시리얼 통신이란?

직렬 통신은 하나 또는 두개의 전송 라인을 사용하여 데이터를 송수신하는 통신 방법으로, 한 번에 한 비트씩 데이터를 지속적으로 주고 받음.

적은 신호선으로 연결이 가능하기 때문에 선재와 중계 장치의 비용이 억제되는 등의 장점이 있음

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시리얼 통신 규격

RS-232C / RS-422A / RS-485는 EIA(전자산업협회) 통신 표준

이러한 통신 표준 중 RS-232C는 다양한 응용 분야에서 널리 채택되어 왔으며 컴퓨터의 표준 장비이기도 함.

모뎀 및 마우스 연결에 사용됨, 센서 및 액추에이터에는 이러한 인터페이스가 포함되어 왔으며 대부분이 직렬 통신을 통해 제어 할 수 있음.

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RS-232C 

이 직렬 통신 표준은 널리 사용되며 종종 표준으로 컴퓨터에 장착됩니다. "EIA-232" 라고도 함

신호선과 커넥터의 목적과 타이밍이 정의 되었습니다 (D-Sub 25핀 또는 D-Sub 9핀)

현재 표준은 신호선을 추가하여 개정되었으며 정식으로 "ANSI / EIA-232-E 라고 함. 

그러나 지금은 일반적으로 "RS-232C" 라고 함

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RS-422A

이 표준은 짧은 전송거리 및 느린 전송 속도와 같은 RS-232C 문제를 수정한다. "EIA-422A"라고도 함

신호선의 목적과 타이밍은 정의되었지만 커넥터는 아님, 많은 호환 제품 주로 D-Sub 25핀 및 D-Sub 9핀 커넥터를 사용함

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RS-485

이 표준은 RS-422A에서 몇가지 연결 장치의 문제점을 수정합니다. "EIA-485"라고도 함

RS-485는 RS-422A와 호환 가능한 표준입니다. 

신호선의 목적과 타이밍이 정의되지만 커넥터 대부분의 호환 제품은 주로 D-Sub 25핀 및 D-Sub 9핀 커넥터를 채택함

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*전이중통신(Full Duplex): 두대의 단말기가 데이터를 송수신하기 위해 동시에 각각 독립된 회선을 사용하는 통신방식이다. 대표적으로 전화망, 고속데이터 통신을 들 수 있다. 

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신호 배치 및 커넥터

RS-232C에서는 사용할 커넥터와 신호 할당이 정의되고 표준화 되었습니다.

그림은 D-Sub 9핀 신호지정과 신호라인을 나타냅니다.

1. DCD: Data Carrier Detect, 반송파 감지

2. RXD: Receive Data, 수신 데이터

3. TXD: Transmit Data, 전송 데이터

4. DTR: Data Terminal Ready, 데이터 터미널 준비

5. SG: Signal Ground, 신호 접지 또는 공통 리턴

6. DSR: Data Set Ready, 데이터 세트 준비

7. RTS: Request To Send, 송신 요구

8. CTS: Clear To Send, 송신 허가

9. RI: Ring Indicator, 착신 표시

CASE FG: Frame Ground, 접지

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연결방법

RS-232C에서는 커넥터와 신호 할당이 표준화 되어 많은 표준 호환 케이블이 상업적으로 제공됩니다. 

그러나 장비는 다음 유형으로 제공되며, 연결되는 장비에 따라 직선 케이블 또는 크로스 오버 케이블 필요합니다.

DCE : 데이터 통신장비, 이 용어는 모뎀, 프린터 및 플로터와 같이 수동적으로 작동하는 장비를 나타냅니다.

DTE : 데이터 터미널장비, 이 용어는 컴퓨터와 같이 능동적으로 작동하는 장비를 나타냅니다.

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반이중 통신 및 전이중 통신

전이중 통신: 송수신 모두 자체 전송 회선이 있어 동시에 데이터를 송수신 할 수 있는 방법

반이중 통신: 하나의 전송 회선을 사용하여 송수신을 전환하면서 통신하는 방식입니다. 이때문에 동시 통신이 불가능

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비동기 통신 및 동기식 통신

직렬 통신에서 데이터는 하나의 신호선을 사용하여 한번에 한비트씩 전송되므로, 수신측에서 데이터를 정확하게 수신하려면 송신측에서 각 비트를 전송할 속도를 알아야 합니다.

RS-232C에서 동기식 통신 및 비동기 통신 표준이 정의 되었습니다.

측정 또는 제어에 사용되는 주변 장치의 경우, 일반적으로 앞서 언급한 전이중 통신과 비동기 통신이 일반적으로 사용됩니다. 

동기식 통신

이 방법은 다른 장비에서 생성된 클럭 또는 자체 생성된 클럭에 동기된 데이터를 송수신 합니다.

송신은 송신측에서 각 비트에 추가된 동기 신호를 기반으로 수행됩니다.

이는 데이터 전송 효율이 좋지만 전송 절차가 복잡해진다는 단점이 있음.

 

비동기 통신

이 방법은 각 측의 자체 생성 클록에 동기화 된 데이터를 송수신합니다.

전송 속도 설정이 일치하지 않으면 정상적인 통신이 불가능 합니다.  즉 송신 측과 수신 측 모두 초기에 전송할 비트 수에 대해 각 초, 

그리고나서 각각은 그 전송 속도와 일치하는 주파수의 동기화 신호를 생성합니다. 비동기 통신의 경우 한번에 한비트씩 데이터를 송수신하므로 각 측의 통신 조건이 초기에 일치하지 않으면 정상적인 통신이 불가능 합니다.

컴퓨터(컨트롤러) 측 설정을 주변기기 측에 일치 시키면 설정은 일반적인 설정 방법입니다.

 

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전송 속도

초당 보낼 비트 수를 지정합니다.

단위는 bps(초당비트수)이며 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 등에서 선택 됩니다.

설정과 타이밍이 일치하면 데이터 구분 기호가 일치하고 데이터를 정상적으로 송수신 할 수 있습니다.

이 때문에 올바른 타이밍을 얻기 위해 각 데이터 항목 (1바이트)에 시작 비트가 추가됩니다.