RS232. Paramètres et configuration du protocole série

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La communication série RS232 n'est pas près de disparaître. Malgré les innovations en termes de communication série ayant vu apparaître des protocoles tels que l'USB, le Wi-Fi et l'Ethernet, la communication RS232 reste très utilisée. Plusieurs raisons expliquent la longévité du protocole RS232. L'une d'elles est qu'il offre une meilleure résistance au bruit que les autres protocoles. Le protocole de communication RS232 est également plus adapté à la transmission de signaux sur de longues distances, bien plus que pour les signaux générés par des appareils I2C ou TTL. Il est également compatible par défaut avec de nombreux ordinateurs et périphériques.

Sommaire :

  1. Qu'est-ce que le protocole RS232 ?
  2. Normes RS232
  3. Brochage du RS232
  4. Format du protocole
  5. Présentation en RS232

Qu'est-ce que le protocole RS232 ?


La spécification formelle du protocole RS232 le définit commue une interface de transmission de données binaires série entre un ETTD et un ETCD. L'ETTD, ou Équipement Terminal de Traitement de Données tel qu'un ordinateur, se trouve à l'une des extrémités de la connexion série RS232. L'ETCD (Équipement Terminal de Circuit de Données), est par exemple un modem situé à l'autre extrémité de la connexion.

Connexion série RS232

Ce schéma illustre la connexion entre un ETTD RS232 (un ordinateur) et un ETCD RS232 (un modem). Dans cet exemple, l'ETTD envoie les données binaires “11011101” à l'ETCD et ce dernier transmet la séquence binaire “11010101” à l'ETTD.

RS232 définit les normes électriques, les modes de fonctionnement, les niveaux de tension communs ainsi que le nombre de bits transférés entre un ETTD et un ETCD. Il s'agit du protocole de transmission standard utilisé sur les lignes téléphoniques fixes.

Normes RS232


Les spécifications électriques de l'interface RS232 ont été définies en 1969. Elles décrivent les tensions électriques, la vitesse de transmission, les modes de fonctionnement, l'impédence de ligne et la vitesse de balayage utilisés par le protocole.

Niveaux de tension du RS232


Les tensions de ligne du RS232 sont comprises entre -25 V et +25 V. Elles sont appelées tensions de signal et tensions de contrôle.

Niveaux de tension du RS232

Une tension de signal comprise entre -3 V et -25 V correspond à un signal logique ‘1’ tandis qu'une tension entre +3 V et +25 V représente un signal ‘0’. Les signaux de tension de contrôle utilisent le signal logique négatif lorsque le signal logique ‘1’ indique une tension comprise entre -3 V et -25 V, et le signal logique ‘0’ indique une tension de +3 V à +25 V. Une tension comprise entre -3 V et +3 V est considérée comme indéterminée.

Vitesse de transmission


La vitesse de transmission correspond au nombre de bits binaires transmis par seconde. Pour le protocole RS232, des vitesses de transmission de 110 à 230400 sont supportées, les plus courantes étant 1200, 4800, 9600 et 115200. La vitesse de transmission détermine la rapidité à laquelle s'effectue la transmission. Elle doit être la même aux deux extrémités d'une communication.

Mode de fonctionnement


Les appareils RS232 utilisent l'envoi de signaux sur une seule extrémité (avec deux fils) pour transmettre les données. Avec ce type de câblage, l'un des fils est relié à la masse tandis que l'autre sert à transmettre une tension variable. Le signal peut être altéré par le bruit produit par les différences de tension entre la masse de l'émetteur et celle du récepteur. L'un des avantages de la méthode à une seule extrémité est qu'une communication peut être établie avec un nombre limité de fils.

Impédance de ligne


L'impédance mesurée entre l'émetteur et le récepteur RS232 est comprise entre 3 KΩ et 7 KΩ. Elle a pour rôle d'optimiser le transfert de tension entre les appareils.

