전자 회로 설계 - 시리얼 통신(RS-232)

목표	시리얼 통신(RS-232)에 대해 알아봄

 

1. 시리얼(Serial) 통신이란?

- 병렬 데이터를 직렬 방식으로 전환하여 한번에 한 비트씩 전송하는 컴퓨터 하드웨어

- 시리얼(Serial) 통신은 직렬 통신 이라는 뜻으로, 패러럴(Parallel)과 통신 : 병렬 통신과 반대

 

시리얼 통신 방식은 아래와 같은 종류가 있다.

- RS-232

- RS-422

- RS-485

- I2C

- SPI

- Ethernet

- USB

- SATA

- IEEE 1394

 

1-1. RS-232

- RS(Recommended Standard)-232 표준에 정의된 통신은 비동기 직렬 통신 방식

 

- 비동기식은 정보가 미리 정의된 시간 간격으로 전송되지 않음

- 데이터 전송은 언제든지 시작할 수 있으며 메시지가 시작되고 끝나는 시점을 감지하는 것은 수신기가 알 수 있음

 

통신 케이블 커넥터 규격은 DB25, DB9가 있는데 DB9는 보통 아래와 같이 쓰인다. 요즘에는 보통 USB to Serial을 사용한다.

 

(1) RS-232 비트 스트림

- 동기식 통신에서는 각 전송의 시작을 나타내는 클럭 또는 트리거 신호가 있어야 함

- 클럭 신호가 없는 비동기 통신은 가격이 저렴하고, 케이블에 필요한 선이 적음

- 비동기 통신의 단점은 송신기의 신호를 놓칠 수 있음

- 비동기 통신의 다른 단점은 유용한 정보의 시작과 끝을 나타내기 위해 데이터 스트림에 추가 비트가 필요

 

- 데이터 비트는 미리 정의된 주파수인 Baudrate로 전송되며 송신기와 수신기는 모두 동일한 비트 주파수를 사용하도록 프로그래밍되어야 함. 첫 번째 비트가 수신된 후, 수신기는 정해진 시간에 들어오는 데이터 비트를 인식함.

(2) START BIT

RS232는 비동기 통신 유형. 데이터 단어의 전송이 아무때나 시작될 수 있음. 이것은 수신자가 어떤 것이 첫 번째 수신 비트인지 알 수 없기 때문에, 각 데이터 워드는 Start bit로 시작

 

(3) DATA BIT

Start bit 바로 뒤에 Data bit가 전송. 최하위 비트는 항상 첫 번째로 전송되는 bit

 

(4) PARITY BIT

오류 감지를 위해 데이터 워드에 자동으로 추가 비트를 추가할 수 있음. 송신기는 전송된 정보에 따라 비트의 값을 계산. 수신기는 동일한 계산을 수행하고 실제 패리티 비트 값이 계산된 값과 일치하는지 확인

 

(5) STOP BIT

- Start bit는 0이어야 하고, Stop bit는 1이어야 함

- 수신기가 Stop bit가 있어야 할 때 표시 이외의 값을 감지하면 동기화 오류가 있음을 알 수 있음.

 

Stop bit는 서로 다른 길이를 가질 수 있음. 실제로는 실제 비트가 아니라 각 단어의 끝에 줄이 유휴 상태(표시 상태)여야 하는 최소 시간. 1, 1.5 또는 2bit 3가지 임. 1.5비트는 5비트 길이의 데이터 워드에서만 사용되고 2는 긴 워드에서만 사용됨. 모든 데이터 워드 크기에 대해 1비트의 Stop bit 길이를 사용할 수 있음

 

(6) RS-232 물리적 특성

정의된 최대 보드 속도는 20kbps. 최대 1.5Mbps의 속도가 허용

	RS-232	RS-422	RS-485
결선 방식	최소 3wire	4 wire	2 wire or 4 Wire
장치 갯수	1:1	1:10	32:32
최대 거리	15m	1.2km	1.2km
최대 Data Rate	1Mbps	10Mbps	10Mbps 이상
Duplex Type	Full Duplex	Full Duplex Half Duplex	Full Duplex(4 wire) Half Duplex(2 wire)
Differential	no	Differential	Differential

 

1-2. RS-232 일반적 통신 설정

Baudrate	115200
Data bits	8
Parity	None
Stop bits	1
Flow Control	None

 

1-3. RS-232 회로도