RS232에 대한 설명
수질측정장비나 기타 측정기기의 경우 RS232등의 통신 포트를 이용해 PLC나 모니터링 설비등과 정보를 교환할 수 있다.
여기서는 수질측정설비에서 기본적으로 이용하는 RS232통신에 관련된 내용을 참고자료를 이용해서 간략하게 정리해 본다.
일반적으로 정보를 외부와 교환하는 방법으로는 병렬통신과 직렬통신 2가지로 나눌 수 있는데, 일반적으로 컴퓨터내의 장치와 정보교환을 할 때는 통상적으로
고속의 통신속도를 필요로하여 한꺼번에 많은 정보를 처리할 수 있는 병렬통신 방식을 주로 쓴다.
이는 대량의 정보를 빠른시간에 한꺼번에 처리함으로써 컴퓨터의 성능을 향상 시킬 수가 있기 때문인데 이러한 방법의 대표적인 것이 마이크로프로세서 자체의
정보처리량을 증가시키는 것이며 이것은 데이터 비트수(16,32,64 비트)로써 나타난다.
그외 HDD, VIDEO 카드등이 대표적인 병렬통신 방식을 사용하는 장치라 할 수 있는데, 모든 경우에 병렬통신 방식을 사용할 수는 없다.
그이유는 통신거리의 제한성, 구현상의 기술적인 어려움과 비용이 너무 비싸다는데있다.
또한 어플리케이션 자체가 고속의 통신속도를 필요로 하지않을 경우도 많다.
이러한 이유로 컴퓨터가 외부와의 통신을 할 때나 다른 측정기기들은 직렬통신 방식을 많이 사용한다.
직렬통신 방식이란 데이터비트를 1개의 비트단위로 외부로 송수신하는 방식으로써 구현하기가 쉽고, 멀리갈 수가 있고, 기존의 통신선로(전화선등)를 쉽게 활용
할 수가 있어 비용의 절감이 크다는 장점이 있다.
직렬통신의 대표적인 것으로 모뎀, LAN, RS232 등이 있다. 하지만 크게 직렬통신을 구분하면 비동기식 방식과 동기식 방식 2가지로 나누어진다.
많은 사람들이 비동기식 통신방식을 RS232로 알고있는데 실질적으로 RS232라는 것은 비동기식 통신콘트롤러에서 나오는 디지털신호를 외부와 인터페이스
시키는 전기적인 신호 방식의 하나일 뿐이다.
일반적으로 RS232를 비동기식 통신방식으로 인식하고 있는 것도 큰무리는 없다.
비동기식 통신콘트롤러를 일반적으로 UART(Universal Asynchronous Receiver/ TransmItter)라 부른다. UART에서 나오는 신호는 보통 TTL신호레벨을 갖기
때문에 노이즈에 약하고 통신거리에 제약이 있다. 이러한 TTL신호를 입력받아 노이즈에 강하고 멀리갈 수 있게 해주는 인터페이스 IC를 LINE DRIVER/RECEIVER
라 부르며 이중 대표적인 것이 RS232, RS422 및 RS485가 있다.
이들 인터페이스 방식의 특성은 아래 표에 나타나 있다.
Specification | RS232C | RS423 | RS422 | RS485 |
동작 모드 | Single-Ended | Single-Ended | Differential | Differential |
최대 Driver/Receiver 수 | 1 Driver 1 Receiver |
1 Driver 10 Receivers |
1 Driver 10 Receivers |
32 Drivers 32 Receivers |
최대 통달거리 | 약 15 m | 약 1.2 km | 약 1.2 km | 약 1.2 km |
최고 통신속도 | 20 Kb/s | 100 Kb/s | 10 Mb/s | 10 Mb/s |
지원 전송방식 | Full Duplex | Full Duplex | Full Duplex | Half Duplex |
최대 출력전압 | ±25V | ±6V | -0.25V to +6V | -7V to +12V |
최대 입력전압 | ±15V | ±12V | -7V to +7V | -7V to +12V |
위의 표에서 알 수 있듯이 RS-232과 RS-423(Single-Ended 통신방식) 통신방식은 RS422와 RS485에 비해서 통신속도가 늦고 통신거리가 짧은 단점이 있으나
동작모드에서 알 수 있듯이 하나의 신호전송에 하나의 전송선로가 필요하기 때문에 비용절감의 장점이 있다.(RS422인 경우 하나의 신호 전송에 2개의 전송선로가 필요함) 위의 인터페이스 방식중 RS232, RS422 및 RS485에 대해서 각자 설명하겠다. 현재의 RS422 또는 RS485칩의 경우 위의 표에 나와있는 Driver와 Receiver의 수보다도 훨씬 많이 지원하고 있으며 RS485인 경우 최대 256의 노드를 갖는 칩도 있다.
1. RS232에 대한 설명
RS232C는 EIA(Electronic Industries Association)에 의해 규정되어 졌으며, 그내용은 데이터단말기(DTE: Data Terminal Equipment)와 데이터통신기(DCE: Data Communication Equipment)사이의 인터페이스에 대한 전기적인 인수, 컨트롤 핸드쉐이킹, 전송속도, 신호 대기시간, 임피던스 인수등를 정의하였으나
전송되는 데이터의 포맷과 내용은 지정하지 않으며 DTE간의 인터페이스에 대한 내용도 포함하지 않는다.
