RS-232 là một giao thức tiêu chuẩn trong việc trao đổi dữ liệu giữa thiết bị điện tử qua một đường dẫn tín hiệu đơn vị. Nó được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị máy tính và periphrials, chẳng hạn như các máy in, modem, vv. Giao thức này định nghĩa các tiêu chuẩn về tín hiệu điện, các chuẩn kỹ thuật về các chân trao đổi dữ liệu và xác định các chuẩn kỹ thuật về tốc độ truyền tải dữ liệu. Tuy nhiên, RS-232 có một số hạn chế như khoảng cách truyền tải ngắn và tốc độ truyền tải thấp so với các giao thức tiên tiến hơn hiện nay.
Giải thích về RS-232
Để hiểu RS-232 là gì? Điều quan trọng nhất bạn phải biết rằng nó là một hình thức truyền dữ liệu Serial (nối tiếp). Hiểu đơn giản, nó là một hình thức giao tiếp và thường được gọi đơn giản là kết nối nối tiếp.
Trước khi ra đời RS-422 và RS-485, RS-232 là hình thức truyền dữ liệu sử dụng nhiều nhất. Kết nối RS-232 truyền tín hiệu bằng cách sử dụng điện áp dương cho số nhị phân 0 và điện áp âm cho số nhị phân 1.
Tuy nhiên, ta sẽ thắc mắc PLC sử dụng RS-232 để làm gì?
PLC sử dụng RS232 để kết nối với các Module khác hoặc các PLC khác. Các Module có thể là bất kỳ thiết bị gì miễn là nó cũng sử dụng RS232. Ví dụ như: HMI, máy tính, bộ điều khiển động cơ, ổ đĩa hoặc robot,…
Đặc điểm của RS-232
Để hiểu rõ về RS-232, bạn cần phải nắm được những đặc điểm sau của nó:
- RS-232 là một giao thức trao đổi dữ liệu giữa thiết bị điện tử qua một đường dẫn tín hiệu đơn vị. Nó được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị máy tính và periphrials, chẳng hạn như các máy in, modem, vv.
- RS-232 có thể hoạt động được ở tốc độ tối đa 20 Kbps và có thể gửi dữ liệu được đến 15 mét (50 ft). Tuy nhiên, tốc độ truyền tải tối đa có thể khó xác định do sự khác nhau trong dây transmission và độ dài dây cáp.
- RS-232 sử dụng mức điện áp từ -12 đến +12 Volts để biểu diễn các giá trị nhị phân. Mức điện áp +12 Volts (thường là +3 đến +10 Volts) biểu diễn một giá trị nhị phân 0 và -12 Volts (thường là -3 đến -10 Volts) biểu diễn một giá trị nhị phân 1.
- RS-232 là một giao thức trao đổi dữ liệu serial asynchronous. Điều này có nghĩa là dữ liệu được gửi dưới dạng các bit đơn vị đến thiết bị nhận và được nhóm lại thành một từ dữ liệu. Để đảm bảo việc này diễn ra chính xác, các thông số như tốc độ truyền tải, xử lý, bắt đầu và kết thúc phải được định nghĩa trước.
- RS-232 là một giao thức trao đổi dữ liệu không cân bằng. Nó sử dụng một dây đơn cho mỗi tín hiệu và một common ground. Signal level là tuyệt đối so với common ground. Phương pháp này dễ thiết kế và rẻ tiền. Tuy nhiên, nó cũng dễ bị ảnh hưởng bởi nhiễu và thường yêu cầu một tốc độ truyền tải thấp hơn so với các giao thức trao đổi dữ liệu cân bằng như RS-422 hoặc RS-485.
- RS-232 có hai loại thiết bị: Data Terminal Equipment (DTE) và Data Communication Equipment (DCE). DTE là máy tính hoặc terminal được sử dụng làm nguồn hoặc đích dữ liệu và cũng cung cấp các chức năng kiểm soát.
Phân biệt DTE và DCE trong RS-232
Khi sử dụng thiết bị RS232, ta cần phải rằng có 2 loại thiết bị khác nhau là DTE và DCE:
- DTC là thiết bị đầu cuối dữ liệu như máy tính.
- DCE là thiết bị truyền thông dữ liệu như Modem.
