Lo standard EIA RS-232 (EIA: Electronics Industries Asssociation) definisce la connessione fra un dispositivo terminale (DTE: Data Terminal Equipment) e un dispositivo di comunicazione (DCE: Data Comunication Equipment) destinato alla trasmissione o alla ricezione di dati in formato seriale, con modalità di scambio di tipo sincrono o asincrono. Questa interfaccia, che è stata sostanzialmente adottata anche dal CCITT. è nata per il collegamento di apparecchiature remote attraverso la rete telefonica. Essa prevede quindi tutti i segnali e le linee di controllo richiesti per la gestione della comunicazione attraverso modem in diverse configurazioni, fra cui simplex. half duplex. full duplex. sia su un unico canale trasmissivo che su un canale primario ed uno secondario.
Allo standard originale EIA RS-232-C definito nel 1969 sono seguite altre versioni fra cui l'ultima, nota come EIA/TIA 232-E (TIA: Telecomunications Industries Asssociation), che puntualizza la definizione di alcuni parametri elettrici.
In forme semplificate, l'interfaccia RS-232 è largamente impiegata anche per il collegamento non remoto fra mini e microcomputer o fra questi e alcuni organi periferici. In tal caso il modem è superfluo, il collegamento è diretto e molte linee previste dallo standard non sono presenti oppure vengono ignorate o ponticellate (cioè mantenute fisse a livello alto o basso).
Lo standard RS-232 adatto per velocità di trasmissione fino a 20 kbit/S su distanze fino a circa 15 m, prevede per il collegamento elettrico un cavo e due connettori (maschio femmina) a 25 contatti. I contatti sono identificati, oltre che dal numero corrispondente alla posizione (I, 2, 3...), da una sigla alfanumerica (AA, BA, BB, ...) corrispondente alla norma EIA oppure, analogamente, da una sigla numerica (101, 103, 104,...) assegnata dal CCITT. Ciascun contatto, insieme alla linea ad esso connessa, costituisce un circuito di interfaccia dedicato ad una ben precisa funzione ovvero al trasferimento di un determinato segnale diretto dal DTE al DCE o viceversa. I circuiti di interfaccia possono essere classificati e raggruppati in base alla loro funzione, come illustrato in fig. 1; principalmente si individuano:
Circuiti di massa, costituiti da una linea di riferimento comune per i segnali logici trasmessi (Signal ground: AB) e da un secondo conduttore che deve essere collegato al contenitore dell'apparecchiatura per ragioni di sicurezza (Protective ground: AA).
Circuiti per il trasferimento seriale dei dati dal DTE al DCE (Transmitted data: BA) e dal DCE al DTE (Received data: BB).
Segnali di controllo, che consentono di condizionare la comunicazione in funzione dello stato dei dispositivi DTE e DCE oltre che in funzione della presenza o meno di un segnale demodulabile sul canale di comunicazione.
Segnali di temporizzazione, che servono a sincronizzare il trasferimento dei dati su una base tempi comune generata dal DTE e inviata al DCE o viceversa.
Segnali per i dati e segnali di controllo analoghi a quelli già citati ma relativi ad un canale di comunicazione secondario.
Fig. 1 Principali circuiti d'interfaccia secondo lo standard RS-232
Lo standard RS-232 elencando l'insieme delle configurazioni di trasmissione supportate, specifica per ciascuna di esse i circuiti di interfaccia che devono essere utilizzati e ne descrive le modalità di attivazione e di segnalazione.
I valori di tensione sui circuiti di interfaccia sono associati ai livelli logici secondo il criterio della logica negativa.
Tensione dinterfaccia | <-3V | > +3V |
Livello logico | 1 | 0 |
Stato della linea dati | Mark | Space |
Segnale di controllo | OFF | ON |
Tab. 1 Corrispondenze fra livelli logici ed elettrici previste per linterfaccia RS-232-C
Come si vede in tab. 1, al 1 logico corrisponde sul circuito di interfaccia una tensione V, inferiore a - 3 V mentre allo 0 logico corrisponde una VI> 3 V; la regione fra - 3 V e + 3 V è considerata di transizione ed in essa lo stato del segnale non è definito. Relativamente ai dati, lo stato logico 1 è indicato come mark mentre lo 0 è indicato come space. Per quanto riguarda i segnali di temporizzazione e controllo. essi sono considerati attivi (ON) quando il livello logico è 0 e quello elettrico è quindi maggiore di 3 v; sono invece considerati inattivi (OFF) quando il livello logico è 1 e quello elettrico è inferiore a - 3 V. Le fasce di valori associate ai livelli 0 e 1 possono estendersi, rispettivamente, fino a + 15 e - 15 V: ciò consente di ottenere un'elevata immunità al rumore.
Le caratteristiche elettriche specificate dallo standard comprendono: i valori della resistenza R0 e della capacità C0 associata ai terminali di uscita del dispositivo driver che pilota il circuito di interfaccia; il valore (4 kW -: 7 kW ) della resistenza RL che costituisce il carico del driver; il valore massimo (2500 pF) della capacità CL. comprendente sia la capacità della linea sia la capacità di ingresso del ricevitore (receiver), fattore che condiziona direttamente la lunghezza massima del cavo: i valori massimi delle tensioni a circuito aperto del driver (V0) e del receiver (EL). Questi parametri sono evidenziati in fig. 2 dove è illustrato il circuito equivalente di un generico collegamento fra un dispositivo pilota e un elemento di carico. Altri parametri specificati riguardano la velocità di commutazione dei segnali sull'interfaccia. Ad esempio la massima variazione istantanea della tensione VI non deve superare 30 V/m s e il tempo impiegato dal segnale per attraversare la zona di transizione non deve superare 1 ms oppure il 4 % della durata nominale dell'elemento di segnale.
Fig. 2 Circuito equivalente di una linea di interfaccia RS-232In commercio sono disponibili circuiti integrati adattatori detti line driver, che convertono i segnali TTL o CMOS, tipici dei dispositivi terminali, in segnali conformi allo standard RS-232 Per consentire ladattamento in senso opposto sono disponibili circuiti denominati line receiver i quali convertono segnali RS-232 in segnali TTL o CMOS.