ار اس-232


في مجال الاتصالات ، RS-232 أو المعيار الموصى به 232 [1] هو معيار تم تقديمه في الأصل في عام 1960 [2] لنقل البيانات عبر الاتصالات التسلسلية . وهو يحدد رسميًا الإشارات التي تربط بين DTE ( معدات طرفية للبيانات ) مثل محطة كمبيوتر أو جهاز كمبيوتر شخصي ، و DCE ( معدات إنهاء دائرة البيانات أو معدات اتصالات البيانات )، مثل المودم . يحدد المعيار الخصائص الكهربائية وتوقيت الإشارات، ومعنى الإشارات، والحجم المادي وتوصيلات الموصلات. الإصدار الحالي من المعيار هو TIA-232-F Interface Between Data Terminal Equipment and Data Circuit-Termination Equipment Employing Serial Binary Data Interchange ، الذي صدر في عام 1997.
كان معيار RS-232 مستخدمًا بشكل شائع مع المنافذ التسلسلية والكابلات التسلسلية . ولا يزال يستخدم على نطاق واسع في أجهزة الاتصالات الصناعية.
كان المنفذ التسلسلي المتوافق مع معيار RS-232 في السابق سمة قياسية للعديد من أنواع أجهزة الكمبيوتر. استخدمت أجهزة الكمبيوتر الشخصية هذه المنافذ للاتصال ليس فقط بأجهزة المودم، بل وأيضًا بالطابعات ، وفئران الكمبيوتر ، وتخزين البيانات، وإمدادات الطاقة غير المنقطعة ، والأجهزة الطرفية الأخرى.
بالمقارنة مع الواجهات الأحدث مثل RS-422 و RS-485 و Ethernet ، فإن RS-232 لديه سرعة نقل أقل وطول كابل أقصى أقصر وتأرجح جهد أكبر وموصلات قياسية أكبر وعدم وجود قدرة متعددة النقاط وقدرة متعددة النقاط محدودة. في أجهزة الكمبيوتر الشخصية الحديثة، حل USB محل RS-232 من معظم أدوار واجهة الطرفية الخاصة به. ومع ذلك، بفضل بساطتها وانتشارها في الماضي، لا تزال واجهات RS-232 مستخدمة - خاصة في آلات CNC الصناعية ومعدات الشبكات والأجهزة العلمية حيث يكون اتصال البيانات السلكي منخفض السرعة ومن نقطة إلى نقطة قصير المدى مناسبًا تمامًا. [3]
نطاق المعيار
يحدد معيار جمعية الصناعات الإلكترونية (EIA) RS-232-C [4] اعتبارًا من عام 1969 ما يلي:
- خصائص الإشارة الكهربائية مثل مستويات المنطق ومعدل الباود والتوقيت ومعدل انحدار الإشارات ومستوى تحمل الجهد وسلوك الدائرة القصيرة وسعة الحمل القصوى .
- الخصائص الميكانيكية للواجهة والموصلات القابلة للتوصيل وتحديد الدبابيس.
- وظائف كل دائرة في موصل الواجهة.
- مجموعات فرعية قياسية من دوائر الواجهة لتطبيقات الاتصالات المحددة.
لا يحدد المعيار عناصر مثل ترميز الأحرف (مثل ASCII أو EBCDIC أو غير ذلك)، أو تأطير الأحرف (بتات البداية أو الإيقاف، إلخ)، أو ترتيب نقل البتات، أو بروتوكولات اكتشاف الأخطاء. يتم تعيين تنسيق الأحرف ومعدل بتات النقل بواسطة أجهزة المنفذ التسلسلي، عادةً UART ، والتي قد تحتوي أيضًا على دوائر لتحويل مستويات المنطق الداخلية إلى مستويات إشارة متوافقة مع RS-232. لا يحدد المعيار معدلات بتات النقل، باستثناء أنه يقول إنه مخصص لمعدلات بت أقل من 20000 بت في الثانية.
تاريخ
تم تقديم RS-232 لأول مرة في عام 1960 [2] بواسطة جمعية الصناعات الإلكترونية (EIA) كمعيار موصى به . [5] [1] كانت أجهزة DTE الأصلية عبارة عن آلات كاتبة عن بعد كهروميكانيكية ، وكانت أجهزة DCE الأصلية عبارة عن مودمات (عادةً). عندما بدأ استخدام المحطات الإلكترونية (الذكية والبكم)، كانت غالبًا مصممة لتكون قابلة للتبديل مع آلات الكاتبة عن بعد، وبالتالي دعمت RS-232.
نظرًا لأن المعيار لم يتنبأ بمتطلبات الأجهزة مثل أجهزة الكمبيوتر والطابعات وأجهزة الاختبار ومحطات نقاط البيع وما إلى ذلك، فقد فسر المصممون الذين ينفذون واجهة متوافقة مع RS-232 على معداتهم المعيار بشكل غريب. كانت المشكلات الشائعة الناتجة هي تعيين دبوس غير قياسي للدوائر على الموصلات وإشارات التحكم غير الصحيحة أو المفقودة. أدى عدم الالتزام بالمعايير إلى إنتاج صناعة مزدهرة من صناديق التوصيل وصناديق التوصيل ومعدات الاختبار والكتب وغيرها من المساعدات لتوصيل المعدات المختلفة. كان الانحراف الشائع عن المعيار هو تشغيل الإشارات بجهد منخفض. لذلك قام بعض المصنعين ببناء أجهزة إرسال توفر +5 فولت و-5 فولت ووصفوها بأنها "متوافقة مع RS-232". [ بحاجة لمصدر ]
في وقت لاحق، بدأت أجهزة الكمبيوتر الشخصية (وأجهزة أخرى) في الاستفادة من المعيار حتى تتمكن من الاتصال بالمعدات الموجودة. لسنوات عديدة، كان المنفذ المتوافق مع RS-232 ميزة قياسية للاتصالات التسلسلية ، مثل اتصالات المودم، على العديد من أجهزة الكمبيوتر (حيث يعمل الكمبيوتر كجهاز DTE). وظل قيد الاستخدام على نطاق واسع حتى أواخر التسعينيات. في الأجهزة الطرفية للكمبيوتر الشخصي، حلت معايير واجهة أخرى محله إلى حد كبير، مثل USB. لا يزال RS-232 يستخدم لتوصيل التصميمات القديمة للأجهزة الطرفية والمعدات الصناعية (مثل أجهزة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة ) ومنافذ وحدة التحكم والمعدات ذات الأغراض الخاصة.
