RS-232

L'interfaccia seriale americana EIA RS232-C (EIA= Electronic Industries Associates), corrispondente alla V.24/V.28 dell’ITU-T, è uno standard di collegamento seriale che può essere di tipo sincrono o asincrono tra un dispositivo di comunicazione DCE come, ad esempio, il modem (Data Communication Equipement) e un dispositivo terminale DTE, come, ad esempio, il computer (Data Terminal Equipement) con velocità di trasmissione inferiore o uguale a 19.2Kbps (questo limite è oramai superato).

L'interfaccia è costituita da un insieme di 25 linee, non tutte indispensabili, che trasportano i bit di dati, segnali di controllo e la massa.

Nel collegamento tra un computer ed un dispositivo periferico vengono adoperati dei connettori miniatura tipo D a 25 poli. Sul DTE (computer, ad esempio) si trova la spina (connettore maschio) mentre sul DCE (modem) si trova la presa (connettore femmina). In alcuni DCE (ad esempio, il mouse seriale) manca la presa esterna poiché il cavo di collegamento entra direttamente nell'apparecchiatura.

I tipici dispositivi periferici che si possono collegare ad un computer via RS232 sono: stampante, modem, mouse, ecc.

Caratteristiche meccaniche ed elettriche

In fig.6a si mostra il connettore a 25 poli per la RS-232C le cui caratteristiche meccaniche sono normalizzate secondo lo standard ISO 2110 della International Standard Organization. In molte applicazioni pratiche non si utilizzano tutte le linee ma solo una piccola parte di esse. In tal caso si fa uso di un connettore ridotto a 9 poli come quello in fig.6b.

Fig. 6. - Connettore per la RS-232C: a) di tipo a 25 poli; b) di tipo a 9 poli.

Qualunque sia la linea (dati, clock o controlli), il circuito elettrico equivalente di tale interfaccia tra il trasmettitore e il ricevitore è quello indicato in fig.7.

In tale standard si definisce mark la tensione V_i di valore inferiore a -3V e si definisce space quella superiore a +3V. Durante la trasmissione si associa il livello logico 1 a mark e 0 a space. Si osserva subito che i livelli logici sono bipolari e in logica negativa (tensione positiva=0; tensione negativa=1). Tipicamente i valori di tensione assunti sono ±12V.

Fig. 7. - Circuito equivalente tra trasmettitore e ricevitore nello standard RS232-C.

La resistenza di carico del ricevitore R_L deve essere compresa tra 3KW e 7KW, la capacità C_L in parallelo al carico deve essere inferiore a 2.5nF e la f.c.e.m. V_L non deve superare i 2V.

La f.e.m. V_T del driver del trasmettitore non deve superare i 25V, R_T e C_Tnon sono specificati ma devono essere tali da evitare una corrente di corto circuito superiore a 0.5A e da consentire una V_i compresa tra 5V e 15V.

Poiché la capacità per unità di lunghezza di un cavo è di circa 200pF/metro si evince che la massima distanza tra i dispositivi collegati in tale standard non deve superare i 12-15 metri. In tabella 5 si descrive la piedinatura del connettore a 9 e 25 poli, il nome e la descrizione delle linee della RS-232C.

PIN (9)	PIN (25)	NOME V.24 ITU	NOME RS-232	DESCRIZIONE
	1	C101	FG	Frame ground = Massa di protezione
3	2	C103	TxD	Trasmitted data = Dati in trasmissione
2	3	C104	RxD	Received data = Dati in ricezione
7	4	C105	RTS	Request to send = Richiesta di trasmissione
8	5	C106	CTS	Clear to send = Pronto a trasmettere
6	6	C107	DSR	Data set ready = DCE pronto
5	7	C102	GND	Ground = Massa dei segnali
1	8	C109	DCD	Data carrier detector = Portante in ricezione presente
	9			Riservato per apparecchi di collaudo
	10			Riservato per apparecchi di collaudo
	11	C126	CK	Scelta frequenza in trasmissione
	12	C122	SCF	Segnale di ricezione presente sul canale ausiliario
	13	C121	SCB	Pronto per la trasmissione sul canale ausiliario
	14	C118	SBA	Dati in trasmissione del canale ausiliario
	15	C114	TC	Transmit clock = Clock di trasmissione dal modem
	16	C119	SBB	Dati in ricezione del canale ausiliario
	17	C115	RC	Received clock = Clock di ricezione
	18			Non connesso
	19	C120	SCA	Richiesta di trasmissione del canale ausiliario
4	20	C108	DTR	Data terminal ready = DTE pronto
	21	C110	CG	Rivelatore della qualità del segnale
9	22	C125	RI	Ring indicator = Chiamata in arrivo
	23	C111	CI	Selezione velocità di trasmissione da DTE
	24	C113	DA	Clock di trasmissione da DTE
	25			Non connesso

Caratteristiche funzionali dell’interfaccia ITU-T V.24

Si descrivono le caratteristiche funzionali delle linee (circuiti) dell’interfaccia V.24 esaminate nella precedente tab.5. Nella trasmissione dati tra un DTE e un DCE il numero di linee utilizzate dipende dal tipo di collegamento e dai modem impiegati.

