การสื่อสารข้อมูลแบบอนุกรมมาตรฐาน RS-232C

การสื่อสารข้อมูลแบบอนุกรมมาตรฐาน RS-232C

RS-232C เป็นมาตรฐานในการสื่อสารข้อมูลแบบอนุกรมนี้สามารถอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Industrial Association) หรือ EIA กำหนดขึ้นเพื่อให้ผู้ผลิตสามารถ เชื่อมต่ออุปกรณ์ระหว่างกันได้ และนิยมใช้แพร่หลาย จนกระทั่งปรับปรุงมาตรฐานเป็นครั้งที่ 3 หรือ revision C และกลายเป็นมาตรฐานในการสื่อสารข้อมูลแบบอนุกรมที่นิยมใช้กันมากที่สุดในปัจจุบัน รวมทั้งบนคอมพิวเตอร์ PC

ตามมาตรฐาน RS-232-Cได้กล่าวถึงการสื่อสารข้อมูลระหว่าง Data Terminal Equipment (DTE) (แต่ในปัจจุบันตัวย่อ DCE จะแทน data circuit terminating equipment) ของ DCE และ DTE

DCE : อุปกรณ์ที่มีฟังก์ชั่นการทำงานต่าง ๆ ที่ทำให้เกิดการเชื่อมต่อ ทำให้การเชื่อมต่อยังดำเนินต่อไป และยุติการเชื่อมต่อ นอกจากนียังใช้เปลี่ยนลักษณะของสัญญาณและสร้างรหัสสัญญาณต่าง ๆ ที่จำเป็นต้องใช้ในการสื่อสารข้อมูลระหว่าง DTE (data terminal equipment) และ data circuit โดย DCE อาจเป็นส่วนใดส่วนหนึ่งของคอมพิวเตอร์หรือไม่ก็ได้

DTE :

เป็นอุปกรณ์ที่ประกอบไปด้วยตัวส่งข้อมูล (data source) หรือ ตัวรับข้อมูล(data sink) หรือเป็นทั้งตัวส่งและตัวรับข้อมูลก็ได้
เป็นอุปกรณ์ที่ประกอบด้วย function unit ต่อไปนี้ control logic , bufferstore และอุปกรณ์อินพุทหรือเอาท์พุทจำนวนหนึ่งตัวหรือมากกว่าก็ได้ หรือรวมเครื่องคอมพิวเตอร์เข้าไปด้วยก็ได้ DTE อาจจะรวมส่วน error control , synchronization และความสามารถในการบ่งหรือระบุว่าต้องการเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ตัวใด (station identification capability) เข้าไปด้วยก็ได้

DTE จะแทนแหล่งกำเนิดข้อมูลแหล่งแรก และ/หรือ อุปกรณ์ที่เป็นแหล่งรับข้อมูลแหล่งสุดท้าย เช่นเครื่องพิมพ์ หรือ จอภาพ (CRT) เป็นอุปกรณ์ที่รับข้อมูลได้เพียงอย่างเดียว จะเป็น DTE เพราะเป็นอุปกรณ์ที่รับข้อมูลเป็นตัวสุดท้าย คีย์บอร์ดเป็นทั้งตัวรับและตัวกำเนิดข้อมูล ส่วน DCE เป็นอุปกรณ์ที่ทำให้การสื่อสารข้อมูลระหว่างแหล่งกำเนิดกับตัวรับข้อมูลที่ปลายทาง ทำให้สะดวกขึ้น ตัวอย่างหนึ่งของ DCE ก็คือโมเด็ม ขอให้ดูตัวอย่างประกอบ