같은 규격이 CCITT(Consultative Committee for International Telegraph and Telephony) 에서도 CCITT V.24에서 DTE와 DCE간의 상호 접속회로의 정의, 핀
번호와 회로의 의미에 대해서 규정을 하고 있다.
RS-232C는 「Recommend Standard number 232 」의 약어이고,「C 」는 표준 규격의 최신판을 나타내는 것이다.거의 대부분의 PC의 시리얼 포트는 RS-232C의 서브 세트(9핀)가 표준 장비화되어 있다.풀 규격은 25-pin의 "D"형태 커넥터로,이 중 22핀을 통신에 사용한다.
그러나 보통의 PC 통신에서는 이들 대부분의 핀은 사용되지 않고, 통상 수컷(male)의 9핀 "D" 타입 커넥터가 장비되고 있다.
RS232C 규격으로는 최대 케이블의 길이는 약 15m로 되어 있다.그러나 실제로는 잘 실드(shielded)된 고품질 케이블을 사용한다면 최장 1km
정도까지 향상시키는 것이 가능하다. 실드가 불충분한 케이블의 경우 외부 환경에 크게 영향을 받고, 전기적인 노이즈가 발생하기 쉬운 환경에서는 짧은 케이블을 이용해도 노이즈에 영향을 받을수 있다.
신호선에 대한 설명
․ TXD - Transmit Data : 비동기식 직렬통신 장치가 외부 장치로 정보를 보낼 때 직렬통신 데이터가 나오는 신호선.
․ RXD - Receive Data : 외부 장치에서 들어오는 직렬통신 데이터를 입력받는 신호선.
․ RTS - Ready To Send : 컴퓨터와 같은 DTE장치가 모뎀 또는 프린터와 같은 DCE장치에게 데이터를 받을 준비 가 됐음을 나타내는 신호선.
․ CTS - Clear To Send : 모뎀 또는 프린터와 같은 DCE장치가 컴퓨터와 같은 DTE장치에게 데이터를 받을 준비 가 됐음을 나타내는 신호선.
․ DTR - Data Terminal Ready : 컴퓨터 또는 터미널이 모뎀에게 자신이 송수신 가능한 상태임을 알리는 신호선이며 일반적으로 컴퓨터등이
전원 인가후 통신 포트를 초기화한 후 이신호를 출력시킨다.
․ DSR - Data Set Ready : 모뎀이 컴퓨터 또는 터미널에게 자신이 송수신 가능한 상태임을 알려주는 신호선이며 일반적으로 모뎀에 전원 인가
후 모뎀이 자신의 상태를 파악한후 이상이 없을 때 이신호 를 출력시킨다.
․ DCD - Data Carrier Detect : 모뎀이 상대편 모뎀과 전화선등을 통해서 접속이 완료되었을 때 상대편 모뎀이 캐리어 신호를 보내오며 이신호를
검출하였음을 컴퓨터 또는 터미널에 알려주는 신호선이다.
․ RI - Ring Indicator : 상대편 모뎀이 통신을 하기위해서 먼저 전화를 걸어오면 전화 벨이 울리게 된다. 이때 이신호를 모뎀이 인식하여 컴퓨터
또는 터미널에 알려주는 신호선이며 일반적으로 컴퓨 터가 이신호를 받게되면 전화벨 신호에 응답하는 프로그램을
인터럽터등을 통해서 호출 하게 된다.
▶ 용어 설명
․ Baud Rate : 보오(Baud)라고 말하는 단위는 프랑스 전신 공사의 Jean Maurice Baudot씨의 이름에서 유래된 것으로, 그는19세기 후반에
5 단위 부호를 고안한 인물입니다.보레이트는 RS232C에 있어서 가장 기본이 되는 전송속도에 대한 약속으로 우리들이 모뎀을
사용할 때 흔히 접하게 되는 1200 BAUD, 2400, 4800, 9600, 19200 BAUD 같은 수치들로써 전송속도를 말합니다.
․ Parity Bit : 스타트 비트와 스톱 비트에 의하여 데이터의 단락을 나타냅니다. 패리티 비트라고 불리는 것을 이용하여 데이터의 구조를 확인하는
경우가 있습니다.데이터의 송신 중에 데이터에 어떠한 누락이 생기고 있지 않을까 해서 그것을 체크 하는 것이 패리티 비트입니다.
패리티에는 짝수 패리티(Even parity),홀수 패리티(Odd parity),마크 패리티(Mark parity),스페이스 패리티(Space parity),
혹은 패리티 없음(None at all)을 선택할 수 있습니다. 짝수 또는 홀수 패리티를 이용하면 ,각 데이터 바이트 중의 1의 개수를
헤아리고,보내진 그수가,짝수,또는 홀수가 되도록 패리티 비트를 송신합니다.
예를 들면,짝수 패리티를 선택했다면, 데이터 중에 1이 짝수 개 있는 경우,패리티 비트는 0로 됩니다.
그러니까,바이너리 데이터 0110 0011에 대한 짝수 패리티는0입니다.역으로 바이너리 데이터 1101 0110의 경우,패리티 비트는
1로 됩니다.홀수 패리티는 이 반대로 생각하십시오.에러가 발생한 때에,에러의 존재를 알리는 것은 가능합니다 하지만 패리티
비트로 에러를 검출하는 것은 불가능합니다.마크 패리티나 스페이스 패리티는 실용적인 이점이 없기 때문에,현재,대부분 거의
이용되고 있지 않습니다.
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