Giao Tiếp RS232 Là Gì? – Ưu Nhược điểm Của Cổng ...

RS232 hay RS232 là gì?. Đó là một cụm từ bạn có thể nghe khá thường xuyên trong ngành công nghiệp, đặc biệt là bởi những người lớn tuổi hơn. Hy vọng rằng bài viết này sẽ đem đến cho bạn những thông tin cần thiết nhất về RS232.

• Bộ Chuyển Đổi Z109REG-BP | -20V…+20V -20mA…+20mA
• Bộ hiển thị 4-20mA 0-10V
• Cảm Biến Chất Lỏng – Phát Hiện – Đo Mức
• Cảm biến mực nước không tiếp xúc CPS-24
• Bộ chuyển đổi tín hiệu PT100 sang 0-10V

Bắt đầu thôi!

Tóm Tắt Nội Dung

• RS232 là gì?
  • Truyền thông nối tiếp chuẩn rs232 là gì?
  • Đặc điểm của chuẩn truyền thông rs232 là gì?
• Chuẩn giao tiếp RS232 là gì
• Thông số kỹ thuật của mạch RS232 là gì
• Cấu tạo của cổng RS232 là gì
• Chuẩn giao tiếp RS232 là gì? Hoạt động như thế nào?
• Các PLC sử dụng cổng kết nối RS232 là để làm gì?
• Ưu nhược điểm của cáp RS232 là gì?
  • Ưu điểm của RS232
  • Nhược điểm của RS232
• Các ứng dụng sử dụng giao thức RS232
• Các phương pháp chuyển đổi tín hiệu RS232
  • Chuyển đổi tín hiệu RS232 sang RS485
  • Chuyển đổi tín hiệu RS232 sang Ethernet
• Lời kết

RS232 là gì?

RS232 là một hình thức truyền dữ liệu nối tiếp. Hay nói một cách đơn giản, đó là một hình thức giao tiếp. Hầu hết mọi người chỉ đơn giản gọi nó là một kết nối nối tiếp.

Trong quá khứ, nó là hình thức truyền dữ liệu được sử dụng nhiều nhất. Bạn có thể sẽ nhận ra cáp DB9 9 chân tiêu chuẩn hay còn gọi là cổng COM. Nói một cách đơn giản, RS232 truyền tín hiệu bằng điện áp dương cho nhị phân 0 và điện áp âm cho nhị phân 1.

RS232 được sử dụng để kết nối máy tính và các thiết bị ngoại vi để cho phép trao đổi dữ liệu nối tiếp giữa chúng. Như EIA định nghĩa, RS232 được sử dụng để kết nối Thiết bị truyền dữ liệu DTE và DCE.

Truyền thông nối tiếp chuẩn rs232 là gì?

Trong viễn thông, quá trình gửi dữ liệu tuần tự qua một bus máy tính được gọi là giao tiếp nối tiếp, có nghĩa là dữ liệu sẽ được truyền từng bit một. Trong khi giao tiếp song song, dữ liệu được truyền theo byte (8 bit) hoặc ký tự hoặc bus tại một thời điểm. Giao tiếp nối tiếp chậm hơn so với giao tiếp song song nhưng được sử dụng để truyền dữ liệu dài do chi phí thấp hơn.

Các chế độ truyền dữ liệu trong giao tiếp nối tiếp:

Truyền dữ liệu không đồng bộ – Chế độ trong đó các bit dữ liệu không được đồng bộ hóa bởi xung đồng hồ. Xung đồng hồ là tín hiệu được sử dụng để đồng bộ hóa hoạt động trong một hệ thống điện tử.

Truyền dữ liệu đồng bộ – Chế độ trong đó các bit dữ liệu được đồng bộ hóa bởi xung đồng hồ.

Đặc điểm của chuẩn truyền thông rs232 là gì?

Tốc độ Baud được sử dụng để đo tốc độ truyền. Nó được mô tả là số bit đi qua trong một giây. Ví dụ: nếu tốc độ truyền là 200 thì 200 bit được truyền mỗi giây. Trong các đường dây điện thoại, tốc độ baud sẽ là 14400, 28800 và 33600.

Bit dừng được sử dụng cho một gói duy nhất để dừng truyền được ký hiệu là “T”. Một số giá trị tiêu biểu là 1, 1.5 & 2 bit.

Parity Bit là hình thức đơn giản nhất để kiểm tra lỗi. Có bốn loại, được đánh dấu và cách đều nhau.