จากรูปที่ 1 ถูกต่อเข้ากับคอมพิวเตอร์ปลายทางหลัก (remote host computer) ซึ่งใช้เป็นระบบจัดสรรเวลา (time-sharing service) โดยการเชื่อมต่อทำผ่านสายโทรศัพท์ จากรูป 1 นี้จะเห็นว่าที DCE และ DTE อยู่อย่างละ 2 ตัว DTE ตัวแรกเป็นเทอร์มินอล CRT ส่วน DTE อีกตัวหนึ่งเป็นคอมพิวเตอร์ปลายทางหลัก เหตุที่ทั้งตัวเป็น DTE ก็เพราะคอมพิวเตอร์ปลายทางเป็นตัวส่งข้อมูล (แหล่งกำเนิดข้อมูล) แหล่งแรก (ต้นสุด) ส่วน CRT เป็นตัวรับข้อมูลตัวสุดท้าย (ปลายสุด) ส่วนโมเด็มทั้งสองตัวที่ต่อที่ปลายสายโทรศัพท์ทั้งสองด้านเป็น DCE เพราะโมเด็มทำหน้าที่เปลี่ยนลักษณะสัญญาณซึ่งทำให้สามารถทำการสื่อสารข้อมูลระหว่าง DCE ทั้งสองตัว เราใช้การเชื่อมโยงทางโทรศัพท์ (telephone link) ส่วนการเชื่อมโยงระหว่าง DCE นั้นใช้ RS-232-C เป็นมาตรฐานหลัก

รูป 1

จากรูป 1 จะสรุปได้ว่าการเชื่อมโยงในมาตรฐาน RS-232-C จะต้องมีอุปกรณ์หนึ่งเป็น DTE และอุปกรณ์ตัวที่เหลือ จะต้องเป็น DCE

รูป 2

ตามรูป 2 เมื่อ จอ CRT เป็นอุปกรณ์ DTE ดังนั้นคอมพิวเตอร์ซึ่งปกติอาจเป็น DTE หรือDCE ก็ได้ ในกรณีนี้จะต้องเป็น DCE

หากคู่อุปกรณ์เป็น DCE หรือ DTE ทั้งคู่ จะต้องใช้ null modem เปลี่ยนทิศทางของข้อมูล

null เป็นอุปกรณ์ที่ไม่สามาระทำงานได้ด้วยตัวเอง มีหน้าที่เพียงเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ของข้อมูลเท่านั้น

modem เป็น DCE ใช้ null modem แทรกเข้าไประหว่างอุปกรณ์ DTE ทั้งสองตัวเพื่อให้อุปกรณ์นั้นสื่อสารข้อมูลในมาตรฐาน RS-232-C ได้

สายสัญญาณที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลของอุปกรณ์ DCE และ DTE จะมีลักษณะดังต่อไปนี้

สายสัญญาณจะมี 2 เส้น แต่ละเส้นจะมีทิศทางการเคลื่อนที่ของสัญญาณต่างกัน
DCE และ DTE จะมีทิศทางการรับ/ส่งข้อมูลดังแสดงในรูป 3

รูป 3 แสดงทิศทางการรับ / ส่งข้อมูลของอุปกรณ์ DTE และ DCE

รูป 4 แสดงวิธีการใช้ NULL MODEM เปลี่ยนทิศทางของข้อมูลเพื่อให้อุปกรณ์ DTE กับ DTE และ DCE กับ DCE สื่อสารกันได้

วงจรเชื่อมโยงในมาตรฐาน RS-232-C

วงจรเชื่อมโยงในมาตรฐาน RS-232-C มีวงจรพื้นฐานดังต่อไปนี้

รูป 5 วงจรเชื่อมโยงพื้นฐานในมาตรฐาน RS-232-C

INTERFACE POINT : ของเขตของการเชื่อมต่อซึ่งสัญญาณที่ใช้ในการอินเทอร์เฟส จะถูกส่งผ่านไปมาระหว่างอุปกรณ์ในลักษณะของสัญญาณไฟฟ้า

INTERFACE CIRCUIT :วงจรระหว่าง DTE และ DCE ที่เราใช้ในการควบคุมแลกเปลี่ยนข้อมูลและเป็นสัญญาณฐานเวลา วงจร Signal Ground จะเป็นจุดอ้างอิงของสัญญาณเหล่านี้

