FAQ


 
Oft gestellte Fragen - hier die Antworten
FAQ steht für "frequently asked questions"

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Serielle RS232 / V24 Schnittstellen, COM - Ports...

Gibt es einen Unterschied zwischen RS232 und V24 ?

Nein. Die RS232-C (nach EIA) wird auch als V24 (nach DIN-66020/66021 CCITT-Empfehlung in Europa) bezeichnet. Der Standard definiert die mechanische, elektrische und logische Beschaffenheit dieser Schnittstelle. Für den asynchronen Datenaustausch werden von den üblichen 25 Anschlüssen der Sub-D-Buchse nur 11 benötigt. IBM definierte sie für den PC in einen 9-poligen Anschluss um, bei dem zwei der normalerweise vorhanden Leitungen fehlen. Für eine Steuerung in der Datenübertragung zwischen DTE und DCE sind neben TxD und RxD die fünf Steuersignale RTS, CTS, DCD, DSR und DTR erforderlich.

Die RS232-C bzw. V24 definiert sich wie folgt:

  • 25 pol. Anschluss über Sub-D Stecker
  • asymetrische Verbindungsart
  • Synchrone und asynchrone, binäre Übertragung
  • 20.000 Bit/s Übertragungsgeschwindigkeit
  • 15m max. Kabellänge
  • ± 15 Volt Schnittstellenpegel
  • Pegelzuordnung ab ± 3 Volt
  • Anzahl der Sender/Empfänger: je 1
  • max. Treiberspannung ± 25 Volt
  • Lastwiderstand, typ. 3 bis 7 kOhm
Wie lang darf das Kabel zwischen einer RS232-RS232-Verbindung sein ?

Laut Spezifikation 15 Meter. In den meisten Fällen funktioniert es bei ausreichend gutem Kabel auch noch bis 50 Meter. Die Kabellänge ist zudem baudraten-abhängig und von der Kabelqualität abhängig. Niederkapazitive Verbindungskabel mit Abschirmung sind zu bevorzugen.

Wie lang darf das Kabel zwischen einer RS422-RS422-Verbindung sein ?

Laut Spezifikation 500 Meter. In den meisten Fällen funktioniert es bei ausreichend gutem Kabel auch bis 1200 Meter und mehr. Die Kabellänge ist zudem baudraten-abhängig und von der Kabelqualität abhängig. Niederkapazitive Verbindungskabel mit Abschirmung (bsp. CAT5) sind zu bevorzugen.

Mein PC hat keine serielle Schnittstelle mehr. Kann ich meine Siemens-Geräte auch über einen USB-Konverter bedienen ?

Im Prinzip ja, aber nur wenn es sich um eine echte 32-bit Windows-Anwendung (ausser NT4) handelt. DOS-Anwendungen erhalten leider keinen direkten Zugriff auf dem COM-Port, da alle USB-COM-Ports über virtuelle USB-Windows-Treiber eingebunden werden. Entsprechende Konverter funktionieren in der Regel mit Programmen die unter Windows 9x/ME/2000/XP ablaufen, so auch DIGSI V3 und DIGSI 4. Da der USB-Port generell nicht von DOS unterstützt wird, können V1/2-Schutzgeräte nicht unter DOS mit DIGSI V2.8x und auch nicht im DOS-Fenster von DIGSI V3 / DIGSI 4 bedient werden.

Wie lang darf eine serielle Verbindung sein und was benötige ich dazu ?

RS232-Repeater können lt. Norm immer nur 15m überbrücken. Für eine sichere Signalverbindung bei einer Kabelstrecke von 50m bietet sich die Konvertierung von RS232-auf-RS422 und wieder von RS422-auf-RS232 an. Diese Konverter gibt es mit oder ohne galvanischer Trennung, im Stecker-Gehäuse oder in Modulbauweise. Alle Konverter benötigen eine zusätzliche Stromversorgung (bsp. Steckernetzteil). Für eine Signalstrecke werden immer zwei Konverter benötigt. Bei der Konvertierung von RS232-auf 422 werden bei diesen Konverter-Modulen immer nur 2- bzw. 4-Leitungen der jeweiligen Schnittstelle unterstützt. D.h. es werden die Datenleitungen TxD und RxD in beide Richtungen umgesetzt, Handshakesignale werden dagegen nicht übertragen und im Steckergehäuse intern gebrückt. Wenn Ihre Anwendung es zulässt, dass nur die Datenleitungen ausreichen, können Sie diese Konverter bedenkenlos einsetzen.

Was ist ein UART und was macht ein FIFO ?