تمت إعادة تسمية المعيار عدة مرات خلال تاريخه حيث غيرت المنظمة الراعية اسمها، وكان يُعرف باسم EIA RS-232 وEIA 232 ومؤخرًا باسم TIA 232. استمر تنقيح المعيار وتحديثه من قبل جمعية الصناعات الإلكترونية ومنذ عام 1988 من قبل جمعية صناعة الاتصالات (TIA). [6] تم إصدار المراجعة C في وثيقة مؤرخة في أغسطس 1969. تم إصدار المراجعة D في عام 1986. المراجعة الحالية هي TIA-232-F واجهة بين معدات طرفية للبيانات ومعدات إنهاء دائرة البيانات باستخدام تبادل البيانات الثنائية التسلسلية ، والتي صدرت في عام 1997. كانت التغييرات منذ المراجعة C في التوقيت والتفاصيل تهدف إلى تحسين التناغم مع معيار CCITT ITU-T / CCITT V.24 ، ولكن المعدات المصممة وفقًا للمعيار الحالي ستتفاعل مع الإصدارات الأقدم. [ بحاجة لمصدر ]
تتضمن معايير ITU-T ذات الصلة V.24 (تحديد الدائرة) و ITU-T/CCITT V.28 (جهد الإشارة وخصائص التوقيت). [ بحاجة لمصدر ]
في المراجعة D من EIA-232، تم تضمين موصل D-subminiature رسميًا كجزء من المعيار (تم الإشارة إليه فقط في الملحق الخاص بـ RS-232-C). تم تمديد نطاق الجهد إلى ±25 فولت، وتم تحديد حد سعة الدائرة صراحةً على أنه 2500 بيكو فاراد. قدمت المراجعة E من EIA-232 موصل D-shell قياسي جديد أصغر حجمًا مكونًا من 26 سنًا "Alt A"، وأدخلت تغييرات أخرى لتحسين التوافق مع معايير CCITT V.24 وV.28 وISO 2110. [7]
سجل مراجعة وثيقة المواصفات:
- EIA RS-232 (مايو 1960) "الواجهة بين معدات محطة البيانات والبيانات" [2]
- EIA RS-232-A (أكتوبر 1963) [2]
- EIA RS-232-B (أكتوبر 1965) [2]
- EIA RS-232-C (أغسطس 1969) "الواجهة بين معدات محطة البيانات ومعدات اتصالات البيانات التي تستخدم تبادل البيانات الثنائية التسلسلية" [2]
- تقييم الأثر البيئي EIA-232-D (1986)
- TIA TIA/EIA-232-E (1991) "الواجهة بين معدات محطة البيانات ومعدات اتصالات البيانات التي تستخدم تبادل البيانات الثنائية التسلسلية"
- TIA TIA/EIA-232-F (أكتوبر 1997)
- ANSI/TIA-232-F-1997 (R2002)
- تيا TIA-232-F (R2012)
حدود المعيار
نظرًا لأن RS-232 يُستخدم خارج الغرض الأصلي المتمثل في ربط جهاز طرفي بجهاز مودم، فقد تم تطوير معايير لاحقة لمعالجة القيود. تتضمن المشكلات المتعلقة بمعيار RS-232 ما يلي: [8]
- تزيد التقلبات الكبيرة في الجهد والمتطلبات المتعلقة بالإمدادات الإيجابية والسلبية من استهلاك الطاقة للواجهة وتعقد تصميم مصدر الطاقة. كما أن متطلبات التقلب في الجهد تحد من السرعة القصوى للواجهة المتوافقة.
- تحدد الإشارات أحادية النهاية التي تشير إلى أرضية إشارة مشتركة مناعة الضوضاء ومسافة الإرسال.
- لم يتم تعريف الاتصال المتعدد النقاط بين أكثر من جهازين. وفي حين تم ابتكار "حلول بديلة" متعددة النقاط، إلا أنها محدودة من حيث السرعة والتوافق.
- لا يتناول المعيار إمكانية توصيل DTE مباشرةً بجهاز DTE، أو DCE بجهاز DCE. يمكن استخدام كبلات المودم الصفري لتحقيق هذه الاتصالات، ولكن لا يتم تعريفها بالمعيار، وتستخدم بعض هذه الكبلات اتصالات مختلفة عن غيرها.
- إن تعريفات طرفي الرابط غير متماثلة. وهذا يجعل تعيين دور الجهاز الذي تم تطويره حديثًا أمرًا إشكاليًا؛ إذ يتعين على المصمم أن يقرر ما إذا كان يجب استخدام واجهة تشبه DTE أو DCE وتحديد تعيينات دبابيس الموصل التي يجب استخدامها.
- تُستخدم خطوط المصافحة والتحكم في الواجهة لإعداد وتفكيك دائرة الاتصال الهاتفي ؛ وعلى وجه الخصوص، لا يتم تنفيذ استخدام خطوط المصافحة للتحكم في التدفق بشكل موثوق في العديد من الأجهزة.
- لم يتم تحديد طريقة لإرسال الطاقة إلى جهاز. وفي حين يمكن استخراج كمية صغيرة من التيار من خطوط DTR وRTS، فإن هذا مناسب فقط للأجهزة ذات الطاقة المنخفضة مثل الفئران .
- يعتبر موصل D-sub ذو الـ 25 سنًا الموصى به في المعيار كبيرًا مقارنة بالممارسة الحالية.
