Rs232 धारावाहिक संचार प्रोटोकॉल: मूल बातें, काम और विनिर्देशों

उद्योगों और वाणिज्यिक उत्पादों में उपयोग किए जाने वाले सबसे पुराने, अभी तक लोकप्रिय संचार प्रोटोकॉल में से एक RS232 संचार प्रोटोकोम एल है। RS232 शब्द "अनुशंसित मानक 232" के लिए खड़ा है और यह एक प्रकार का धारावाहिक संचार है जिसका उपयोग सामान्य दूरी में डेटा के संचरण के लिए किया जाता है। यह 1960 के दशक में वापस लाया गया था और कंप्यूटर प्रिंटर, फैक्टरी ऑटोमेशन डिवाइस आदि जैसे कई अनुप्रयोगों में अपना रास्ता खोज लिया है। आज कई आधुनिक संचार प्रोटोकॉल जैसे RS485, SPI, I2C, CAN आदि हैं। यदि आप रुचि रखते हैं, तो आप उन्हें देख सकते हैं। । इस लेख में, हम RS232 प्रोटोकॉल की मूल बातें समझेंगे और यह कैसे काम करता है।

एक धारावाहिक संचार क्या है?

दूरसंचार में, कंप्यूटर बस में क्रमिक रूप से डेटा भेजने की प्रक्रिया को धारावाहिक संचार कहा जाता है, जिसका अर्थ है कि डेटा को बिट से प्रसारित किया जाएगा। जबकि समानांतर संचार में डेटा को एक समय में कई डेटा लाइनों या बसों पर एक बाइट (8 बिट) या चरित्र में प्रेषित किया जाता है। सीरियल संचार समानांतर संचार की तुलना में धीमा है, लेकिन कम लागत और व्यावहारिक कारणों के कारण लंबे डेटा ट्रांसमिशन के लिए उपयोग किया जाता है।

समझने के लिए उदाहरण:

सीरियल संचार - आप मशीन गन का उपयोग करके एक लक्ष्य की शूटिंग कर रहे हैं, जहां एक-एक करके गोलियां पहुंचती हैं।

समानांतर संचार - आप एक शॉटगन का उपयोग करके एक लक्ष्य की शूटिंग कर रहे हैं, जहां एक ही समय में कई संख्या में गोलियां पहुंचती हैं।

सीरियल कम्युनिकेशन में डेटा ट्रांसफर के मोड:

• एसिंक्रोनस डेटा ट्रांसफर - वह मोड जिसमें डेटा के बिट्स एक घड़ी पल्स द्वारा सिंक्रनाइज़ नहीं किए जाते हैं। क्लॉक पल्स एक संकेत है जिसका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम में ऑपरेशन के सिंक्रनाइज़ेशन के लिए किया जाता है।
• सिंक्रोनस डेटा ट्रांसफर - वह मोड जिसमें डेटा के बिट्स एक घड़ी पल्स द्वारा सिंक्रनाइज़ किए जाते हैं।

सीरियल कम्युनिकेशन के लक्षण:

• संचरण की गति को मापने के लिए बॉड दर का उपयोग किया जाता है। इसे एक सेकंड में बिट्स पास करने की संख्या के रूप में वर्णित किया गया है । उदाहरण के लिए, यदि बॉड दर 200 है तो प्रति बिट 200 बिट पास हुआ। टेलीफोन लाइनों में, बॉड दरें 14400, 28800 और 33600 होगी ।
• स्टॉप बिट्स का उपयोग ट्रांसमिशन को रोकने के लिए एक पैकेट के लिए किया जाता है जिसे "टी" के रूप में दर्शाया जाता है। कुछ विशिष्ट मूल्य 1, 1.5 और 2 बिट हैं ।
• Parity Bit त्रुटियों की जाँच का सबसे सरल रूप है। चार प्रकार के होते हैं, अर्थात्, और भी विषम, चिह्नित और स्थान। उदाहरण के लिए, यदि 011 एक संख्या समता बिट = 0 है, यानी समता और समता = 1, अर्थात विषमता।

RS232 क्या है?

