đã truyền với lƣu 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 nhƣợc điểm khơng nhỏ của cổng truyền nối tiếp là tốc độ truyền bị hạn chế đáng kể . Khung dạng truyền dữ liệu phải đƣợc thiết lập cả bên gởi cũng nhƣ 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 TƢỚC
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP ROBOCON 2007 Logic 0 Logic 0 2V chống nhiễu 2V chống nhiễu Logic 1 RS-232C DRIVE RS-232C RECEIVE
Hình 4 : Sơ đồ logic của chuẩn RS-232
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP ROBOCON 2007 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 dƣơng và 0.4V chống nhiễu. Trong khi đĩ RS-232 sử dụng mức điện áp ±12V để đảm bảo truyền đƣợc trên đƣờng dây dài. Với khoảng chống nhiễu 2V cho phép tín hiệu đi qua mơi trƣờng nhiễu mạnh mà đối với TTL khơng thể cĩ đƣợc.
Một trong những yêu cầu quan trọng của RS-232 là thời gian chuyển từ một mức logic này tới mức logic khác khơng vƣợt 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 đƣờng 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 đƣợc 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 TƢỚC
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP ROBOCON 2007 Nếu đƣờng truyền đi xa , R sẽ tăng dẫn đến áp rơi trên đất sẽ lớn điều này dẫn đến tín hiệu logic rơi vào vùng khơng xác định và mạch thu sẽ khơng nhận đƣợc 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 đƣờng truyền.