الدور في أجهزة الكمبيوتر الشخصية الحديثة

في كتاب PC 97 Hardware Design Guide ، [9] أوقفت شركة Microsoft دعم منفذ RS-232 التسلسلي المتوافق مع تصميم IBM PC الأصلي. اليوم، تم استبدال RS-232 في الغالب في أجهزة الكمبيوتر الشخصية بـ USB للاتصالات المحلية. تتمثل المزايا مقارنة بـ RS-232 في أن USB أسرع ويستخدم جهدًا أقل ولديه موصلات أسهل في التوصيل والاستخدام. تتمثل عيوب USB مقارنة بـ RS-232 في أن USB أقل مقاومة للتداخل الكهرومغناطيسي (EMI) وأن الحد الأقصى لطول الكابل المحدد بالمعايير أقصر بكثير (15 مترًا لـ RS-232 مقابل 3-5 أمتار لـ USB، اعتمادًا على إصدار USB واستخدام الكابلات النشطة). يمكن الوصول إلى أطوال كابل RS-232 التي تبلغ 2000 متر باستخدام برامج تشغيل خط مناسبة. [10] [11]
في مجالات مثل أتمتة المختبرات أو المسح، لا تزال أجهزة RS-232 مستخدمة. بعض أنواع وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة ، ومحركات التردد المتغير ، ومحركات السيرفو ، ومعدات التحكم العددي المحوسبة قابلة للبرمجة عبر RS-232. استجاب مصنعو أجهزة الكمبيوتر لهذا الطلب من خلال إعادة تقديم موصل DE-9M على أجهزة الكمبيوتر الخاصة بهم أو من خلال توفير المحولات.
تُستخدم منافذ RS-232 أيضًا بشكل شائع للتواصل مع الأنظمة التي لا تحتوي على واجهة مثل الخوادم ، حيث لا يتم تثبيت شاشة أو لوحة مفاتيح، أثناء التمهيد عندما لا يكون نظام التشغيل قيد التشغيل بعد وبالتالي لا يمكن الاتصال بالشبكة. يمكن لجهاز كمبيوتر مزود بمنفذ تسلسلي RS-232 التواصل مع المنفذ التسلسلي لنظام مضمن (مثل جهاز التوجيه ) كبديل للمراقبة عبر Ethernet.
الواجهة المادية
في RS-232، يتم إرسال بيانات المستخدم كسلسلة زمنية من البتات . يدعم المعيار كل من عمليات الإرسال المتزامنة وغير المتزامنة . بالإضافة إلى دوائر البيانات، يحدد المعيار عددًا من دوائر التحكم المستخدمة لإدارة الاتصال بين DTE وDCE. تعمل كل دائرة بيانات أو تحكم في اتجاه واحد فقط، أي الإشارة من DTE إلى DCE المرفق أو العكس. نظرًا لأن بيانات الإرسال واستقبال البيانات عبارة عن دوائر منفصلة، يمكن للواجهة أن تعمل بطريقة دوبلكس كامل ، مما يدعم تدفق البيانات المتزامن في كلا الاتجاهين. لا يحدد المعيار تأطير الأحرف داخل مجرى البيانات أو ترميز الأحرف.
مستويات الجهد


يحدد معيار RS-232 مستويات الجهد التي تتوافق مع المستويات المنطقية 1 و صفر المنطقية لنقل البيانات وخطوط إشارة التحكم. تكون الإشارات الصالحة إما في نطاق +3 إلى +15 فولت أو في نطاق -3 إلى -15 فولت فيما يتعلق بدبوس "الأرض المشتركة" (GND)؛ وبالتالي، فإن النطاق بين -3 و +3 فولت ليس مستوى RS-232 صالحًا. بالنسبة لخطوط نقل البيانات (TxD و RxD وما يعادلها من قنوات ثانوية)، يتم تمثيل المنطق 1 كجهد سلبي وتسمى حالة الإشارة "علامة". يتم الإشارة إلى الصفر المنطقي بجهد موجب وتسمى حالة الإشارة "مساحة". تحتوي إشارات التحكم على قطبية معاكسة: الحالة المؤكدة أو النشطة هي جهد موجب والحالة غير المؤكدة أو غير النشطة هي جهد سالب. تشمل أمثلة خطوط التحكم طلب الإرسال (RTS) والموافقة على الإرسال (CTS) وجاهزية محطة البيانات (DTR) وجاهزية مجموعة البيانات (DSR).
| دوائر البيانات | دوائر التحكم | الجهد االكهربى |
|---|---|---|
| 0 (مسافة) | تم التأكيد | +3 إلى +15 فولت |
| 1 (علامة) | مُلغى | -15 إلى -3 فولت |
تحدد المعايير الحد الأقصى لجهد الدائرة المفتوحة بـ 25 فولت: مستويات الإشارة ±5 فولت، ±10 فولت، ±12 فولت، و±15 فولت شائعة الاستخدام اعتمادًا على الفولتات المتاحة لدائرة محرك الخط . تحتوي العديد من شرائح محرك RS-232 على دوائر مضخة شحن مدمجة لإنتاج الفولتات المطلوبة من مصدر إمداد 3 أو 5 فولت. يجب أن تكون محركات ومستقبلات RS-232 قادرة على تحمل دوائر قصر غير محددة إلى الأرض أو إلى أي مستوى جهد يصل إلى ±25 فولت. يتم التحكم أيضًا في معدل الانحدار ، أو مدى سرعة تغير الإشارة بين المستويات.
نظرًا لأن مستويات الجهد أعلى من مستويات المنطق المستخدمة عادةً بواسطة الدوائر المتكاملة، فإن دوائر التشغيل الخاصة مطلوبة لترجمة مستويات المنطق. كما تعمل هذه الدوائر على حماية الدوائر الداخلية للجهاز من الدوائر القصيرة أو العابرة التي قد تظهر على واجهة RS-232، وتوفر تيارًا كافيًا للامتثال لمتطلبات معدل الانحدار لنقل البيانات.
نظرًا لأن كلا طرفي دائرة RS-232 يعتمدان على كون دبوس التأريض صفر فولت، فستحدث مشكلات عند توصيل الآلات وأجهزة الكمبيوتر حيث لا يكون الجهد بين دبوس التأريض في أحد الطرفين ودبوس التأريض في الطرف الآخر صفرًا. وقد يتسبب هذا أيضًا في حدوث حلقة أرضية خطيرة . يحد استخدام أرضية مشتركة من RS-232 للتطبيقات ذات الكابلات القصيرة نسبيًا. إذا كان الجهازان بعيدين بما يكفي أو على أنظمة طاقة منفصلة، فستكون اتصالات الأرض المحلية في أي من طرفي الكابل ذات فولتية مختلفة؛ سيقلل هذا الاختلاف من هامش الضوضاء للإشارات. يمكن للاتصالات التسلسلية المتوازنة والتفاضلية مثل RS-422 أو RS-485 أن تتسامح مع فروق جهد أرضي أكبر بسبب الإشارات التفاضلية. [12]
ستتمتع إشارات الواجهة غير المستخدمة والمنتهية بالأرض بحالة منطقية غير محددة. عندما يكون من الضروري ضبط إشارة تحكم بشكل دائم على حالة محددة، فيجب توصيلها بمصدر جهد يؤكد مستويات المنطق 1 أو المنطق 0، على سبيل المثال باستخدام مقاومة سحب لأعلى . توفر بعض الأجهزة جهد اختبار على موصلات واجهتها لهذا الغرض.