Chuẩn giao tiếp RS232 là gì

Bộ thu và phát dữ liệu không đồng bộ phổ quát (UART) được sử dụng cùng với RS232 để truyền dữ liệu giữa máy in và máy tính. Các bộ vi điều khiển không thể xử lý các loại mức điện áp như vậy, các đầu nối được kết nối giữa các tín hiệu RS232. Các đầu nối này được gọi là Đầu nối DB-9 như một cổng nối tiếp và chúng có hai đầu nối loại:

• Đầu đực (DTE)
• Đầu cái (DCE)

Thông số kỹ thuật của mạch RS232 là gì

Cấp điện áp: RS232 cũng được sử dụng như mức nối đất & 5V. Nhị phân 0 hoạt động với điện áp +5V đến +15Vdc, được gọi là “ON” (mức điện áp cao) trong khi nhị phân 1 hoạt động với điện áp -5V đến -15Vdc. Nó được gọi là “OFF” (mức điện áp thấp).

Mức điện áp tín hiệu nhận được: Nhị phân 0 hoạt động trên các điện áp tín hiệu nhận được +3V đến +13 Vdc & mức nhị phân 1 hoạt động với điện áp -3V đến -13 Vdc.

Trở kháng đường truyền: Trở kháng của dây lên tới 3 – 7 ohms và chiều dài cáp tối đa là 15 mét, nhưng nằm trong giới hạn về điện dung trên mỗi đơn vị chiều dài.

Điện áp hoạt động: Tối đa 250VAC

Dòng định mức: Tối đa 3 Amps

Cách điện: 1000 VAC

Tốc độ xoay: Tốc độ thay đổi của các mức tín hiệu được gọi là tốc độ xoay. Với tốc độ xoay lên tới 30V/ms và tốc độ bit tối đa sẽ là 20 kbps.

Cấu tạo của cổng RS232 là gì

Trong thực tế cổng RS232 hay còn gọi là cổng COM có hai loại đầu nối đó là DB-25 và DB-9. Trong DB-25, có 25 chân có sẵn được sử dụng cho nhiều ứng dụng, nhưng một số ứng dụng không sử dụng toàn bộ 25 chân. Vì vậy, đầu nối 9 chân được chế tạo để thuận tiện cho các thiết bị kết nối với nhau.

Trong phần này, chúng ta sẽ tìm hiểu về đầu nối chân DB-9, loại được sử dụng rất phổ biến trong nhiều ứng dụng cả dân dụng lẫn công nghiệp.

Có hai loại: Đầu nối đực (DTE) & Đầu nối cái (DCE).

Chúng có cùng cấu trúc là 5 chân ở hàng trên cùng và 4 chân ở hàng dưới. Nó thường được gọi là đầu nối loại DE-9 hoặc D. Hình minh hoạ bên dưới.

Chuẩn giao tiếp RS232 là gì? Hoạt động như thế nào?

RS232 hoạt động trên giao tiếp hai chiều trao đổi dữ liệu với nhau. Có hai thiết bị được kết nối với nhau, thiết bị đầu cuối xử lý dữ liệu số (DTE) & Thiết bị truyền dữ liệu (DCE) có các chân như TXD, RXD và RTS & CTS.

Bây giờ, từ nguồn DTE, RTS tạo yêu cầu gửi dữ liệu. Sau đó từ phía bên kia DCE, CTS, xóa đường dẫn nhận dữ liệu. Sau khi xóa một đường dẫn, nó sẽ đưa ra tín hiệu cho RTS của nguồn DTE để gửi tín hiệu. Sau đó, các bit được truyền từ DTE đến DCE. Bây giờ một lần nữa từ nguồn DCE, yêu cầu có thể được tạo bởi RTS và CTS của nguồn DTE sẽ xóa đường dẫn nhận dữ liệu và đưa ra tín hiệu để gửi dữ liệu. Đây là toàn bộ quá trình mà việc truyền dữ liệu diễn ra.

Ví dụ: Các tín hiệu được đặt thành logic 1, tức là, -12V. Việc truyền dữ liệu bắt đầu từ bit tiếp theo và để thông báo điều này, DTE gửi bit start đến DCE. Bit bắt đầu luôn là ‘0, ví dụ: +12 V và 5 đến 9 ký tự tiếp theo là các bit dữ liệu. Nếu chúng ta sử dụng bit chẵn lẻ, thì dữ liệu 8 bit có thể được truyền đi trong khi nếu chẵn lẻ không sử dụng thì 9 bit đang được truyền đi. Các bit dừng được gửi bởi bộ phát có giá trị là 1, 1.5 hoặc 2 bit sau khi truyền dữ liệu.