ตัวขับ (DRIVER) : ตัวส่งข้อมูลแบบไบนารี่ (binary)

ตัวรับ (TERMINATOR) : ตัวรับข้อมูลที่ส่งมาแบบไบนารี่

MARK : เทียบเท่าลอจิก 1 (แทนแบบลอจิกบวก ขอให้ดูหมายเหตุที่ท้ายหัวข้อนี้)

SPACE : เทียบเท่าลอจิก 0 (แทนแบบลิจิกบวก)

SIMPLE CHANNEL : ช่องทางการสื่อสารข้อมูลที่สามารถส่งขอ้มูลไปได้ในทิศทางเดียวเท่านั้น ไม่สามารถส่งสวนทางไม่ว่าจะเป็นเวลาใดก็ตาม (ส่งสวนทางเดิมไม่ได้และส่งพร้อมกั้นไม่ได้ เช่น การส่งข้อมูลจากคอมพิวเตอร์ไปยังจอภาพ ส่งได้เฉพาะจากคอมพิวเตอร์ไปจอภาพ จอภาพไม่สามารถส่งข้อมูลมาให้คอมพิวเตอร์ได้)

HALF- DUPLEX CHANNEL : ช่องทางการสื่อสารข้อมูลที่สามารถส่งข้อมูลได้ทั้งสองทิศทาง แต่ส่งพร้อมกันไม่ได้ ในการส่งข้อมูลอัตราการส่งข้อมูลจะอยู่ในช่วง (range) เดียวกันไม่ว่าจะส่งข้อมูลในทิศทางใดก็ตาม

FULL-DUPLEX CHANNEL : ช่องทางการสื่อสารข้อมูลที่สามารถส่งข้อมูลได้ในสองทิศทางพร้อม ๆ กัน เพราะช่องทางการสื่อสารได้มีการเชื่อมต่อไว้มากกว่าหนึ่งช่องทาง ในการส่งทั้งสองทิศทางนั้นอัตราการส่งข้อมูลจะอยู่ในช่วง (range) เดียวกัน

SYNCHRONOUS DATA-TRANSMISSION CHANNEL : ช่องทางการสื่อสารข้อมูลที่ข้อมูลแต่ละคำ (word) ถูกส่งออกไปตามเวลาที่แน่นอนหรือระยะเวลาระหว่างข้อมูลแต่ละคำที่ถูกส่งออกไปมีค่าแน่นอน ตัวอย่างเช่น การส่งสัญญาณทีวี เครื่องรับและเครื่องส่ง จะต้องรบรู้ฐานเวลาอันเดียวกัน NONSYNCHRONOUS DATA-TRANSMISSION CHANNEL : ข้อมูลแต่ละคำ (word) จะถูกส่งออกไปไม่มีกำหนดเวลาแน่นอน รวมทั้งระยะห่างระหว่างคำด้วย

DATA SET : ในกรณีการส่งข้อมูล อุปกรณ์ชิ้นนี้จะ modulate ข้อมูลที่ได้รับมาแล้วส่งออกไปทางเครือข่ายโทรศัพท์ ในกรณีรับข้อมูลอุปกรณ์ชิ้นนี้จะ demodulate สัญญาณที่ได้รับเข้ามาเพื่อดึงข้อมูลออกจากสัญญาณนั้น ๆ แล้วส่งต่อไปยังอุปกรณ์ปลายทาง

หมายเหตุ ลอจิกบวก (positive logic) หมายถึง วิธีการเปรียบเทียบระดับแรงกันถ้าระดับแรงดันหนึ่งมีค่าเป็นบวกมากกว่าระดับแรงดันอีกระดับหนึ่ง ระดับแรงดันที่มีค่ามากกว่าจะเป็นลอจิก "สูง" ดังนี้ 1= +V , 0 = -V ,กราวนด์

คุณสมบัติของสัญญาณไฟฟ้า

1. การสื่อสารในมาตรฐาน RS-232-C จะใช้สัญญาณระดับ (Level) ในการสื่อสารข้อมูลโดยอาจพิจารณาในคู่สัญญาณดังต่อไปนี้