الموصلات
يمكن تصنيف أجهزة RS-232 على أنها أجهزة طرفية للبيانات (DTE) أو أجهزة إنهاء دائرة البيانات (DCE)؛ وهذا يحدد في كل جهاز الأسلاك التي سترسل وتستقبل كل إشارة. وفقًا للمعيار، تحتوي الموصلات الذكرية على وظائف دبوس DTE، وتحتوي الموصلات الأنثوية على وظائف دبوس DCE. قد تحتوي الأجهزة الأخرى على أي مجموعة من تعريفات جنس الموصل والدبابيس. تم تصنيع العديد من المحطات الطرفية بموصلات أنثوية ولكن تم بيعها بكابل به موصلات ذكرية في كل طرف؛ يلبي الطرف الطرفي مع كابله التوصيات الواردة في المعيار.
توصي المعايير بموصل D-subminiature 26-pin حتى الإصدار C، وتجعله إلزاميًا اعتبارًا من الإصدار D. لا تنفذ معظم الأجهزة سوى عدد قليل من الإشارات العشرين المحددة في المعيار، لذا فإن الموصلات والكابلات ذات الدبابيس الأقل كافية لمعظم الاتصالات، وهي أكثر إحكاما وأقل تكلفة. استبدل مصنعو أجهزة الكمبيوتر الشخصية موصل DB-25M بموصل DE-9M الأصغر . هذا الموصل، ذو توزيع دبابيس مختلف (انظر توزيع دبابيس المنفذ التسلسلي )، شائع لأجهزة الكمبيوتر الشخصية والأجهزة المرتبطة بها.
لا يشير وجود موصل D-sub ذي 25 سنًا بالضرورة إلى واجهة متوافقة مع RS-232-C. على سبيل المثال، في جهاز الكمبيوتر الشخصي الأصلي من IBM، كان موصل D-sub الذكر عبارة عن منفذ DTE RS-232-C (مع واجهة حلقة تيار غير قياسية على دبابيس محجوزة)، ولكن تم استخدام موصل D-sub الأنثوي على نفس طراز الكمبيوتر الشخصي لمنفذ الطابعة الموازي "Centronics" . تضع بعض أجهزة الكمبيوتر الشخصية جهدًا أو إشارات غير قياسية على بعض دبابيس المنافذ التسلسلية الخاصة بها.
الكابلات
لا يحدد المعيار طولًا أقصى للكابل، بل يحدد بدلاً من ذلك الحد الأقصى للسعة التي يجب أن تتحملها دائرة محرك متوافقة. تشير القاعدة العامة المستخدمة على نطاق واسع إلى أن الكابلات التي يزيد طولها عن 15 مترًا (50 قدمًا) سيكون لها سعة أكبر مما ينبغي، ما لم يتم استخدام كابلات خاصة. باستخدام كابلات ذات سعة منخفضة، يمكن الحفاظ على الاتصال لمسافات أكبر تصل إلى حوالي 300 متر (1000 قدم). [13] بالنسبة للمسافات الأطول، تكون معايير الإشارة الأخرى، مثل RS-422 ، أكثر ملاءمة للسرعات الأعلى.
نظرًا لأن التعريفات القياسية لا يتم تطبيقها بشكل صحيح دائمًا، فغالبًا ما يكون من الضروري استشارة الوثائق أو اختبار الاتصالات باستخدام صندوق توصيل أو استخدام التجربة والخطأ للعثور على كبل يعمل عند ربط جهازين. سيستخدم توصيل جهاز DCE وجهاز DTE المتوافقين تمامًا مع المعايير كبلًا يربط أرقام دبابيس متطابقة في كل موصل (ما يسمى "الكبل المستقيم"). تتوفر " مغيرات الجنس " لحل عدم تطابق الجنس بين الكابلات والموصلات. يتطلب توصيل الأجهزة بأنواع مختلفة من الموصلات كبلًا يربط الدبابيس المقابلة وفقًا للجدول أدناه. الكابلات التي تحتوي على 9 دبابيس في أحد الطرفين و25 في الطرف الآخر شائعة. عادةً ما يوفر مصنعو المعدات ذات موصلات 8P8C كبلًا إما بموصل DB-25 أو DE-9 (أو موصلات قابلة للتبديل في بعض الأحيان حتى يتمكنوا من العمل مع أجهزة متعددة). يمكن أن تتسبب الكابلات ذات الجودة الرديئة في إشارات خاطئة عن طريق التداخل بين خطوط البيانات والتحكم (مثل مؤشر الحلقة).
إذا كان كبل معين لا يسمح باتصال البيانات، وخاصة إذا كان هناك جهاز لتغيير الجنس قيد الاستخدام، فقد يكون من الضروري استخدام كبل مودم فارغ . لا يتم ذكر أجهزة تغيير الجنس وكبلات مودم فارغ في المعيار، لذا لا يوجد تصميم معتمد رسميًا لها.