RS232C "अनुशंसित मानक 232C" मानक 25 पिन का हालिया संस्करण है जबकि, RS232D जो 22 पिन का है। नए पीसी के पुरुष डी-प्रकार में जो 9 पिन का है।

RS232 एक मानक प्रोटोकॉल है जिसका उपयोग धारावाहिक संचार के लिए किया जाता है, इसका उपयोग कंप्यूटर और उसके परिधीय उपकरणों को जोड़ने के लिए किया जाता है ताकि उनके बीच धारावाहिक डेटा का आदान-प्रदान हो सके। चूंकि यह उपकरणों के बीच डेटा विनिमय के लिए उपयोग किए जाने वाले मार्ग के लिए वोल्टेज प्राप्त करता है। इसका उपयोग 1.492kbps की दर के साथ 50 फीट तक के धारावाहिक संचार में किया जाता है। जैसा कि EIA परिभाषित करता है, RS232 का उपयोग डेटा ट्रांसमिशन उपकरण (DTE) और डेटा संचार उपकरण (DCE) को जोड़ने के लिए किया जाता है ।

यूनिवर्सल एसिंक्रोनस डेटा रिसीवर और ट्रांसमीटर (UART) का उपयोग प्रिंटर और कंप्यूटर के बीच डेटा स्थानांतरित करने के लिए RS232 के संबंध में किया जाता है। माइक्रोकंट्रोलर इस तरह के वोल्टेज स्तर को संभालने में सक्षम नहीं हैं, कनेक्टर RS232 सिग्नल के बीच जुड़े हुए हैं। इन कनेक्टरों को सीरियल पोर्ट के रूप में DB-9 कनेक्टर के रूप में जाना जाता है और वे दो प्रकार के पुरुष कनेक्टर (डीटीई) और महिला कनेक्टर (डीसीई) के होते हैं।

विद्युत निर्दिष्टीकरण

आइए नीचे दिए गए RS232 के विद्युत विनिर्देशों पर चर्चा करें:

• वोल्टेज स्तर: RS232 भी जमीन और 5V स्तर के रूप में इस्तेमाल किया। बाइनरी 0 + 5V से + 15Vdc तक वोल्टेज के साथ काम करता है। इसे 'ON' या स्पेसिंग (उच्च वोल्टेज स्तर) कहा जाता है जबकि बाइनरी 1 -5 वी से लेकर -15VV तक के वोल्टेज के साथ काम करता है। इसे 'ऑफ' या मार्किंग (लो वोल्टेज स्तर) कहा जाता है।
• प्राप्त सिग्नल वोल्टेज स्तर: बाइनरी 0 प्राप्त सिग्नल वोल्टेज पर + 3 वी से +13 वीडीसी तक काम करता है और बाइनरी 1 -3 वी से -13 वीडीसी तक वोल्टेज के साथ काम करता है।
• लाइन इम्पीडेंस : तारों की प्रतिबाधा 3 ओम से 7 ओम तक होती है और अधिकतम केबल की लंबाई 15 मीटर होती है, लेकिन कैपेसिटेंस प्रति यूनिट लंबाई के मामले में नई अधिकतम लंबाई।
• ऑपरेशन वोल्टेज: ऑपरेशन वोल्टेज 250v एसी अधिकतम होगा।
• वर्तमान रेटिंग: वर्तमान रेटिंग 3 एम्प्स अधिकतम होगी।
• ढांकता हुआ समझ वोल्टेज: 1000 VAC मिनट।
• Slew Rate: सिग्नल स्तर के परिवर्तन की दर को Slew Rate कहा जाता है। इसके स्लीव रेट के साथ 30 V / microsecond तक और अधिकतम बिटरेट 20 kbps होगा।

RS232 कैसे काम करता है?