MARK / SPACE
OFF / ON
ลอจิก 1 / ลอจิก 0
ระดับของสัญญาณจะแทนด้วยระดับลอจิกลบ (Negative Logic) โดยระดับสัญญาณจะมีลักษณะดังนี้

ตารางที่ 1

สถานะ

ระดับแรงดันสัญญาณ

-3V ถึง -25V

3V ถึง 25V

	1	0
ระดับสัญญาณลอจิก	MARK	SPACE
	OFF	ON

2. ตัวขับสัญญาณจะต้องส่งสัญญาณระหว่าง -3 ถึง -25V และ 3 ถึง 25 V และยอมให้มีการลดทอนของสัญญาณ ได้ไม่เกิน 2V

รูป 6 แสดงระดับสัญญาณของภาครับและภาคส่ง

ในกรณีเช่นนี้แสดงว่าในการรับส่งสัญญาณตามมาตรฐาน RS-232-C จะยอมให้มี noise margin ได้ไม่เกิน 2 V นอกจากนั้น MARK ของ SPACE ยังอาจแทนได้ด้วยการไหลของกระแสไฟฟ้า (Current Loop)

3. ตัวเก็บประจุ CL ซึ่งขนานกับอุปกรณ์ปลายทาง จะต้องมีค่าไม่เกิน 2500 pF โดยไม่รวมค่าความจุของเคเบิล
4. แรงดันไฟฟ้าของเปิดวงจรจะต้องมีค่าไม่เกิน +-25V
5. วงจรรับสัญญาณ RS-232-C จะต้องทนต่อการลัดวงจรของสัญญาณได้โดยไม่ทำให้ภาครับ และอุปกรณ์ที่ต่อพ่วงเสียหาย

ตารางที่ 2 แสดงชื่อสัญญาณของมาตรฐาน RS-232-C เรียงตามลำดับของขาสัญญาณ

Line Pin No.	Circuit Name	Description
1	AA	Protective ground
2	BA	Transmitted data
3	BB	Received data
4	AC	Request to send
5	CB	Clear to send
6	CC	Data set ready
7	AB	Signal ground (common return)
8	CF	Received line signal detector (data carrierdetect)
9	-	(reserved for data set testing)
10	-	(reserved for data set testing)
11	-	(Unassigned)
12	SCF	Sec. Rec'd. line sig. Detector
13	SCB	Sec. Clear to send
14	SBA	Secondary transmitted data
15	DB	Transmission signal element timing (DCE source)
16	SBB	Secondary received data
17	DD	Receiver signal element timing (DOE source)
18	-	(Unassigned)
19	SCA	Secondary request to send
20	CD	Data terminal ready
21	CG	Signal quality detector
22	CE	Ring indicator
23	CH/CI	Data signal rate selector (DTE/DCE source)
24	DA	Transmission signal element timing (DTE source)
25	-	(Unassigned)

ตารางที่ 3 แสดงชื่อของขาสัญญาณเรียงตามลำดับหน้าที่ของสัญญาณ

Interchange		Line	Description	gnd	Data		Control		Timing
Circuit		Pin No	-	-	From DCE	To DCE	From DCE	To DCE	From DCE	To DCE
Data	AA	1	Protective ground	X	-	-	-	-	-	-
	AB	7	Signal ground/common return	X	-	-	-	-	-	-
	BA	2	Transmitted data	-	-	X	-	-	-	-
	BB	3	Received data	-	X	-	-	-	-	-
	CA	4	Request to send	-	-	-	-	X	-	-
	CB	5	Clear to send	-	-	-	X	-	-	-
	CC	6	Data set ready	-	-	-	X	-	-	-
Control	CD	20	Data terminal ready	-	-	-	-	X	-	-
	CE	22	Ring detector	-	-	-	X	-	-	-
	CF	8	Received line signal detector or data carrier detect (DCD)	-	-	-	X	-	-	-
	CG	21	Signal quality detector	-	-	-	X	-	-	-
	CH	23	Data signal rate selector (DTE)	-	-	-	-	X	-	-
	CI	23	Data signal rate selector (DCE)	-	-	-	X	-	-	-
	DA	24	Transmitter signal element timing (DTE)	-	-	-	-	-	-	X
Timing	DB	15	Transmitter signal element timing (DCE)	-	-	-	-	-	X	-
	DD	17	Received line signal element timing (DCE)	-	-	-	-	-	X	-
	SBA	14	Secondary transmitted data	-	-	X	-	-	-	-
	SBB	16	Secondary received data	-	X	-	-	-	-	-
Secondary	SCA	19	Secondary request to send	-	-	-	-	X	-	-
Group	SCB	13	Secondary clear to send	-	-	-	X	-	-	-
	SCF	12	Secondary rec'd line signal detector	-	-	-	X	-	-	-

