بروتوكول RS232

تعريف برتوكول RS232 : 

هو بروتوكول اتصال متسلسل يستخدم للربط بين جهازين الاول DTE والثاني DCE
حيث ان: 

DTE مثل جهاز الكومبيوتر الشخصي 

DCE مثل لوحة متحكم او مودم ويمكن ربط جهازين من نوع DTE معا بواسطته

يتم ارسال البايت على شكل اطار Frame من بيانات ويخضع ارسال كل بايت الى هذا الاطار

ويتألف هذا الاطار من اولاً بت الارسال تكون قيمته 0 منطقي وثم 8 بتات تمثل بايت المرسل وبت نهاية الارسال تكون قيمته 1 منطقي 

وقد يكون هناك 2 بت للاشارة الى الانتهاء من الارسال وهناك بت اختياري بت التاكد يمكن وضعه في الاطار او ازالته وله نوعان 

الاول زوجي : يكون 0 منطقي عندما تكون عدد الواحدات في البايت المرسل زوجي ويكون 1 منطقي عندما يكون عدد الواحدات في البايت المرسل فردي 

الثاني فردي : يكون 0 منطقي عندما يكون عدد الواحدات في البايت المرسل فردي ويكون 1 منطقي عندما يكون عدد الواحدات في البايت المرسل زوجي 

وهذا الاطار للبيانات يكون مشابه بالضبط لبروتوكول UART باختلاف التمثيل المنطقي الرقمي بين الاثنين

إن المستويات المعيارية لهذا البروتوكول تختلف تماما عن الTTL حيث تمثل القيم المنطقية بمدى فولطية مختلف
المستوى المنطقي 0 يُمثَل بقيمة جهد تتراوح من +3 الى+25 ويسمى ب Space
المستوى المنطقي 1 يُمثَل بقيمة جهد تتراوح من -3 الى-25 يسمى ب Mark
مستوى منطقي غير معرف او غير محدد يتراوح من +3 الى -3
يجب ان لاتتجاوز اعلى قيمة جهد +25 او -25 بالنسبة للنقطة الارضية (0) وان اعلى تيار يجب ان لايتجاوز 500 ملي امبير

لنتحدث عن منفذ كوم COM في الكومبيوتر الشخصي:

هو منفذ موجود في جميع حواسيب المكتبيه Desktop وبعض حواسيب محموله Labtop ويتكوم هذا المنفذ من 9 منافذ او Ports 

حيث ان:

DCD يستخدم عند ربط مودم هاتف لكشف اشارة الرنين
RXD قطب استقبال البيانات الذي سوف نستخدم عند ربط جهازين بواسطة هذا البروتوكول
TXD قطب ارسال البيانات الذي سوف نستخدمه عند ربط جهازين بواسطة هذا البروتوكول
DTR قطب تحكم يشير الى ان الطرفية الاولى جاهزة للارسال
DSR قطب تحكم يشير الى ان الطرفية الثانية اتصلت مع الاولى
RTS قطب تحكم يخبر الطرفية الثانية ان البيانات لدى الاولى جاهزة ويفعل دائرة الاستقبال لدى الثانية
CTS قطب تحكم يخبر الطرفية الاولى بانه استلم اشارة RTS وانه جاهز لاستلام البيانات
RI يستخدم في حال وجود مودم لاخبار الجهاز الرئيسي ان هناك رنين
GND قطب الجهد الارضي 

كيف تتم عملية الارسال واستقبال البيانات؟

عند انشاء عملية ارسال بدون مصافحة فالعملية سهلة جدا نقوم بوصل طرفي الجهازين 

حيث يوصل TXD من الجهاز الاول مع RXD من الجهاز الثاني 

ويوصل RXD من الجهاز الاول مع TXD من الجهاز الثاني 

ويوصل الجهد الارضي لكل من الطرفين مع بعض كما موضح بالصورة ادناه

المتحكم المبرمج مثل مايكرو Micro لاتدعم هذا البروتوكول لكنها تدعم بروتوكول UART الذي يشابه هذا البروتوكول  فقط في شكل اطار نقل البيانات ولكن تختلف بالفولطية حيث UART بعمل بالقيم المنطقيه TTL اي جهد بين 0 لل 5 فولت (سوف اشرح بروتوكول UART في درس لاحق ان شاء الله ) لكن يجب ضبط نفس الاعدادت لكلا البروتوكولين بنفس الضبط وتتم العملية برمجيا 

ولعملية التحويل بين البروتوكولين نستعمل اما دراة الكترونية مخصصة اسمها MAX232 او يستخدم الترانزستور كمفتاح ليؤدي عملية التحويل بين القيم الممثلة للمنطق الرقمي 

وهنا دائرة التحويل باستخدام الترانزستور 

في حالة الاتصال بين الطرفين مع مصافحة يضاف الى ربط TXD و RXD وGND ربط الطرفين RTS ,CTS 

حيث يربط ال RTS في الجهاز الاول مع ال CTS في الجهاز الثاني 

و يربط ال CTS في الجهاز الاول مع ال RTS في الجهاز الثاني 

وتتم المصافحة بان يقوم الجهاز الاولى بتفعيل القطب CTS من اجل اعلام الطرفية الثانية بانها ستقوم بالارسال فتقوم الطرفية الثانية بالرد عليها بانها جاهزة للاستقبال عن طريق تفعيل القطب RTS وتبدء عملية ارسال البيانات في حالة كان الجهاز الثاني مشغول ولم يفعل القطب RTS يقوم الجهاز الاول باعادة الارسال بعد فترة زمنية او انتظار الجهاز الثاني لحين ارسال تفعيل القبول

مساؤى استخدام البروتوكول

1. مناسب للربط بين نظامين System To System اكثر من كونه قابل للربط بين شريحتين Chip To Chip او بين شريحة وحساس Chip To Sensor 
2. معدل نقل البيانات منخفض جدا من اجل مسافة طويلة
3. يحتاج الى شريحة للتحويل المنطقي RS232 To TTL عند استخدامه 
4. غير قابل للتوسعة ويمكن ربطه فقط بين خادم وحيد وقائد وحيد Single Master /Single Slave

محاسن استخدام البروتوكول

1. بروتوكول اتصال شائع الاستخدام في كثير من التطبيقات ومعتمد من قبل الكثير من الشركات
2. مسافة اتصال طويلة نسبيا حوالي 50 قدم عند معدل ارسال منخفض 
3. مناعة ضد الضجيج بسبب الجهد المرتفع نسبيا +25 -25 للمستويات المنطقية 
4. سهل البناء والبرمجة ومتوفر برمجيا وككيان صلب