إشارات البيانات والتحكم


يسرد الجدول التالي إشارات RS-232 المستخدمة بشكل شائع (والتي تسمى "الدوائر" في المواصفات) وتعيينات الدبابيس الخاصة بها على موصلات DB-25 الموصى بها [14] (انظر توصيلات المنفذ التسلسلي للموصلات الأخرى المستخدمة بشكل شائع والتي لا يحددها المعيار).
| الدائرة | اتجاه | دبوس DB-25 | دبوس DE-9 (TIA-574) | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| اسم | الغرض النموذجي | اختصار | دي تي إي | دي سي إي | ||
| محطة بيانات جاهزة | يعد جهاز DTE جاهزًا لاستقبال أو بدء أو متابعة مكالمة. | دي تي آر | خارج | في | 20 | 4 |
| كشف حاملة البيانات | يستقبل DCE ناقلًا من DCE بعيد. | دي سي دي | في | خارج | 8 | 1 |
| مجموعة البيانات جاهزة | DCE جاهز لاستقبال وإرسال البيانات. | دي إس آر | في | خارج | 6 | 6 |
| مؤشر الحلقة | اكتشف نظام DCE إشارة رنين واردة على خط الهاتف. | جمهورية أيرلندا | في | خارج | 22 | 9 |
| طلب الإرسال | تطلب DTE من DCE الاستعداد لنقل البيانات. | استراتيجية الوقت الحقيقي | خارج | في | 4 | 7 |
| جاهز للاستلام | يعد DTE جاهزًا لاستقبال البيانات من DCE. في حالة الاستخدام، يُفترض أن يتم تأكيد RTS دائمًا. | رتر | خارج | في | 4 | 7 |
| واضح للإرسال | DCE جاهز لقبول البيانات من DTE. | سي تي اس | في | خارج | 5 | 8 |
| البيانات المنقولة | ينقل البيانات من DTE إلى DCE. | إرسال | خارج | في | 2 | 3 |
| البيانات المستلمة | ينقل البيانات من DCE إلى DTE. | ركس د | في | خارج | 3 | 2 |
| أرضية مشتركة | مرجع الجهد الصفري لكل ما سبق. | أرضي | شائع | 7 | 5 | |
| أرض واقية | متصل بأرضية الهيكل. | بي جي | شائع | 1 | — | |
تتم تسمية الإشارات من وجهة نظر DTE. دبوس التأريض هو إرجاع مشترك للوصلات الأخرى، ويحدد الجهد "الصفري" الذي يتم الرجوع إليه للجهد على الدبابيس الأخرى. يتضمن موصل DB-25 "أرضية وقائية" ثانية على الدبوس 1؛ يتم توصيلها داخليًا بأرضية إطار الجهاز، ولا ينبغي توصيلها في الكابل أو الموصل بأرضية الإشارة.
مؤشر الحلقة

مؤشر الرنين (RI) هو إشارة يتم إرسالها من DCE إلى جهاز DTE. وهو يشير إلى الجهاز الطرفي بأن خط الهاتف يرن. في العديد من المنافذ التسلسلية للكمبيوتر، يتم إنشاء مقاطعة مادية عندما تتغير حالة إشارة RI. إن وجود دعم لهذه المقاطعة المادية يعني أنه يمكن إعلام البرنامج أو نظام التشغيل بتغيير في حالة دبوس RI، دون الحاجة إلى "استطلاع" حالة الدبوس باستمرار. لا يتوافق RI مع إشارة أخرى تحمل معلومات مماثلة في الاتجاه المعاكس.
في المودم الخارجي، غالبًا ما يتم ربط حالة دبوس مؤشر الرنين بمصباح "AA" (الإجابة التلقائية)، والذي يومض إذا اكتشفت إشارة مؤشر الرنين رنينًا. تتبع إشارة مؤشر الرنين المعلنة نمط الرنين عن كثب، مما يسمح للبرامج باكتشاف أنماط الرنين المميزة .
يتم استخدام إشارة مؤشر الحلقة بواسطة بعض أجهزة تزويد الطاقة غير القابلة للانقطاع (UPS) القديمة للإشارة إلى حالة انقطاع التيار الكهربائي للكمبيوتر.
يمكن تكوين بعض أجهزة الكمبيوتر الشخصية بحيث يتم إيقاظها عن طريق الرنين ، مما يسمح لجهاز كمبيوتر معلق بالرد على مكالمة هاتفية.
RTS وCTS وRTR
تم تعريف إشارات طلب الإرسال (RTS) ومسح الإرسال (CTS) في الأصل للاستخدام مع أجهزة مودم نصف مزدوجة الاتجاه (اتجاه واحد في كل مرة) مثل Bell 202. تعمل هذه المودمات على تعطيل أجهزة الإرسال الخاصة بها عندما لا تكون مطلوبة ويجب أن ترسل مقدمة مزامنة إلى المستقبل عند إعادة تمكينها. يؤكد DTE على RTS للإشارة إلى الرغبة في الإرسال إلى DCE، واستجابة لذلك يؤكد DCE على CTS لمنح الإذن، بمجرد تحقيق المزامنة مع DCE في الطرف البعيد. لم تعد مثل هذه المودمات قيد الاستخدام الشائع. لا توجد إشارة مقابلة يمكن أن يستخدمها DTE لإيقاف البيانات الواردة مؤقتًا من DCE. وبالتالي فإن استخدام RS-232 لإشارات RTS وCTS، وفقًا للإصدارات الأقدم من المعيار، غير متماثل.
يتم استخدام هذا المخطط أيضًا في محولات RS-232 إلى RS-485 الحالية . RS-485 عبارة عن ناقل متعدد الوصول حيث يمكن لجهاز واحد فقط الإرسال في كل مرة، وهو مفهوم غير متوفر في RS-232. يؤكد جهاز RS-232 على RTS لإخبار المحول بالسيطرة على ناقل RS-485 حتى يتمكن المحول، وبالتالي جهاز RS-232، من إرسال البيانات إلى الناقل.
تستخدم بيئات الاتصالات الحديثة مودمات ثنائية الاتجاه (في كلا الاتجاهين في نفس الوقت). وفي هذه البيئة، لا يوجد سبب لدى أجهزة DTE لإلغاء تفعيل RTS. ومع ذلك، نظرًا لاحتمالية تغيير جودة الخط، والتأخير في معالجة البيانات، وما إلى ذلك، هناك حاجة إلى التحكم في التدفق المتماثل ثنائي الاتجاه .