หน้าที่ของขาสัญญาณกลุ่ม Interchange Circuit จะเป็นดังนี้

วงจร AA : Protective Ground

ลวดตัวนำของเซอร์กิตนี้จะถูกต่อเข้ากับตัวถังของอุปกรณ์เพื่อใช้เป็นสายดิน เมื่อเปรียบเทียบ Protective Ground กับ Signal Ground จะเห็นได้ว่า Signal Ground มีความสำคัญกว่ามาก ดังนั้น protective ground จึงมักไม่ถูกต่อ การกระทำเช่นนี้ไม่เป็นการทำผิดข้อกำหนดในมาตรฐาน RS-232-C เนื่องจากว่า RS-232-C ได้กำหนดให้กรณีนี้เป็นกรณีเลือกใช้งาน (Option)

วงจร AB : Signal Ground หรือ Common Return

วงจรนี้ถูกใช้เป็นจุดอ้างอิงของสัญญาณที่ใช้ในวงจรต่าง ๆ ยกเว้นวงจร AA (Protective Ground) วงจรนี้เป็นวงจรเดียวที่ต้องถูกต่อไว้เสมอไม่ว่าเป็นการประยุกต์ใช้งานแบบใด

วงจร BA : Transmitted Data

สัญญาณของวงจรนี้จะถูกส่งจาก DTE ไปยัง DCE , DTE จะทำให้วงจร BA (Transmitted Data) มีสถานะลอจิกเป็น 1 (MARK) ตลอดเวลาที่ไม่มีการส่งข้อมูล

ในระบบทุกระบบที่ใช้มาตรฐาน RS-232-C DTE จะไม่ทำการส่งข้อมูลนอกจากว่าวงจรต่อไปนี้มีสถานะลอจิกเป็น 0 (ON)

วงจร CA (Request to Send)
วงจร CB (clear to Send)
วงจร CC (Data Set Ready)
วงจร CD (Data Terminal Ready)

สำหรับการทำงานร่วมกันของวงจรเหล่านี้จะอธิบายในหัวข้อถัดไป

ในบางกรณีเราอาจต้องใช้ null modem ร่วมกับวงจรนี้ ตัวอย่าง เช่น ในระบบคอมพิวเตอร์ระบบหนึ่ง เราทำการอินเทอร์เฟสคอมพิวเตอร์ของเราเข้ากับเทอร์มินอลผ่านทาง RS-232-C ถ้าเทอร์มินอล เป็น DTE (ปกติมักจะเป็นเช่นนี้ด้วย) และคอมพิวเตอร์ทำตัวเป็น DCE คอมพิวเตอร์จะคอยรับสัญญาณที่ส่งจากเทอร์มินอลผ่านทางสาย Transmitted Data (การส่งนี้เราใช้ DTE เป็นตัวอ้างอิง ไม่ใช่ DCE) แต่ถ้าคอมพิวเตอร์ทำตัวเป็น DTE และส่งข้อมูลผ่านทางวงจรนี้ ก็จะเกิดปัญหาขึ้นคือ อุปกรณ์ทั้งสองข้อมูลลงบนสายเส้นเดียวกันทำให้ข้อมูลเกิดการต้านกัน จึงต้องใช้ null modem ช่วยแก้ปัญหานี้

