Die RS232-Schnittstelle ist den meisten bekannt und zeichnet sich
immer noch durch ihre Beliebtheit in der Elektrotechnik aus. Es ist eine reine
Punkt zu Punkt Verbindung. Die RS232-Übertragung (Abb. 9‑5 : RS-232 Verbindung
) besteht im einfachsten Fall aus 3 Leitungen, der TXD-Leitung zum Senden
der Daten vom PC zu einer Baugruppe, der RXD-Leitung zum Empfangen der Daten
von einer Baugruppe und der Masse-Leitung. Daneben können noch Handshake-Leitungen
benutzt werden, auf die aber beim Betrieb mit Mikrocontrollern häufig verzichtet
wird.
Abb. 9‑5 : RS-232 Verbindung
Das RS232-Protokoll ist Asynchron und deshalb wird in einem festen Zeitraster gearbeitet (Abb. 9-6). Im Ruhezustand sendet die RS232-Schnittstelle Stopbits mit dem 1-Pegel. Soll ein Wort (5 Bits-8 Bits) übertragen werden, so wird die Leitung für eine Bitzeit auf 0-Pegel gesetzt (Startbit). Anschließend werden alle Datenbits übertragen. Wird noch ein Paritybit gewünscht, so wird dieses im Anschluss gesendet. Zum Schluss wird noch mindestens ein Stopbit gesendet. Die Anzahl der Stopbit ist entweder eins oder zwei, wobei in der Regel nur ein Stopbit gewählt wird.
Die Geschwindigkeit einer RS232-Schnittstelle wird in Baud angeben
und stellt nichts anderes dar als die Einheit Bit/Sekunde. Es gibt die folgenden
Standartbaudraten: 110, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600
und 115200. Auf der Leitung zum Empfänger werden die Pegel mit Hilfe eines Tranceivers
noch codiert, so dass ein 1-Pegel mit einem Spannungsbereich von –3V bis –12V
repräsentiert wird und ein 0-Pegel wird von einem Spannungsbereich von 3V bis
12V repräsentiert.
Abb. 9‑6 : UART Format
RS232 ist eine viel gebrauchte Schnittstelle und wird Hardware- und
Softwareseitig gut unterstützt und ist daher einfach in eigenen Projekten zu
integrieren.
Es ist kein Netzwerkbetrieb möglich und die Übertragungsgeschwindigkeiten niedrig.
RS-485
Die RS485-Schnittstelle ist besonders in der Automatisierungstechnik
und der Messtechnik bekannt. Insbesondere besteht die einfache Möglichkeit kleinere
Netzwerke zu bilden. Das RS485-Netzwerk besteht im einfachsten Fall aus einem
Master mit seinen Slaves, der auf der differentiellen Leitung eine Adresse und
beliebig viele Daten sendet.
Abb. 9‑7 : Einfaches RS-485 Netzwerk
Die Slaves antworten nur auf Anforderung des Masters. Wenn klassische Transceiver – welche die Bedingungen der RS485-Spezifikation einhalten – können bis zu 32 Busteilnehmer ohne Repeater am Bussegment angeschlossen werden. Wenn mehr Busteilnehmer erwünscht sind, lassen sich auch Transceiver verwenden, die einen Innenwiderstand von 48kOhm haben und bis zu 128 Busteilnehmer ermöglichen.
Die RS485-Busleitung ist differentiell
ausgelegt und eignet sich bei Verwendung entsprechender Kabel für Übertragungsraten
bis zu 10 Megabit pro Sekunde. Die Pegel auf den Leitung reichen von –7V bis
12V. Normalerweise wird für die Übertragung eine ganz normale RS232-Uart mit
Rs485-Transceivern verwendet, so dass die Implementation einer RS485-Schnittstelle
kein großes Problem darstellt.
Abb. 9‑8 : UART Format
Die Geschwindigkeit einer RS485‑Schnittstelle
wird in Baud angeben und stellt nichts anderes dar als die Einheit Bit/Sekunde.
Es gibt die folgenden Standartbaudraten: 110, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600,
19200, 38400, 57600 und 115200.
RS485 bietet Netzwerkbetrieb und hohe Übertragungsgeschwindigkeiten.
Die Implementation ist billig und kann einfach an die eigenen Bedürfnisse angepasst
werden.
Das Protokoll sichert nur die Definition der physikalischen Übertragung, aber nicht zum Beispiel die Länge des Adressenfeldes und die Sicherung der Daten über eine Checksumme. Daher sollte auf zu hohe Übertragungsgeschwindigkeiten verzichtet werden oder eine Checksummenüberprüfung implementiert werden.
Tabelle der wichtigsten Merkmale (pdf)