تم تطوير بديل متماثل يوفر التحكم في التدفق في كلا الاتجاهين وتم تسويقه في أواخر الثمانينيات من قبل العديد من مصنعي المعدات. أعاد تعريف إشارة RTS لتعني أن DTE جاهز لاستقبال البيانات من DCE. تم تدوين هذا المخطط في النهاية في الإصدار RS-232-E (TIA-232-E في ذلك الوقت) من خلال تحديد إشارة جديدة، "RTR (جاهز للاستقبال)"، وهي الدائرة 133 من CCITT V.24. تم تحديث TIA-232-E والمعايير الدولية المقابلة لإظهار أن الدائرة 133، عند تنفيذها، تشترك في نفس الدبوس مثل RTS (طلب الإرسال)، وأنه عندما يكون 133 قيد الاستخدام، يفترض DCE أن RTS مؤكد في جميع الأوقات. [15]
في هذا المخطط، والذي يُطلق عليه عادةً "التحكم في تدفق RTS/CTS" أو "مصافحة RTS/CTS" (على الرغم من أن الاسم الصحيح من الناحية الفنية سيكون "RTR/CTS")، يؤكد DTE على RTS كلما كان جاهزًا لاستقبال البيانات من DCE، ويؤكد DCE على CTS كلما كان جاهزًا لاستقبال البيانات من DTE. وعلى عكس الاستخدام الأصلي لـ RTS وCTS مع أجهزة مودم نصف دوبلكس، تعمل هاتان الإشارتان بشكل مستقل عن بعضهما البعض. هذا مثال للتحكم في التدفق بواسطة الأجهزة . ومع ذلك، فإن "التحكم في التدفق بواسطة الأجهزة" في وصف الخيارات المتاحة على جهاز مزود بمنفذ RS-232 لا يعني دائمًا مصافحة RTS/CTS.
يجب إعداد المعدات التي تستخدم هذا البروتوكول لتخزين بعض البيانات الإضافية مؤقتًا، حيث قد يكون النظام البعيد قد بدأ في الإرسال قبل أن يلغي النظام المحلي تأكيد RTR.
RS-232 بثلاثة أسلاك وخمسة أسلاك
يُستخدم عادةً اتصال RS-232 "ثلاثي الأسلاك" البسيط الذي يتكون فقط من بيانات الإرسال واستقبال البيانات والأرض، عندما لا تكون هناك حاجة إلى كامل إمكانيات RS-232. ويمكن حتى استخدام اتصال ثنائي الأسلاك (بيانات وأرض) إذا كان تدفق البيانات في اتجاه واحد (على سبيل المثال، ميزان بريدي رقمي يرسل قراءة وزن بشكل دوري، أو جهاز استقبال GPS يرسل الموقع بشكل دوري، إذا لم يكن هناك حاجة إلى تكوين عبر RS-232). عندما يكون التحكم في تدفق الأجهزة مطلوبًا فقط بالإضافة إلى البيانات ثنائية الاتجاه، تتم إضافة خطوط RTS وCTS في إصدار خماسي الأسلاك.
الميزات التي نادرا ما تستخدم
تحدد معايير EIA-232 التوصيلات للعديد من الميزات التي لا تُستخدم في معظم التطبيقات. ويتطلب استخدامها موصلات وكابلات ذات 25 سنًا.
اختيار معدل الإشارة
يمكن لجهاز DTE أو DCE تحديد استخدام معدل إشارة "عالي" أو "منخفض". يجب تكوين المعدلات، وكذلك الجهاز الذي سيحدد المعدل، في كل من جهاز DTE وDCE. يختار الجهاز المُعد مسبقًا المعدل العالي عن طريق ضبط إشارة محدد معدل إشارة البيانات (DSRS، الدبوس 23) على ON. تسمى هذه الإشارة أحيانًا "تحديد معدل البيانات" (DRS)، ولا ينبغي الخلط بينها وبين "مجموعة البيانات الجاهزة" الأكثر استخدامًا (DSR، الدبوس 6).
اختبار الحلقة الراجعة
تحتوي العديد من أجهزة DCE على إمكانية loopback تستخدم للاختبار. عند تمكينها، يتم إرجاع الإشارات إلى المرسل بدلاً من إرسالها إلى المستقبل. إذا تم دعمها، يمكن لجهاز DTE إرسال إشارة إلى جهاز DCE المحلي (الذي يتصل به) للدخول في وضع loopback عن طريق ضبط Local Loop (LL، pin 18) على ON، أو جهاز DCE البعيد (الذي يتصل به جهاز DCE المحلي) للدخول في وضع loopback عن طريق ضبط Remote Loop (RL، pin 21) على ON. يقوم الأخير باختبار رابط الاتصالات، بالإضافة إلى جهازي DCE. عندما يكون جهاز DCE في وضع الاختبار، فإنه يرسل إشارة إلى جهاز DTE عن طريق ضبط Test Indicator (TI، pin 25) على ON.
لا تتضمن النسخة المستخدمة بشكل شائع من اختبار الحلقة الراجعة أي قدرة خاصة لأي من الطرفين. الحلقة الراجعة للأجهزة هي ببساطة سلك يربط بين دبابيس تكميلية في نفس الموصل (انظر الحلقة الراجعة ).
يتم إجراء اختبار الحلقة الراجعة في كثير من الأحيان باستخدام جهاز DTE متخصص يسمى جهاز اختبار معدل خطأ البت (أو BERT).
إشارات التوقيت
توفر بعض الأجهزة المتزامنة إشارة ساعة لمزامنة نقل البيانات، وخاصة عند معدلات البيانات الأعلى. يتم توفير إشارتين توقيت بواسطة DCE. الدبوس 15 هو ساعة المرسل (TCK)، أو توقيت الإرسال (ST)؛ يضع DTE البت التالي على خط بيانات الإرسال (الدبوس 2) عندما تنتقل هذه الساعة من OFF إلى ON (لذا فهي مستقرة أثناء انتقال ON إلى OFF عندما يسجل DCE البت). الدبوس 17 هو ساعة المستقبل (RCK)، أو توقيت الاستقبال (RT)؛ يقرأ DTE البت التالي من خط بيانات الاستقبال (الدبوس 3) عندما تنتقل هذه الساعة من ON إلى OFF.
بدلاً من ذلك، يمكن لـ DTE توفير إشارة ساعة، تسمى توقيت المرسل (TT، الدبوس 24) للبيانات المرسلة. تتغير البيانات عندما تنتقل الساعة من OFF إلى ON، وتتم قراءتها أثناء الانتقال من ON إلى OFF. يمكن استخدام TT للتغلب على مشكلة تأخير الانتشار في كبل طويل. يجب على ST عبور كبل بطول وتأخير غير معروفين، وتسجيل بت من DTE بعد تأخير غير معروف آخر، وإعادته إلى DCE عبر نفس تأخير الكابل غير المعروف. عند إرسال البيانات بسرعة عالية، قد لا يصل بت البيانات في الوقت المناسب للانتقال من ON إلى OFF لـ ST.