ปัญหาทีสำคัญอีกข้อหนึ่งก็คือ ในวงจรบางวงจรซึ่งต้องอยู่ในสภาวะ ON ก่อนที่จะมีการส่งข้อมูลแต่กลับไม่อยู่ในสภาวะ ON สาเหตุนี้อาจเกิดจากการทำงานที่ผิดพลาดของตัวเทอร์มินอล พอร์ท I/O ของคอมพิวเตอร์ หรือเกิดจากตัวสายเคเบิลที่ต่อระหว่างเทอร์มินอลกับคอมพิวเตอร์ ถ้ามีปัญหาเหล่านี้เกิดขึ้นในขณะที่เราส่งข้อมูลโดยใช้ RS-232-C ปัญหาของเราอาจเกิดจากสัญญาณใดสัญญาณหนึ่งข้างต้นเป็น OFF หรือเทอร์มินอลของเราทำการส่งข้อมูลลนสายเส้นเดียวกับที่คอมพิวเตอร์ใช้ส่งข้อมูล สำหรับการตรวจสอบข้อผิดพลาดเหล่านี้จะอธิบายในต้อนท้ายของบทนี้

วงจร BB: Received Data

สัญญาณของเซอร์กิตนี้จะถูกส่งจาก DCE ไปยัง DTE วงจรนี้จะอยู่ในสถานะ MARK (ลอจิก 1) ตลอดเวลาที่ไม่มีการส่งข้อมูล

ในการส่งข้อมูลแบบ half-duplex เมื่อ Request to send (วงจร CA) อยู่ในสภาวะ ON (ลอจิก 0) Received Data (วงจร BB) จะมีสภาวะเป็น OFF (ลอจิก 1) นอกจากนี้ Received Data จะคงอยู่ในสภาวะ OFF อีกช่วงระยะเวลาสั้น ๆ ระยะเวลาหนึ่ง หลังจากที่ Request to Send เปลี่ยนสภาวะจาก ON ไปเป็น OFF เมื่อการส่งข้อมูลเกิดขึ้นเรียบร้อยแล้ว

วงจร CA : Request to Send

สัญญาณ Request to Send นี้ถูกส่งจาก DTE ไปยัง DCE ลักษณะการทำงานรวมกันของสัญญาณ Request to Send (RTS) และสัญญาณ Clear to Send ( CTS หรือ เซอร์กิต CB ) ซึ่งเกิดขึ้นในการส่งข้อมูลระหว่าง DTE และ DCE แสดงไว้ในรูป 7 และ รูป 8

ในการส่งข้อมูลแบบ simplex และ full-duplex เมื่อ Request to Send มีสถานะของลอจิกเป็น 0 (ON) จะทำให้ DCE อยู่ในโหมดการส่งข้อมูล (transmit mode) ในที่นี้การ DCE อยู่ในโหมดการส่งข้อมูลหมายความว่า DCE จะรับข้อมูลจาก DTE และส่งข้อมูลนี้ออกไปยังตัวกลางการสื่อสารข้อมูล (communication link) ตัวอย่างเช่น ถ้า DCE ของเราเป็นโมเด็ม เมื่อ DCE อยู่ในโหมดการส่งข้อมูล โมเด็มจะส่งข้อมูลที่ได้รับมาจาก DTE ไปยังเครือข่ายโทรศัพท์ แต่ในกรณีของ Simplex และ half-duplex ถ้า request to Send มีค่าเป็นลอจิก 1 (OFF) DCE จะไม่อยู่ในการส่งข้อมูล (คือ DCE จะไม่ส่งข้อมูลที่ได้รับจาก DTE ออกไปยังตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