Tại sao cần phải phân biệt chúng? Bởi vì DTE và DCE không thế giao tiếp với nhau trực tiếp. Để kết nối, nó cần sử dụng cáp RS232 ngược.
Thông thường, thiết bị PLC sẽ là DTE và các thiết bị sử dụng sẽ là DCE. Một ví dụ rất phổ biến đó là cách kết nối máy tính với máy in. Mặc dù USB đã trở thành tiêu chuẩn chủ yếu nhưng RS232 vẫn được sử dụng nhiều cho các máy in thế hệ cũ.
Sự khác nhau giữa DTE và DCE như sau:
- Thiết bị DCE thường chuyển đổi dấu hiệu giữa thiết bị DTE và kênh truyền dữ liệu. Ví dụ, một modem chuyển đổi các dấu hiệu điện tử từ máy tính thành các dấu hiệu analog để truyền qua đường dây điện thoại.
- Thiết bị DTE và DCE có kết nối chân khác nhau trên các cổng RS-232 của họ. Ví dụ, chân dữ liệu truyền (TD) trên thiết bị DTE kết nối đến chân dữ liệu nhận (RD) trên thiết bị DCE, và ngược lại.
- Thiết bị DCE thường cung cấp các tín hiệu điều khiển luồng dữ liệu cho thiết bị DTE. Ví dụ, một modem có thể gửi một dấu hiệu yêu cầu gửi (RTS) đến máy tính để chỉ ra rằng nó sẵn sàng nhận dữ liệu.
- Thiết bị DTE và DCE có thể có các mức điện áp khác nhau. Ví dụ, một thiết bị DTE có thể sử dụng một khoảng mức điện áp từ -5V đến +5V, trong khi một thiết bị DCE có thể sử dụng một khoảng mức điện áp từ -12V đến +12V.
Hạn chế của RS-232
RS-232 có 2 nhược điểm chính là giới hạn về tốc độ và khoảng cách truyền dẫn:
Dữ liệu với RS-232 có tốc độ truyền khoảng 20 kps. Tốc độ này là khá chậm. RS-485 có truyền tốc độ lên tới 10 Mbps.
Khoảng cách truyền tối đa của cáp RS232 là 15 mét. Trong khi, RS-485 có thể truyền dữ liệu với khoảng cách tối đa lên tới 1200 mét.
Một điều nữa mà cũng được xem như điểm yêu của RS-232, đó là nó được sử dụng để truyền dữ liệu điều khiễn giữa 2 thiết bị. Trong khi, RS-485 có thể truyền dữ liệu lên tới 32 thiết bị.
Ứng dụng RS-232
RS232 chủ yếu được sử dụng ở các PC thế hệ cũ để kết nối với các thiết bị ngoại vi như chuột, máy in hoặc modem,… Ngày nay, RS232 đã được thay thế bằng USB.
Tuy nhiên, RS232 cũng được sử dụng trong các máy PLC, CNC và bộ điều khiển vì nó rẻ hơn nhiều. Ngoài ra, RS232, cũng được sử dụng bởi một số bảng vi điều khiển, máy in hóa đơn hoặc hệ thống điểm bán hàng PoS.
Vì ưu điểm rẻ nên RS232 vẫn được nhiều nhà sản xuất sử dụng để kết nối PLC với các thiết bị HMI, Module đầu vào và đầu ra như ổ đĩa động cơ.
Tổng kết lại mà nói, RS-232 là một tiêu chuẩn giao tiếp nối tiếp hoặc một cách truyền dữ liệu. Nó được sử dụng trong hệ thống điều khiển cũ với tốc độ 20 Kps và khoảng cách tối đa là 15 mét. Cáp DB9 có lẽ là loại cáp được sử dụng nhiều nhất cho ứng dụng này.
Thông Tin Về Tác Giả
Nguyễn Thành Hợp là một chuyên gia về lĩnh vực thiết bị mạng, viễn thông gần 10 năm kinh nghiệm với nhiều chứng chỉ chất lượng như CCNA 200-301, CCNP, CCDA, CCDP,... do Cisco cung cấp. Sở thích cá nhân là khám phá những kiến thức mới mẻ về công nghệ nói chung và đặc biệt là liên quan đến lĩnh vực mạng!