RS232 दो-तरफ़ा संचार पर काम करता है जो एक दूसरे को डेटा का आदान-प्रदान करता है। दो डिवाइस एक दूसरे से जुड़े होते हैं, (DTE) डेटा ट्रांसमिशन उपकरण और (DCE) डेटा कम्युनिकेशन उपकरण जिनमें TXD, RXD और RTS & CTS जैसे पिन होते हैं । अब, DTE स्रोत से, RTS डेटा भेजने के लिए अनुरोध करता है। फिर दूसरी तरफ से DCE, CTS, डेटा प्राप्त करने के लिए रास्ता साफ करता है। एक रास्ता साफ़ करने के बाद, यह करने के लिए एक संकेत दे देंगे आरटीएस की DTE स्रोत संकेत भेजने के लिए। फिर बिट्स को DTE से DCE तक प्रेषित किया जाता है । अब फिर से डी.सी.ई.स्रोत, अनुरोध के द्वारा उत्पन्न किया जा सकता RTS और सीटीएस की DTE सूत्रों डेटा प्राप्त करने के लिए पथ को साफ करता है और एक संकेत डेटा भेजने के लिए देता है। यह पूरी प्रक्रिया है जिसके माध्यम से डेटा ट्रांसमिशन होता है।

TXD	ट्रांसमीटर
RXD	RECEIVER
आरटीएस	भेजने के लिए निवेदन
सीटीएस	साफ करने के लिए भेजें
GND	भू

उदाहरण के लिए: संकेत तर्क 1, यानी -12 वी पर सेट होते हैं। डेटा ट्रांसमिशन अगले बिट से शुरू होता है और इसे सूचित करने के लिए, DTE स्टार्ट बिट को DCE भेजता है। प्रारंभ बिट हमेशा '0' है, अर्थात, +12 V और अगले 5 से 9 वर्ण डेटा बिट्स हैं। यदि हम समता बिट का उपयोग करते हैं, तो 8 बिट डेटा प्रेषित किया जा सकता है जबकि यदि समता का उपयोग नहीं किया जाता है, तो 9 बिट्स प्रेषित किए जा रहे हैं। स्टॉप बिट्स ट्रांसमीटर द्वारा भेजे जाते हैं जिनके मान डेटा ट्रांसमिशन के बाद 1, 1.5 या 2 बिट्स होते हैं।

यांत्रिक विशिष्टता

यांत्रिक विशिष्टताओं के लिए, हमें दो प्रकार के कनेक्टरों के बारे में अध्ययन करना होगा जो DB-25 और DB-9 हैं । DB-25 में, 25 पिन उपलब्ध हैं जिनका उपयोग कई अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है, लेकिन कुछ अनुप्रयोगों ने पूरे 25 पिन का उपयोग नहीं किया। तो, 9 पिन कनेक्टर को उपकरणों और उपकरणों की सुविधा के लिए बनाया गया है।

अब, यहां हम DB-9 पिन कनेक्टर के बारे में चर्चा कर रहे हैं, जो कि माइक्रोकंट्रोलर और कनेक्टर के बीच कनेक्शन के लिए उपयोग किया जाता है। ये दो प्रकार के होते हैं: पुरुष कनेक्टर (DTE) और महिला कनेक्टर (DCE) । शीर्ष पंक्ति पर 5 पिन और नीचे पंक्ति में 4 पिन हैं। इसे अक्सर डीई -9 या डी-टाइप कनेक्टर कहा जाता है ।

DB-9 कनेक्टर की पिन संरचना:

पिन विवरण DB-9 कनेक्टर:

पिन नं।	पिन नाम	पिन विवरण
1	सीडी (कैरियर का पता लगाने)	DCE से आने वाले संकेत
२	RD (डेटा प्राप्त करें)	DTE से आने वाले डेटा प्राप्त करता है
३	टीडी (प्रसारण डेटा)	DCE को आउटगोइंग डेटा भेजें
४	DTR (डेटा टर्मिनल रेडी)	आउटगोइंग हैंडशेकिंग सिग्नल
५	GND (सिग्नल ग्राउंड)	आम संदर्भ वोल्टेज
६	DSR (डेटा सेट तैयार)	आने वाले हाथ मिलाने का संकेत
।	RTS (भेजने का अनुरोध)	प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए आउटगोइंग सिग्नल
।	CTS (भेजने के लिए साफ़ करें)	प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए आवक संकेत
९	आरआई (रिंग इंडिकेटर)	DCE से आने वाले संकेत

हैंडशेकिंग क्या है?