Các PLC sử dụng cổng kết nối RS232 là để làm gì?

PLC sử dụng RS232 để giao tiếp với các module khác hoặc thậm chí các PLC khác. Các module này có thể là bất cứ thứ gì cũng sử dụng RS232. Ví dụ như: giao diện người vận hành hoặc HMI, máy tính, bộ điều khiển động cơ hoặc driver, robot hoặc hệ thống truyền thông…

Nhắc lại, một điều quan trọng cần nhớ, các thiết bị RS232 thực tế có hai loại khác nhau:

• DTE là viết tắt của Data Transmission Equipment. Thiết bị đầu cuối xử lý dữ liệu số. Một ví dụ phổ biến về loại thiết bị này như là máy tính PC…
• DCE là viết tắt của Data Communication Equipment. Thiết bị Truyền thông dữ liệu. Một ví dụ về DCE như là modem…

Lý do điều này rất quan trọng là vì hai thiết bị DTE hoặc hai DCE không thể giao tiếp với nhau mà không có sự giúp đỡ.

Để giao tiếp được, chúng cần có một sợi cáp ngược để kết nối hai đầu của thiết bị lại với nhau.

Thông thường các PLC sẽ là DTE và các thiết bị ngoại vi được sử dụng sẽ là DCE và mọi thứ sẽ nói chuyện, giao tiếp được với nhau.

Một ví dụ rất phổ biến mà chúng ta rất quen thuộc, đó là một máy tính được kết nối với máy in. Mặc dù USB đã trở thành tiêu chuẩn, nhưng RS232 vẫn được sử dụng rộng rãi cho các máy in cũ tại nơi làm việc. Giao thức và cáp RS232 cho phép máy tính đưa ra lệnh cho máy in thông qua tín hiệu điện áp. Sau đó, máy in giải mã các lệnh đó và hoàn thành việc in.

Ưu nhược điểm của cáp RS232 là gì?

Chúng ta đã quá quen thuộc với các sợi cáp RS232 hay cáp COM rồi. Nhưng liệu, chúng ta đã có biết về những ưu nhược điểm của chúng chưa? Phần này, ta hãy cùng nhau phân tích nhé!

Ưu điểm của RS232

• RS232 phổ biến, dễ kiếm và chi phí rẻ
• Tương thích nhiều thiết bị
• Kết nối giao tiếp đơn giản
• Tốc độ truyền khá nhanh
• Khả năng chống nhiễu tốt
• Có thể tháo lắp nóng
• Có thể cấp nguồn cho thiết bị luôn

Nhược điểm của RS232

• Một là tốc độ truyền dữ liệu. Dữ liệu có thể được chuyển ở mức khoảng 20 kilobyte mỗi giây. Đó là khá chậm so với những gì mọi người đang sử dụng cho đến nay.
• Một vấn đề khác với RS232 là chiều dài tối đa của cáp là khoảng 15 mét. Điện trở dây và sụt điện áp trở thành một vấn đề với cáp dài hơn thế này. Đây là một lý do khiến RS232 không được sử dụng nhiều để kéo đi xa.

Các ứng dụng sử dụng giao thức RS232

Giao tiếp nối tiếp RS232 được sử dụng trong các PC thế hệ cũ để kết nối các thiết bị ngoại vi như chuột, máy in, modem, … Ngày nay, RS232 được thay thế bằng USB tiên tiến.

Nó cũng được sử dụng trong các máy PLC, máy CNC và bộ điều khiển servo vì chi phí rẻ.

Nó vẫn được sử dụng bởi một số bảng vi điều khiển, máy in hóa đơn, hệ thống điểm bán hàng (PoS), ..