Ein UART (engl. universal asynchronous receiver-transmitter) ist ein hochintegrierter Peripheriebaustein mit mehreren Registern und das zentrale Element jeder seriellen Schnittstellenkarte. In modernen PCs werden die Typen 16450 oder 16550 verwendet, bei ältern Modellen ist es der legendäre 8250. Heutzutage werden die Funktionen als core in einen Chip-Satz integriert, sodass der Chip als einzelnes Bauelement nicht mehr vorzufinden ist. Der Einsatz von UARTs ohne integrierten FIFO-Buffer (First-In-First-Out) führt bei den hohen Baudraten, die zum Beispiel moderne Modems zu einem störungsfreien Betrieb benötigen, zu einer extremen Auslastung der CPU: jedes empfangene oder gesendete Zeichen löst einen Interrupt aus. Der im UART integrierten Buffer erlaubt dagegen den Empfang und das Senden mehrerer Zeichen, bevor ein Interrupt erfolgt. Dadurch, daß der Prozessor seltener in seiner Arbeit unterbrochen wird, ist er effizienter. Praktisch bedeutet das, daß auf der Schnittstelle ein deutlich gesteigerter Datendurchsatz möglich ist. Dies ist vor allem bei schnellen Modems und ISDN-Anschlüssen von großer Bedeutung. Ein USART (engl. universal synchron asynchronous receiver-transmitter) arbeitet zusätzlich synchron zu einem Taktsignal.

Welche Vorteile bietet die RS485 Schnittstelle gegenüber RS232 ?

An eine RS485-Schnittstelle können maximal 32 Endgeräte über eine Entfernung von maximal 1200 Metern und einer maximalen Datenrate von bis zu 10 Mbit/s angeschlossen werden. Stichleitungen sind bis maximal 5m Länge zugelassen. Dabei ist der Verkabelungsaufwand sehr gering, da alle Geräte über den Bus mit der Karte (bzw. mit dem Umsetzer) verbunden sind. Würden RS232-Schnittstellen benutzt, so wären 32 Schnittstellen und somit auch 32 einzelne Kabelverbindungen notwendig.

Warum benötigt man Abschlusswiderstände an den Endteilnehmern einer RS485-Verbindung ?

Ein Abschluss des Kabels mit Terminierungs-Widerständen ist bei RS485-Verbindungen grundsätzlich erforderlich, um in den Pause-Zeiten, in denen kein Datensender aktiv ist, auf dem Bussystem einen Ruhepegel zu erzwingen.

Wie lang darf eine unterminierte Stichleitung am RS485-Bus sein ?

Jeder RS485-Teilnehmer kann über eine max. 5 Meter lange Stichleitung an den 2-Draht-Bus angeschlossen werden.

Kann die TTY 20mA Schnittstelle auch im Bus-Verbund arbeiten ?
Was ist zu beachten ?

Einige 20mA-Geräte ermöglichen in Verbindung mit der Funktion einer Adressierbarkeit zusätzlich einen Busbetrieb. Dazu werden alle TTY-Sender und TTY-Empfänger der Schnittstellen in Reihe geschaltet. Bei einer Bus-Konfiguration gilt es zu beachten, daß die 20mA-Stromquelle für die entsprechende Anzahl von Teilnehmern dimensioniert ist: D.h. das die Bürde der Stromquelle (Hintergrundspannung) hoch genug ist, um alle Kabelverluste und Sperrschichtspannungen an den Optokopplerdioden wieder auszugleichen und den Mindeststrom von 20mA in der Schleife aufrecht erhalten kann.

Wie lang darf eine TTY 20mA Strecke sein ?
Wie sicher ist TTY ?

Die Auskopplung der Daten-Signale aus einer 20mA Stromschleife wird in der Regel über schnelle Optokoppler vorgenommen. Dies gewährleistet in den meisten Applikationen eine galvanische Trennung zwischen den angeschlossenen Geräten, so daß über TTY-Schnittstellen ohne weitere Schutzmaßnahmen in der Regel eine Datenübertragung über eine Distanz von bis zu 1000 Meter und mehr möglich ist. Der Vorteil der sicheren Übertragung wird bei diesem Schnittstellentyp jedoch - verglichen mit RS422 - mit recht niedrigen Übertragungsraten eingetauscht.

Was ist eine Bürde ?

Eine Bürde kennzeichnet üblicherweise den Präge-Strom am Ausgang einer Spannungsquelle. Die Einflussgröße ist von der Last abhängig.

Was ist Bürdenspannung ?

Als Bürdenspannung bezeichnet man die Hintergrundspannung in einem geschlossenen Stromkreis.

Was ist eine Konstantstromquelle ?

Konstanstromquellen arbeiten bei variabler Last (z.B. veränderbarer Widerstand) mit einer entgegengesetzten, veränderbaren bzw. selbstgeregelten Spannung, sodass der Stromfluss im Kreis immer, möglichst konstant bleibt. Für die Ausregelung der Spannung exsistieren Grenzen.

Wie kann ich RS-422 statt RS-232 anschließen ?

Die RS-422 verwendet differentielle Signale, die RS-232 GND-bezogenen Pegel. Daraus resultiert als Konsequenz, dass die jeweils einzelne RS-232 Tx- und Rx-Signalleitung durch zwei RS-422 Leitungen ersetzt werden muss. Diese werden allgemein mit "A" (minus) und "B" (plus) bezeichnet. Für das digitale Übertragungssignal ist nur entscheidend, welche der beiden Leitungen die höhere Spannung führt. Die gemeinsame Masse sollte ebenfalls von Gerät zu Gerät durchverbunden werden. Die meisten RS-232/RS-422 Konverter bieten aus Platz- oder Schaltungsgründen keine weiteren Handshake-Anschlüsse an. In diesem Fall kann nur das XON/XOFF Softwareprotokoll genutzt werden. Stehen auf beiden Seiten die Handshakesignale RTS und CTS zur Verfügung, müssen zusätzlich vier Leitungen verkabelt werden, um eine echte Voll-Duplex-Verbindung aufzubauen.