हैंडशेकिंग वह प्रक्रिया है, जो डेटा के वास्तविक हस्तांतरण से पहले कनेक्शन बनाने के लिए DTE से DCE को सिग्नल ट्रांसफर करने के लिए उपयोग की जाती है। ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच संदेश को हाथ मिलाने से किया जा सकता है।

कर रहे हैं प्रक्रियाओं handshaking के 3 प्रकार के रूप में नामित: -

कोई हैंडशेकिंग नहीं:

यदि कोई हैंडशेकिंग नहीं है, तो DCE पहले से प्राप्त डेटा को पढ़ता है जबकि DTE अगला डेटा प्रसारित करता है। रिसीवर के बफर के रूप में जाना जाने वाला मेमोरी स्थान में संग्रहीत सभी प्राप्त डेटा। यह बफ़र केवल एक बिट को स्टोर कर सकता है इसलिए रिसीवर को अगले बिट के आने से पहले मेमोरी बफर को पढ़ना होगा। यदि रिसीवर बफर में संग्रहीत बिट को पढ़ने में सक्षम नहीं है और अगला बिट आता है तो संग्रहीत बिट खो जाएगा।

जैसा कि नीचे दिए गए आरेख में दिखाया गया है, एक रिसीवर 5 ^वें बिट आगमन तक 4 ^वें बिट को पढ़ने में असमर्थ था और इस परिणाम में 5 ^वें बिट और 4 ^वें बिट द्वारा 4 ^वें बिट के ओवरराइडिंग खो जाता है।

हार्डवेयर हैंडशेकिंग:

• यह डेटा प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए विशिष्ट सीरियल पोर्ट्स, अर्थात, RTS और CTS का उपयोग करता है।
• इस प्रक्रिया में, ट्रांसमीटर रिसीवर से पूछता है कि वह डेटा प्राप्त करने के लिए तैयार है तो रिसीवर बफर की जाँच करता है कि यह खाली है, यदि यह खाली है तो यह ट्रांसमीटर को संकेत देगा कि मैं डेटा प्राप्त करने के लिए तैयार हूं।
• रिसीवर किसी भी डेटा को नहीं भेजने के लिए ट्रांसमीटर को संकेत देता है जबकि पहले से प्राप्त डेटा को पढ़ा नहीं जा सकता है।
• इसकी कार्य करने की प्रक्रिया ऊपर बताई गई है।

सॉफ्टवेयर हैंडशेकिंग:

• इस प्रक्रिया में, दो रूप हैं, अर्थात, X-ON & X-OFF। यहाँ 'X' ट्रांसमीटर है।
• X-ON वह हिस्सा है जिसमें यह डेटा ट्रांसमिशन को फिर से शुरू करता है।
• X-OFF वह हिस्सा है जिसमें यह डेटा ट्रांसमिशन को रोक देता है।
• इसका उपयोग डेटा प्रवाह को नियंत्रित करने और ट्रांसमिशन के दौरान नुकसान को रोकने के लिए किया जाता है।

RS232 संचार के अनुप्रयोग

• RS232 धारावाहिक संचार का उपयोग पुरानी पीढ़ी के पीसी में माउस, प्रिंटर, मॉडेम आदि परिधीय उपकरणों को जोड़ने के लिए किया जाता है।
• आजकल, RS232 को उन्नत यूएसबी द्वारा बदल दिया गया है।
• इसका उपयोग पीएलसी मशीनों, सीएनसी मशीनों और सर्वो नियंत्रकों में भी किया जाता है क्योंकि यह बहुत सस्ता है।
• यह अभी भी कुछ माइक्रोकंट्रोलर बोर्ड, रसीद प्रिंटर, पॉइंट ऑफ़ सेल सिस्टम (PoS), आदि द्वारा उपयोग किया जाता है।