نظرًا لأنه يمكن إصلاح العلاقة بين البت المرسل وTT في تصميم DTE، ولأن كلتا الإشارتين تعبران نفس طول الكابل، فإن استخدام TT يزيل المشكلة. يمكن إنشاء TT عن طريق إعادة حلقة ST مع تغيير الطور المناسب لمواءمتها مع البيانات المرسلة. تتيح حلقة ST العودة إلى TT لـ DTE استخدام DCE كمرجع تردد، وتصحيح الساعة لتوقيت البيانات.
تعتبر التوقيت المتزامن مطلوبًا لبروتوكولات مثل SDLC و HDLC و X.25 .
القناة الثانوية
يمكن تنفيذ قناة بيانات ثانوية، متطابقة في قدرتها مع القناة الأساسية، بشكل اختياري بواسطة أجهزة DTE وDCE. تكون تعيينات الدبابيس على النحو التالي:
| إشارة | دبوس |
|---|---|
| أرضية مشتركة | 7 (نفس الأساسي) |
| البيانات المنقولة الثانوية (STD أو S.TxD) | 14 |
| البيانات المستلمة الثانوية (SRD أو S.RxD) | 16 |
| طلب ثانوي للإرسال (SRTS أو S.RTS) | 19 |
| الموافقة الثانوية للإرسال (SCTS أو S.CRS) | 13 |
| اكتشاف الناقل الثانوي (SDCD أو S.DCD) | 12 |
المعايير ذات الصلة
قد لا تتفاعل معايير الإشارة التسلسلية الأخرى مع منافذ RS-232 المتوافقة مع المعيار. على سبيل المثال، يؤدي استخدام مستويات TTL القريبة من +5 فولت و0 فولت إلى وضع مستوى العلامة في المنطقة غير المحددة للمعيار. تُستخدم هذه المستويات أحيانًا مع أجهزة استقبال GPS وأجهزة تحديد العمق المتوافقة مع NMEA 0183. يلزم وجود شريحة مثل MAX232 لتحويل مستويات الجهد.
تستخدم حلقة التيار 20 مللي أمبير غياب تيار 20 مللي أمبير للتيار العالي، ووجود تيار في الحلقة للتيار المنخفض؛ وغالبًا ما تُستخدم طريقة الإشارة هذه للوصلات البعيدة المسافة والمعزولة بصريًا . يتطلب توصيل جهاز حلقة التيار بمنفذ RS-232 متوافق مترجم مستوى. يمكن لأجهزة حلقة التيار توفير جهد يتجاوز حدود الجهد اللازم لتحمله لجهاز متوافق. نفذت بطاقة المنفذ التسلسلي الأصلية لجهاز كمبيوتر IBM واجهة حلقة تيار 20 مللي أمبير، والتي لم يتم محاكاتها أبدًا من قبل الموردين الآخرين للمعدات المتوافقة مع القابس .
واجهات تسلسلية أخرى مشابهة لـRS-232:
- RS-422 – نظام عالي السرعة مشابه لـ RS-232 ولكن مع إشارات تفاضلية
- RS-423 – نظام عالي السرعة مشابه لـ RS-422 ولكن بإشارات غير متوازنة
- RS-449 – واجهة وظيفية وميكانيكية تستخدم إشارات RS-422 وRS-423؛ لم تحظَ بشعبية مثل RS-232 وتم سحبها من قبل EIA
- RS-485 – سليل RS-422 الذي يمكن استخدامه كحافلة في تكوينات متعددة النقاط
- MIL-STD-188 – نظام مثل RS-232 ولكن مع مقاومة أفضل وتحكم أفضل في زمن الارتفاع. هناك فرق كبير جدًا: يستخدم RS-232 جهدًا موجبًا للإشارة إلى 0 وجهدًا سالبًا للإشارة إلى 1. يستخدم MIL-STD-188 جهدًا سالبًا للإشارة إلى 0 وجهدًا موجبًا للإشارة إلى 1.
- EIA-530 – نظام عالي السرعة يستخدم خصائص كهربائية RS-422 أو RS-423 في تكوين توصيلات EIA-232، وبالتالي يجمع بين الأفضل من كليهما؛ يحل محل RS-449
- EIA/TIA-561 – يحدد توصيلات RS-232 للموصلات المعيارية ذات الثمانية مواضع والثمانية جهات الاتصال (8P8C) (والتي قد يطلق عليها بشكل غير صحيح موصلات RJ45)
- EIA/TIA-562 – إصدار الجهد المنخفض من EIA/TIA-232
- TIA-574 – توحيد دبابيس موصل D-subminiature ذي 9 دبابيس للاستخدام مع الإشارات الكهربائية EIA-232، كما هو منشأ على IBM PC/AT
- EIA/TIA-694 – مشابه لـ TIA/EIA-232-F ولكن مع دعم لمعدلات بيانات أعلى تصل إلى 512 كيلوبت/ثانية
ينشر الاتحاد الدولي للاتصالات المعيار ITR-R V.24 (الذي كان يُعرف سابقًا باسم معيار CCITT V.24)، "قائمة التعريفات الخاصة بدوائر التبادل بين معدات طرفية للبيانات (DTE) ومعدات إنهاء دوائر البيانات (DCE)" مع تعريفات الدوائر المتوافقة مع تلك الواردة في EIA RS 232. لا يحدد المعيار V.24 مستويات الإشارة أو التوقيت. يتم تحديد المعلمات الكهربائية للإشارات في المعيار ITU-RV.28.