I dati binari in forma seriale generati dal DTE viaggiano verso il DCE. In assenza di trasmissione tale linea è nello stato MARK (tensione negativa).

Tale segnale obbliga il modem a trasmettere la portante in linea entro 2ms. Se la linea è nello stato di riposo il modem interrompe la trasmissione entro 2ms.

Tale segnale indica che il DCE è pronto a trasmettere in linea e rappresenta la risposta alla linea C105 purché il modem sia connesso alla linea telefonica.

Il tempo di risposta in corrispondenza della prima richiesta di trasmettere è compreso tra 750 e 1400ms. ed è compreso tra 22 e 40ms. nelle successive richieste di trasmissione.

Questo segnale indica al DTE che il modem è collegato alla linea telefonica e che non è in condizioni di prova. Nei modem in banda base tale linea è sempre attiva.

L’attivazione di questa linea provoca il collegamento del modem alla linea telefonica qualunque sia la condizione delle altre linee. Questa linea, inoltre, indica che il DTE è pronto sia a trasmettere che a ricevere i dati.

Il DCE informa il DTE che la portante in linea è ad un livello superiore alla soglia di ricezione.

Il DCE informa il DTE che non ci sono ragioni per credere che i dati ricevuti siano errati.

L’attivazione di tale linea obbliga il modem a scegliere la velocità più elevata. Il livello logico opposto imposta la velocità più bassa (per modem 1200bps / 600bps).

Se la scelta della velocità è fatta dal modem, quest’ultimo avverte il DTE della velocità selezionata : lo stato ON sceglie la velocità più alta, lo stato OFF quella più bassa. Questa linea utilizza lo stesso pin del C111 ed è ad esso alternativa.

Questa linea rappresenta il clock generato dal DTE. Le transizioni ON-OFF devono coincidere con la posizione centrale su ciascun bit della linea C103.

Questa linea rappresenta il clock generato dal DCE. Durante le transizioni OFF-ON il DTE deve generare il bit successivo su C103.

Questa linea rappresenta il clock per i dati che il DTE riceve su C104. La forma d’onda è quadra e la transizione ON-OFF indica il centro del bit ricevuto su C104.

Questa linea svolge le stesse funzioni del C103 ma si riferisce al canale supervisore. Per i modem a 1200bps il canale supervisore è a 75 bps.

Questa linea svolge le stesse funzioni del C104 ma si riferisce al canale supervisore. Per i modem a 1200bps il canale supervisore è a 75 bps.

Questa linea svolge le stesse funzioni del C105 ma si riferisce al canale supervisore.

Questa linea svolge le stesse funzioni del C106 ma si riferisce al canale supervisore.

Questa linea svolge le stesse funzioni del C109 ma si riferisce al canale supervisore.

Questa linea svolge le stesse funzioni del C110 ma si riferisce al canale supervisore.

L’attivazione di questa linea indica al DTE che il modem ha ricevuto una chiamata telefonica. La risposta del DTE sulla linea C108 provoca la connessione del modem alla linea (risposta automatica).

Linea che serve alla scelta della frequenza del modem quando questo prevede due canali.

Le linee dei segnali sono dette sbilanciate perché sono tutte riferite ad una massa comune (circuito C102).

Conversione TTL RS-232 e viceversa

Per trasformare un livello logico TTL in RS-232 compatibile occorre un traslatore di livello in modo che il valore di tensione compreso tra +2V e +5V ( 1 logico TTL ) si trasformi in -12V mentre un valore di tensione compreso tra 0 e 0.8V (0 logico TTL) si trasformi in +12V.

Vi sono integrati in grado di convertire un livello TTL in RS-232C e viceversa come, ad esempio, il 1448 e 1449 (fig.8).

Il primo converte un livello TTL in RS-232C. Ha bisogno di doppia alimentazione (da ±12V a ±15V) e contiene 4 dispositivi di tipo invertente. Il secondo, invece, converte un livello RS-232 in TTL. È alimentato con una tensione di alimentazione a +5V e contiene 4 elementi invertenti. Il collegamento bidirezionale seriale tra due dispositivi che lavorano con segnali TTL si può effettuare come in fig.9.

Fig. 9. - Collegamento seriale con segnali nello standard RS-232C tra dispositivi TTL.

I valori di tensione assegnati allo standard RS-232C consentono di ottenere una elevata immunità al rumore che aumenta all'aumentare della "distanza" tra i due livelli logici.