Các phương pháp chuyển đổi tín hiệu RS232

Tín hiệu RS232 đã trải qua gần như là hết vòng đời của nó, xem như nó đã hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình. Mở ra những giao thức truyền thông mới tốt hơn, nhanh hơn, truyền đi xa hơn…ví dụ như: bản nâng cấp RS485, USB hay tín hiệu Ethernet…

• USB có khả năng truyền tốc độ cao 480Mbps và còn hơn nữa với những chuẩn mới
• RS485 là một bước phát triển của RS232, đã được chấp nhận và sử dụng rộng rãi trong dân dụng, công nghiệp hay y tế…mà có khả năng truyền dữ liệu lên đến 1200 mét với tốc độ baud lên tới 115.200 Bd (tốc độ baud luôn bé hơn tốc độ bit. Ví dụ, nếu mỗi biểu trưng chứa 3 bits thông tin thì tốc độ bit 3000 bits/s có tốc độ baud tương đương là 1000 Bd)
• Ethernet có khả năng truyền thông tin với tốc độ từ 10 đến 100 triệu bít một giây (Mbps), có khả năng xây dựng thành hệ thống điều khiển cỡ lớn.

Chuyển đổi tín hiệu RS232 sang RS485

Các bộ chuyển đổi tín hiệu RS232 sang RS485 giải quyết bài toán chuyển đổi, tương thích tín hiệu của các thiết bị với nhau. Hay đơn giản là xử lý việc truyền tín hiệu đi xa hơn 15 mét mà cổng RS232 không làm được điều đó. Ví dụ: một bên là thiết bị chuẩn cũ RS232, một bên là các thiết bị chuẩn mới RS485 dùng để lắp đặt thay thế cho hệ thống điều khiển, truyền tín hiệu đi xa…

Tiêu biểu như bộ chuyển đổi tín hiệu RS232 sang RS485 model K107B của hãng Seneca- Italia.

Thiết bị này không chỉ chuyển tín hiệu RS232 sang RS485 một cách đơn giản, nhanh chóng, mà còn có thể chuyển đổi tín hiệu với nhau trên cùng một sợi cáp cho 32 thiết bị.

Mặt khác, điểm nổi bật của bộ chuyển đổi tín hiệu K107B là chuyển đổi tín hiệu 2 chiều tự động. Nghĩa là truyền từ RS232 sang RS485 và chiều ngược lại.

Chuyển đổi tín hiệu RS232 sang Ethernet

Thật may mắn cho những doanh nghiệp lâu đời, với những hệ thống máy móc điều khiển sử dụng những chuẩn truyền dữ liệu cũ như RS232.

Vì sao mình nói như thế?

Bởi về sự xuất hiện của những bộ chuyển đổi tín hiệu. Những thiết bị tuyệt vời để các chủ doanh nghiệp không phải đầu tư những dây chuyền mới. Thay thế cho dây chuyền cũ chỉ vì chuẩn giao tiếp, kết nối hay truyền tín hiệu đi xa.

Mình xin chia sẻ thêm với các bạn một bộ chuyển đổi tín hiệu RS232 nữa. Mà mình tin là nó hay hơn nhiều bộ K107B mà mình vừa chia sẻ ở trên.

Bộ chuyển đổi tín hiệu R-Key-LT

Bộ chuyển đổi R-Key-LT là một Modbus RTU/ASCII Getway với chuẩn RS232/RS485 và cổng Ethernet tốc độ cao 10-100Mbits.

Bộ chuyển đổi R-Key-LT có khả năng chuyển tín hiệu RS232 hay RS485 trên một cổng dùng chung.

R-Key-LT giải quyết bài toán truyền tín hiệu lên Ethernet; sang tín hiệu Modbus TCP-IP, cụ thể ở đây là tín hiệu RS232. Nhằm mục đích đưa dữ liệu hệ thống lẹn webserver để lưu trữ, phân tích và vận hành.

Một vài thông số kỹ thuật tham khảo của bộ R-Key-LT như sau

• Nguồn cấp: 10…40 Vdc; 19…28 Vac
• Công suất: 1W
• Cách ly chống nhiễu cổng Ethernet tại 1500 Vac
• Khoảng cách truyền: 2000m
• Nhiệt độ hoạt động: -20 đến 70 độ C
• Kích thước: 32 x 110 x 52 mm
• Trọng lượng: 80g

Lời kết

Bài viết mang đến cho các bạn kiến thức chi tiết về một chuẩn giao tiếp truyền thông. Là chuẩn phổ biến trong công nghiệp từ xưa nay. Đó chính là chuẩn RS232.

Hy vọng với chút đóng góp của mình, Huphaco tin rằng sẽ góp thêm những nội dung hữu ích; cho nhu cầu tìm kiếm tài liệu tham khảo của các bạn đọc.