rs-232 / rs-422 / rs-485 란?

통신 프로토콜 ( Communication Protocol ) 은 서로 다른 기기들 간의 
데이터 교환을 원활하게 수행할 수 있도록 표준화시켜 놓은 통신 규약

즉, 통신을 한다는 것은 사전 약속 규정이 없으면 통신을 원활하게 할 수 없다

송신 장비가 BACNET 485 로 데이터를 보내준다고 가정할 때
수신 장비가 MODBUS 485 통신만 받는다면 데이터를 받을 수 없다

이것은 한국말 밖에 할 줄 모르는 사람에게 다른 나라 언어로 자꾸 소통을 시도하는 것과 같다

RS-232 , RS-422 , RS-485 는 회선 인터페이스의 종류이며 보통의 통신포트에 쓰이는 인터페이스 의 종류를 말한다

MCU는 주변장치를 통해서 외부와 정보를 교환할 수 있으며 일반적으로 정보를 외부와 교환하는
방법으로는 병렬통신과 직렬통신 2 가지로 나눌 수가 있다. 

즉, 시리얼 통신에는 RS232 와 여러 개를 같이 묶을 수 있는 RS422,RS485 가 있다

< 시리얼 통신 기본 구조 >

일반적으로 컴퓨터내의 장치와 정보교환을 할 때는
통상적으로 고속의 통신속도를 필요로 하여 한꺼번에 많은 정보를 처리할 수 있는 병렬통신 방식을 주로 쓴다. 

이는 대량의 정보를 빠른 시간에 한꺼번에 처리함으로써
컴퓨터의 성능을 향상 시킬 수가 있기 때문이며 이것은 데이터 비트 수로써 나타난다. 

하지만 모든 경우에 병렬통신 방식을 사용할 수는 없다.
그 이유는 통신거리의 제한성, 구현상의 기술적인 어려움과 비용이 너무 비싸다는데 있다.
또한 어플리케이션 자체가 고속의 통신속도를 필요로 하지않을 경우도 많다. 

이러한 이유로 컴퓨터가 외부와의 통신을 할 때는 직렬통신 방식을 많이 사용한다. 
직렬통신 방식이란 데이터 비트를 1 개의 비트단위로 외부로 송수신하는 방식으로써 구현하기가 쉽고, 멀리 갈 수가 있으며, 기존의 통신선로(전화선 등)를 쉽게 활용할 수가 있어 비용의 절감이 크다는 장점이 있다. 

 * UART(Universal Asynchronous Receiver & Transmitter)

UART(범용 비동기화 송수신기)는
병렬 데이터의 형태를 직렬 방식으로 전환하여 데이터를 전송하는 컴퓨터 하드웨어의 일종이다
UART는 일반적으로 RS232, RS422, RS485 와 같은 통신 표준과 함께 사용한다.

UART의 U 는 범용을 가르키며 이는 자료 형태나 전송속도를 직접 구성할 수 있고, 실제 전기 신호 수준과 방식(차분신호)이 일반적으로 UART 바깥의 특정한 드라이버 회로를 통해 관리를 받는다

UART 는 일반적으로 주변 기기의 일종으로 병렬 데이터를 직렬화 하여 통신하는 개별 직접 회로이다. 비동기 통신이므로 동기 신호(Clock) 가 전달되지 않는다. 따라서 수신 쪽에서 동기신호를 찾아내어 데이터의 시작과 끝을 시각적으로 알아 처리할 수 있도록 약속 되어 있다. 수많은 현대의 집적회로(IC)는 동기화 통신도 지원하는 UART 와 함께 한다

- 시작비트 : 통신의 시작을 의미하며 한 비트 시간 길이 만큼 유지한다. 지금 부터 정해진 약속에 따라 통신을 시작한다
- 데이터비트 : 5~8 비트의 데이터 전송을 한다. 몇 비트를 사용할 것인지는 해당 레지스터 설정에 따라 결정된다
- 패리티 비트 : 오류검증을 하기 위한 패리티 값을 생성하여 송신하고 수신쪽에 오류 판단한다
사용안함, 짝수, 홀수 패리티 등의 세가지 옵션으로 해당 레지스터 설정에 따라 선택할 수 있다.
'선택안함' 시 이 비트가 제거 된다.
- 스톱비트 : 통신 종료를 알린다. 세가지의 정해진 비트만큼 유지해야 한다.