ในกรณี half-duplex เมื่อ Request to Send อยู่ในสภาวะ ON , DCE จะอยู่ในโหมดการส่งข้อมูล แต่ถ้า Request to Send อยู่ในสภาวะ OFF ,DCE จะอยู่ในโหมดการรับข้อมูล (คือ DCE จะรับข้อมูลจากเครือข่ายการสื่อสารและส่งข้อมูลเหล่านี้ไปยัง DTE

รูป 7

การทำ handshake ของสัญญาณ RTS และ CTS ในช่วง A DTEจะป้อนสัญญาณ RTS แสดงให้ DCE ทราบว่า DTE ต้องการส่งข้อมูลซึ่งจะเกิดขั้นตอนเหล่านี้คือ DCE จะจัดตั้งช่องทางการสื่อสารและป้อนสัญญาณ CTS (เป็น ON) ซึ่งแสดงให้ DTE ทราบว่า DTE ทราบว่า DTE สามารถเริ่มต้นส่งข้อมูลได้แล้ว แต่ TXD จะยังอยู่ในสภาวะ MARK อยู่ในช่วง B ข้อมูลจะถูกส่งผ่านทางวงจร transmitted data เมื่อข้อมูลถูกส่งออกไปจนหมดแล้ว DTE จะ OFF สัญญาณ RTS เพื่อบอกให้ DCE ทราบว่า DTEไม่ต้องการส่งข้อมูลอีกต่อไป ในช่วง C เมื่อ DCE ส่งข้อมูลออกไปยัง communication link เสร็จแล้ว วงจร TXD จะกลับเข้าสู่สภาวะ MASK ในช่วง DCE แจ้งให้ DTE ทราบว่า DCE พร้อมแล้วที่จะรับข้อมูลชัดใหม่เพื่อส่งออกไปโดยการ OFF สัญญาณ CTS

จากรูป 7 ขอให้ดูที่สภาวะการเปลี่ยนแปลงจาก ON ไปเป็น OFF และ OFF ไปเป็น ON ของสัญญาณ Request to Send การเปลี่ยนสภาวะของสัญญาณ Request to Send จาก OFF ไปเป็น ON จะทริกก์ (Trigger) DCE ให้อยู่ในโหมดการส่งข้อมูล และทำขึ้นตอนต่าง ๆ ที่ทำให้การสื่อสารข้อมูลเกิดขึ้นได้ เช่น การต่อโทรศัพท์ไปยังคอมพิวเตอร์หลัก (host computer) (ถ้า DCE ตัวนั้นสามารถต่อโทรศัพท์โดยอัตโนมัติได้) ในระบบไมโครคอมพิวเตอร์ทั่ว ๆ ไป สาย Request to Send จะถูกต่อกับสาย Clear to Send โดยตรง ดังนั้นเมื่อไรก็ตามที่ DTE ป้อนสัญญาณ Request to Send ,DTE ก็จะได้รับสัญญาณตัวนี้กลับมา โดยส่งมาทางสาย Clear to Send (รายละเอียดเพิ่มเติมของเรื่องนี้จะกล่าวในการทดลอง) เมื่อการทำขั้นตอนต่าง ๆ ที่ทำให้เกิดการสื่อสารข้อมูลได้เกิดขึ้นเรียบร้อยแล้ว DCE จะทำให้ Clear to Send (วงจร CB) มีค่าลอจิกเป็น 0 (ON) ซึ่งเป็นการบอกให้ DTE ทราบว่า สามารถส่งข้อมูลทางวงจร Transmitted Data ข้ามจุดเชื่อมต่อ (interface point)ได้แล้ว

การเปลี่ยนสถานะจาก ON ให้เป็น OFF ของสาย RTS เป็นการสั่งให้ DCE ส่งข้อมูลที่ยังเหลืออยู่ที่จุดเชื่อมต่อ (interface point) ของวงจร Transmitted Data ออกไปยังช่องทางการสื่อสาร และออกจากโหมดการส่งข้อมูล (ในกรณีของ Full-duplex หรือ Simplex) หรือเข้าสู่โหมดการรับข้อมูล (ในกรณีของ half-duplex) DCE จะตอบสนองต่อสัญญาณนี้โดยทำให้สัญญาณ Clear to Send มีลอจิกเป็น 1 (OFF)