أدوات التطوير
عند تطوير أو استكشاف أخطاء الأنظمة التي تستخدم RS-232، قد يكون الفحص الدقيق لإشارات الأجهزة مهمًا للعثور على المشكلات. يمكن القيام بذلك باستخدام أجهزة بسيطة بها مصابيح LED تشير إلى مستويات المنطق للبيانات وإشارات التحكم. يمكن استخدام كبلات "Y" للسماح باستخدام منفذ تسلسلي آخر لمراقبة كل حركة المرور في اتجاه واحد. محلل الخط التسلسلي هو جهاز مشابه لمحلل المنطق ولكنه متخصص في مستويات الجهد والموصلات وإشارات الساعة في RS-232، حيث يتم استخدامه؛ فهو يجمع ويخزن ويعرض البيانات وإشارات التحكم، مما يسمح للمطورين بمشاهدتها بالتفصيل. يعرض البعض الإشارات ببساطة كأشكال موجية؛ تتضمن الإصدارات الأكثر تفصيلاً القدرة على فك تشفير الأحرف في ASCII أو أكواد شائعة أخرى وتفسير البروتوكولات الشائعة المستخدمة عبر RS-232 مثل SDLC و HDLC و DDCMP و X.25 . تتوفر أجهزة تحليل الخطوط التسلسلية كوحدات مستقلة، وكبرامج وكابلات واجهة لمحللات المنطق وأجهزة قياس الذبذبات للأغراض العامة ، وكبرامج تعمل على أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الشخصية الشائعة.
انظر أيضا
مراجع
- ^ تم أرشفة قاموس القياس في 2012-11-29 على موقع Wayback Machine، وهو برنامج تعليمي عن Landis + Gyr (راجع EIA )
- ^ abcdef Evans, Jr., John M.; O'Neill, Joseph T.; Little, John L.; Albus, James S.; Barbera, Anthony J.; Fife, Dennis W.; Fong, Elizabeth N.; Gilsinn, David E.; Holberton, Frances E.; Lucas, Brian G.; Lyon, Gordon E.; Marron, Beatrice AS; Neumann, Albercht J.; Vickers, Mabel V.; Walker, Justin C. (October 1976), Standards for Computer Aided Manufacturing (Second Interim Report ed.), Office of Developmental Automation and Control Technology, Institute for Computer Sciences and Technology, National Bureau of Standards, Washington, DC, USA: Manufacturing Technology Division, Air Force Materials Laboratory, Wright-Patterson Air Force Base, Ohio 45433, NBSIR 76-1094 , تم الاسترجاع في 2017-03-04
- ^ "ربط الوحش؟". This Old Mill . 2017-03-28 . تم الاسترجاع 2023-06-08 .
- ^ معيار EIA RS-232-C: الواجهة بين معدات طرفية للبيانات ومعدات اتصالات البيانات التي تستخدم تبادل البيانات الثنائية التسلسلية . واشنطن، الولايات المتحدة الأمريكية: جمعية الصناعات الإلكترونية ، قسم الهندسة. 1969. OCLC 38637094.
- ^ "دليل RS232 حول واجهة البيانات والكابلات". ARC Electronics. 2010. تم الاسترجاع في 2011-07-28 .
- ^ "حقائق عن TIA في لمحة". حول TIA . رابطة صناعة الاتصالات . تم الاسترجاع في 2011-07-28 .
- ^ S. Mackay, E. Wright, D. Reynders, J. Park, شبكات البيانات الصناعية العملية: التصميم والتركيب واستكشاف الأخطاء وإصلاحها ، Newnes، 2004 ISBN 07506 5807X ، الصفحات 41-42
- ^ هورويتز، بول ؛ هيل، وينفيلد (1989). فن الإلكترونيات (الطبعة الثانية). كامبريدج، إنجلترا: مطبعة جامعة كامبريدج . ص 723-726. ISBN 0-521-37095-7.
- ^ دليل تصميم أجهزة الكمبيوتر الشخصي 97. ريدموند، واشنطن، الولايات المتحدة الأمريكية: مطبعة مايكروسوفت . 1997. ISBN 1-57231-381-1.
- ^ "أطوال الكابلات التسلسلية". www.tldp.org . تم الاسترجاع في 2020-01-01 .
- ^ أندروز، جان (2020). دليل CompTIA A+ للدعم الفني لتكنولوجيا المعلومات . دارك، جوي، ويست، جيل (الطبعة العاشرة). بوسطن، ماساتشوستس، الولايات المتحدة الأمريكية: سينجيج ليرنينج. ص. 267. رقم ISBN 978-0-357-10829-1. OCLC 1090438548.
- ^ ويلسون، مايكل ر. (يناير 2000). "نظرة عامة على TIA/EIA-422-B" (PDF) . ملاحظة التطبيق 1031. ناشيونال سيميكوندكتور . مؤرشف من الأصل (PDF) في 2010-01-06 . تم الاسترجاع في 2011-07-28 .
- ^ لورانس، توني (1992). "Serial Wiring". AP Lawrence . تم الاسترجاع في 2011-07-28 .
- ^ "Serial (PC 25)". دليل توصيل الدبابيس .
- ^ Leedom, Casey (1990-02-20). "Re: EIA-232 full duplex RTS/CTS flow control standard proposal". مجموعة الأخبار : comp.dcom.modems. Usenet: 49249@lll-winken.LLNL.GOV . تم الاسترجاع في 2014-02-03 .
قراءة إضافية
- أكسلسون، جان (2007). Serial Port Complete: COM Ports, USB Virtual COM Ports, and Ports for Embedded Systems (الطبعة الثانية). Lakeview Research. ISBN 978-1-931-44806-2.
- دوائر الواجهة لـ TIA/EIA-232-F: ملاحظات التصميم (PDF) . منتجات الإشارات المختلطة (تقرير فني). Texas Instruments . سبتمبر 2002. SLLA037. مؤرشف (PDF) من الأصل في 2017-03-05 . تم الاسترجاع في 2017-03-05 .
- أساسيات الاتصالات التسلسلية RS-232 (PDF) . شركة دالاس لأشباه الموصلات . 1998-03-09. ملاحظة التطبيق 83. مؤرشف (PDF) من الأصل في 2017-03-05 . تم الاسترجاع في 2017-03-05 .
- "RS232C Standard". قاعدة المعرفة . National Instruments . مؤرشف من الأصل في 2017-03-05 . تم الاسترجاع في 2017-03-05 .
- توصية الاتحاد الدولي للاتصالات رقم 24 - اتصالات البيانات عبر شبكة الهاتف - قائمة التعريفات الخاصة بدوائر التبادل بين معدات طرفية للبيانات (DTE) ومعدات إنهاء دائرة البيانات (DCE). الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU-T). مارس 1993. مؤرشف من الأصل في 2015-08-17 . تم الاسترجاع في 2017-03-05 .