Vitesse de balayage


La rapidité à laquelle l'émetteur RS232 répond est appelée la vitesse de balayage. Elle est déterminée par les modifications de tension d'entrée mesurées par l'émetteur. Le protocole RS232 définit une vitesse de balayage minimum avec de faibles variations. Cela a pour but de limiter les interférences entre les signaux transmis côte à côte. La vitesse de balayage maximale autorisée est en théorie de 30 V/µsec.

Brochage du RS232


La communication entre l'ETTD et l'ETCD à l'aide du protocole RS232 utilise des connecteurs DB9 ou DB25. Ces deux types de connecteurs ont des extrémités mâle et femelle. Les connecteurs DB25 se composent de 25 broches tandis que les DB9 en utilisent 9, chacune des broches ayant une fonction spécifique. Vous trouverez les schémas de brochage des connecteurs DB9 et DB25 ci-dessous.

Brochage RS232

L'interface série RS232 possède neuf broches et est disponible en connecteurs mâle et femelle.

L'interface de communication série RS232C est une version mise à jour de RS232. Elle conserve toutes les fonctionnalités de la norme d'origine mais utilise 25 broches. Sur les 25 ou 9 broches d'un connecteur, seules trois servent à connecter des périphériques.

Brochage DB25

Description fonctionnelle


En plus de définir les caractéristiques électriques, le protocole RS232 détermine les fonctions de chaque signal utilisé par l'interface, notamment les signaux de contrôle et de durée, la masse commune et les signaux de données. Voici un schéma des signaux et fonctions composant le brochage du RS232.

Fonction du protocole RS232

RS232 fournit également des signaux secondaires complétant les signaux primaires décrits ci-dessus. Cela comprend les signaux secondaires TxD, TxD, DTE, RTS et DCD, pouvant être utilisés pour configurer des connexions entre des appareils ETTD et ETCD.

Format du protocole


Format du protocole

Un message envoyé à l'aide du protocole RS232 débute par l'envoi d'un bit de départ ‘0’, suivi de sept bits de données ASCII avec un bit de parité utilisé pour la vérification. Les bits de parité permettent de déterminer la validité du message. La transmission se termine par un bit d'arrêt binaire ‘1’. Un ou deux bits d'arrêt sont généralement envoyés.

Dans le schéma ci-dessus, le caractère ASCII ‘A’ est transmis avec une suite binaire série composée de ‘1’ et de ‘0’. Il existe un délai prédéfini entre la transmission de chaque bit lorsque la ligne est considérée comme inactive.

Présentation en RS232


Le processus d'échange de signaux d'information entre un émetteur et un récepteur est appelé la présentation. Un lien de communication est créé par ces signaux entre l'émetteur et le récepteur. Il existe deux types de présentation RS232 : la présentation matérielle et logicielle.

Présentation RS232

Des connecteurs DB9 et DB25 sont utilisés pour la présentation RS232. Seules les broches TxD (émetteur) et RxD sont connectées entre elles si la présentation n'est pas intégrée. Les autres broches telles que RTS, CTS, DSR et DTR sont connectées en utilisant la méthode du rebouclage.

Lorsque la présentation est activée, les signaux RTS et CTS sont interconnectés, tout comme les broches DTR et DSR.

Avantages

Le protocole RS232 comporte de nombreux avantages qui en ont fait une norme très largement utilisée pour la communication série, notamment :

  • La conception simple du protocole.
  • La configuration matérielle minimale comparée à celle requise pour la communication parallèle.
  • La compatibilité avec la communication d'ETTD et d'ETCD.
  • Le faible coût d'utilisation du protocole pour le développement.
  • Le fait qu'il soit très adapté aux communications sur de courtes distances.

Inconvénients

Le protocole RS232 comporte également quelques limites et inconvénients. Cette norme ne permet pas d'utiliser la communication full-duplex. Le fait qu'il s'agisse d'un protocole à une seule extrémité peut limiter ses domaines d'utilisation. Le RS232 n'est pas recommandé pour les communications longue distance, les longs câbles provoquant des interférences altérant la transmission des données série.

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