Gibt es eine technische Dokumentation zur V24 / RS232 Schnittstelle ?

Ja, hier: http://www.bmo.physik.uni-muenchen.de/~mantel/async.html#2

Gibt es techn. Kurzbeschreibungen zu RS232 / RS422 / RS485 / TTY... ?

Ja, hier: http://www.pci-card.com/schnittstellen.html

Ein Rechnertausch von Win9x/NT zu Win2000/XP steht an. Daher folgende Frage: Wird die TTY ISA-Karte auch von Win2000/XP erkannt ?

Nein. ISA-Karten werden (bis auf wenige Exoten) generell nicht von Betriebssystemen erkannt. Diese sind direkt, physikalisch auf dem Bus vorhanden und werden durch das Rechner-BIOS bzw. durch den Benutzer zugewiesen. Daher ist es notwendig, ISA-Karten von der Adresslage, Interruptbelegung und COM-Port-Einstellung her, immer vor dem Einbau genau zu überprüfen und manuell zuzuweisen. Im Gegensatz zu PCI-Karten, werden bei ISA die Adress- und Interrupt-Jumper oder GAL-Adressen fest vorgegeben. Diese Vorgaben sind bei einer Installation und anschließenden Nutzung zu berücksichtigen. Sind in einem Rechner bereits zwei COM-Port-Schnittstellen installiert (bsp. Mainboard COM1 und COM2), muss die Karte auf COM3 oder COM4 per Hand voreingestellt werden, da Plug-and-Play-Mechanissmen diese nicht erfassen und zwangsläufig zu einem Datenkonflikt bei Doppelbelegung führen würde. Jede Komponente muss eine eigene Ressource im System zugewiesen bekommen. Jede Ressource kann nur einmal an die betreffende Komponente vergeben werden. Beispielsweise können nicht zwei Schnittstellen mit mit der Ressource "COM2" installiert und/oder betrieben werden.

Was wird bei den USB-RSxxx Konvertern mitgeliefert ?

Mit der im Lieferumfang enthaltenen USB-Treibersoftware können insgesamt bis zu 16 virtuelle COM-Schnittstellen im Windows-Gerätemanager installiert werden. Die Geräte können unter allen USB-fähigen Windows-Betriebssystemen (Win9x/ME/2000/XP) benutzt werden. Der PC erkennt das Modul automatisch und konfiguriert die entsprechenden Treiber von der mitgelieferten CD oder Diskette. Weiterhin befindet sich ein USB-Verbindungskabel im Lieferumfang.

Ist ein USB-RS232-Konverter zu einer richtigen RS232 kompatibel ?

Ja und Nein. Die seriellen Schnittstellen werden nach erfolgreicher Installation im Gerätemanager als virtueller, einstellbarer COM-Port aufgeführt und können auch über die Windows-API direkt programmiert werden, als wären sie physikalisch vorhanden. Das USB-RS232-DUAL Konvertermodul ist unter USB-tauglichen Windows-Systemen zu einer handelsüblichen, asymetrischen RS232-Schnittstelle (gem. RS232-C V.24/V.28) mit ±5 Volt Signalpegel (ab COM3 aufwärts) kompatibel. Beispielsweise lässt sich eine Siemens SPS vom Typ Simatic S7-300 über einen PC-MPI Adapter unter Step7 ab Vers. 3.1 direkt ansprechen. Weitere Steuerungen und Geräte wie LOGO von Siemens und das TDS220 von Tektronix unter WaveStar Vers. 1.0 lassen sich ebenfalls problemlos koppeln und bedienen. Handelsübliche Geräte mit serieller Schnittstelle können ebenfalls verwendet werden. Dabei wird jetzt auch das TxD BREAK-Signal durch den Windows-Treiber unterstützt. Neben den üblichen Geräten wie Modems, Palmtops, Digicam, können auch alle anderen COM-basierende Windows-Anwendungen zur Kommunikation genutzt werden. Neben der normalen Funktion als USB-zu-COM Konverter, unterstüzten spezielle Anwendungsprogramme unsere I/O-VModule die Kommunikation zwischen USB-Adapter und Windows. Die VModul-Anschlüsse werden unter dem Windows-Gerätemanager als erweiterte, serielle COM-Schnittstellen geführt. Das VModul-USB-Programm ist im Lieferumfang auf unserer CD enthalten. Der VB6-Source zu den Projekten ist jedoch keine Freeware und somit kostenpflichtig. Neben den RS232-VModulen(OEM-Ware)  bieten wir jetzt auch neue VModule (Mini-Serie) mit integrierter USB-Schnittstelle an.
 



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