RS-232 를 비동기식 통신방식 이다. 

비동기식 통신 컨트롤러를 일반적으로 UART(Universal Asynchronous Receiver & Transmitter)라 부른다. 

UART 에서 나오는 신호는 보통 TTL 신호레벨을 갖기 때문에 노이즈에 약하고 통신거리에 제약이 있다. 
이러한 TTL 신호를 입력 받아 노이즈에 강하고 멀리 갈 수 있게 해주는
인터페이스 IC 를 LINE DRIVER/RECEIVER 라 부르며 이중 대표적인 것이 RS-422 및 RS-485 가 있다.

 

< RS232 / RS485 컨버터 >

케이블 길이에 따라 속도는 달라진다

RS 232 - 9핀
RS 485 - 2핀

Specification	RS232C	RS423	RS422	RS485
동작모드	Single-Ended	Single-Ended	Differential	Differential
최대 Driver / Receiver 수	1 Driver 1 Receiver	10 Receiver	32 Receiver / 256	32 Receiver / 256
최대 통달거리	약 15 m	약 1.2 km	약 1.2 km	약 1.2 km
최고 통신속도	20 Kb/s	100 Kb/s	10 Mb/s	10 Mb/s
지원 전송방식	Full Duplex	Full Duplex	Full Duplex	Half Duplex
최대 출력전압	±25V	±6V	-0.25V to +6V	-7V to +12V
최대 입력전압	±15V	±12V	-7V to +7V	-7V to +12V

● RS232 ( 9핀 커넥터 )

두 개의 제어장치가 1:1로 접속되어 전이중(full duplex)방식으로 직렬 접속된 것으로
단지 3 개의 선으로 통신을 하며 Xon/Xoff라 불리우는 소프트웨어적인 방법으로 제어(핸드쉐이크)한다

RS232방식은 노이즈 (NOISE)의 영향을 받기 쉬운 단점이 있다

RS232C 는 연결하는 선이 최소 3개가 필요로 한다.
TXD (송신),RXD(수신),GND(접지) 이런 선은 PC의 뒷단자에 보면 9핀으로 된 DSUB 코넥터 에 연결단자 번호가 정해져 있다

각각 2,3,5번 이며,  특징은 1:1 로만 연결할수 있다는 것이다. 

RS232 결선도

 

● RS485 ( 2핀 터미널 블록 커넥터 )

rs485 는 N:N bus 로 연결 되어서 건설현장이나 공장에서 많이 사용 됨

RS485는 2개의 선만 필요하다 
RXD+를 TXD+와 같이 쓰고 RXD-와 TXD-를 같이 사용하며. 
즉 데이터를 보낼때는 TXD+,TXD-를 모드로 사용하고 수신시는 RXD+,RXD- 모드로 사용한다. 
구성이나 동작원 리는 모두 RS422과 같다

< rs485 2핀 커넥터 >

< rs485 2핀 커넥터 >

RS485 결선도

RS-485 에서도 세분화로 나뉜다

RS485 는 사용자가 임의로 프로토콜을 정의해서 사용 할 수 있다

RS485 통신은 Serial 통신 중 하나이며
MODBUS RTU (RS485) 는 일반 RS485 와 하드웨어는 동일하며 하드웨어 규격이 아닌 통신 프로토콜이다

Protocol	MODBUS RTU ( RS485 )
전송 속도	300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200
Parity	EVEN, ODD, NONE
STOP BIT	1, 2

메모리맵 정보를 가지고 있어야 통신셋팅하고 포인트 생성하여 데이터를 확인 할 수 있다

케이블의 길이에 따라 속도가 달라진다