Nella comunicazione seriale, i dati vengono inviati in forma di impulsi binari. In altre parole, possiamo dire che il binario 1 significa un livello logico alto o 5 volt, e 0 significa un livello logico basso o 0 volt. La comunicazione seriale può assumere diverse forme, a seconda della modalità di trasmissione e del tipo di trasmissione dei dati. Questa modalità di trasmissione è classificata come simplex, half-duplex e full-duplex. Per ogni modalità di trasmissione esiste un trasmettitore e un ricevitore.
Simplex si riferisce alla tecnologia di comunicazione unidirezionale. C'è solo un client (il mittente o il ricevitore è attivo contemporaneamente). Se il mittente invia, il ricevitore può solo ricevere. La comunicazione televisiva è una modalità simplex, dove la stazione televisiva invia e la televisione riceve.
Nella modalità half-duplex, sia il mittente che il ricevitore sono attivi, ma non contemporaneamente, cioè se il mittente invia, il ricevitore può ricevere ma non inviare, e viceversa. Internet è un buon esempio. Se un laptop invia una richiesta per una pagina web, il server web elaborerà la richiesta e invierà indietro le informazioni.
La modalità full-duplex è ampiamente usata nel mondo per la comunicazione. Sia il mittente che il ricevitore possono inviare e ricevere contemporaneamente. Un esempio è il tuo smartphone.
Il trasferimento di dati può avvenire in due modi. Sono la comunicazione seriale e la comunicazione parallela. La comunicazione seriale è una tecnica per trasmettere dati bit per bit usando due fili, cioè il trasmettitore (mittente) e il ricevitore.
La comunicazione seriale invia solo un bit per volta. Pertanto, richiede meno linee I/O (input-output). Di conseguenza, occupa meno spazio ed è più resistente alle interferenze crociate. Il principale vantaggio della comunicazione seriale è che il costo di l'intero sistema embedded diventa più economico e l'informazione può essere trasmessa a lunghe distanze. La trasmissione seriale è usata per i dispositivi DCE (data communication equipment) come i modem.
Nella comunicazione parallela, un blocco di dati (8, 16 o 32 bit) viene trasmesso per volta. Pertanto, ogni bit di dati richiede una linea I/O fisica separata. Il vantaggio della comunicazione parallela è che ha una velocità elevata ma lo svantaggio è che usa più linee I/O. La trasmissione parallela è usata per i PC (Personal Computers) per interconnettere CPU (Central Processing Units), RAM (Random Access Memory), modem, audio, video e hardware di rete.
Nota: Se il tuo circuito integrato o processore supporta un numero ridotto di pin di input/output, è meglio scegliere la comunicazione seriale.
CPU avanzate come microcontrollori e microprocessori comunicano col mondo esterno e con i periferici del chip usando la comunicazione seriale. Per fare un esempio semplice, supponiamo che vuoi inviare un file dal tuo laptop al tuo smartphone. Come lo faresti? Probabilmente usando il protocollo Bluetooth o WiFi, giusto?
Pertanto, i seguenti sono i passaggi per stabilire una comunicazione seriale.
Aggiungi connessione
Nel primo passo, il tuo laptop cercherà i dispositivi nelle vicinanze di 100 metri e elencherà i dispositivi trovati. Questo processo è spesso chiamato roaming.
Seleziona il dispositivo per la comunicazione
Per connetterti al tuo telefono, devi completare l'associazione. La configurazione predefinita esiste già nel software. Pertanto, non è necessario configurare manualmente la baud rate. Inoltre, ci sono quattro regole sconosciute. Sono la baud rate, la selezione del bit di dati (framing), i bit di inizio e di fine e la parità.
RS232 è il primo protocollo seriale per la connessione a un modem telefonico. RS sta per recommendation standard ed è ora cambiato in EIA (Electronic Industries Alliance) / TIA (Telecommunications Industry Association).
È usato anche in modem, mouse e macchine CNC (computing digital computing). Puoi connettere solo un trasmettitore a un ricevitore.
Supporta la comunicazione full-duplex e permette baud rate fino a 1Mbps.
La lunghezza del cavo è limitata a 50 piedi.
Come sai, i dati memorizzati nella memoria sono in byte. Potresti chiederti come i dati in byte vengono convertiti in bit binari? La risposta è la porta seriale.
La porta seriale ha un chip interno chiamato UART. UART è l'acronimo di Universal Asynchronous Receiver Transmitter, che converte i dati paralleli (byte) in una forma seriale bit per bit.
La porta seriale RS232 ha nove pin, che sono divisi in maschio e femmina. L'interfaccia di comunicazione seriale RS 232C è il successore di RS232.
Tutte le funzioni di RS232 sono memorizzate nel modello RS232C, ma ha 25 pin. Dei 25 o 9 pin, usiamo solo tre pin per connetterci al dispositivo terminale.
Possiamo trasferire dati solo fino a 1Mbps usando RS232. Per risolvere questo problema, c'è la porta seriale RS422. RS422 è una interfaccia seriale multipunto. Possiamo connettere 10 trasmettitori a 10 ricevitori contemporaneamente usando un solo bus. Usa due cavi a coppia torsata (configurazione differenziale) per inviare i dati. Il cavo ha una lunghezza di 4000 piedi e una baud rate di 10 Mbps.
La porta seriale RS485 è il protocollo preferito del settore. A differenza di RS422, puoi connettere 32 driver di linea e 32 ricevitore in una configurazione differenziale. Il trasmettitore è anche chiamato driver di linea. Tuttavia, solo un trasmettitore è attivo contemporaneamente.
La comunicazione seriale è una parte importante del campo degli apparecchi elettronici e dei sistemi embedded. Se due dispositivi devono scambiare informazioni sulla stessa bus, la velocità di trasferimento dei dati è critica. Pertanto, è necessario scegliere un valido protocollo seriale per qualsiasi applicazione.