จากรูปที่ 7 เมื่อใดก็ตามที่ Request to Send เปลี่ยนสถานะจาก ON เป็น Request to Send OFF จะ ON ใหม่ได้อีกครั้งหนึ่งก็ต่อเมื่อ DCE สั่งให้ Clear to Send เปลี่ยนสถานะจาก ON เป็น OFF แล้ว การทำเช่นนี้เป็นการป้องกันไม่ให้เกิด overrun error ขึ้น ซึ่งก็คือ DTE ทำการส่งข้อมูลชุดใหม่มาอีก ในขณะที่ DCE ยังส่งข้อมูลชุดเก่าไม่เรียบร้อย

รูป 8 ในช่วง (A) DTE ไม่สามารถ ON สัญญาณ RTS ใหม่อีกครั้งหนึ่งได้ DTE ต้องรอจนกระทั่ง DCE ส่งข้อมูล ที่เหลือออกไปจนหมด โดย DCE จะOFF สัญญาณ CTS เพื่อแสดงให้ DTE ทราบกันว่ามันพร้อมที่จะรับข้อมูลชุดใหม่แล้วในช่วง (B) DTE สามารถ ON สัญญาณ RTS ใหม่ เมื่อใดก็ได้เนื่องจาก CTS มีสภาวะเป็น OFF

การทำ handshake โดยใช้ Request to Send กับ Clear to Send ที่อธิบายไปนั้นใช้ได้ทั้งในการส่งข้อมูลทีละตัวอักษร หรือ ทีละ block (เราใช้โปรโตคอลที่มีระดับสูงกว่า Physical level protocol ในการกำหนดลักษณะของตัวอักษรหรือบล็อก) ตัวอย่างเช่น สมมุติให้หนึ่งตัวอักษรประกอบด้วยบิทต่าง ๆ 10 บิท เมื่อทำการส่งข้อมูลจะต้องทำ handshake ระหว่างข้อมูลแต่ละตัวอักษรดังนี้ เมื่อส่งข้อมูลครบ 10 บิท DTE จะป้อนสัญญาณลงในสาย Request to Send และคอยรับสัญญาณจาก DCE ทาง Clear to Send สำหรับการทำ handshake ในการส่งข้อมูลทีละบล็อกนั้น DTE จะส่งอักขระพิเศษที่บอกจุดสิ้นสุดของบล็อกข้อมูล DTE จะ OFF สัญญาณ Request to Send ในการตอบสนองต่อเหตุการณ์เหล่านี้ DCE จะ OFF สัญญาณ Clear to Send เมื่ออักขระพิเศษที่บอกจุดสิ้นสุดของข้อมูลได้ถูกส่งจาก DCE ออกไปยังเครือข่ายการสื่อสาร (communication network) เรียบร้อยแล้ว

จากที่อธิบายไว้ในวงจร BA ,DTE จะส่งข้อมูลได้ก็ต่อเมื่อ Request to Send , Clear to Send Data Set Ready และ Data Terminal Ready เหล่านี้ ON หมดทุตัวก่อน (ในกรณีที่ระบบของเราต้องใช้สัญญาณนี้ทุกตัว) เมื่อสัญญาณ Data Terminal Ready และ Data Set Ready จะ ON เรียบร้อย สัญญาณ Request to Send จะ ON ตามมา และ DCE จะตอบสนองต่อสัญญาณนี้ โดยการส่งสัญญาณ Clear to Send เป็น ON กลับมายัง DTE ,DTE จะส่งข้อมูลทางวงจร Transmitted Data ได้ (เราสามารถ ON สัญญาณ Request to Send เมื่อไรก็ตามที่ Clear to Send เป็น OFF โดยไม่ต้องสนใจภาวะของวงจรอื่นๆ)

สิ่งที่น่าสนใจข้อหนึ่งคือ สัญญาณ Request to Send เป็นสัญญาณที่ใช้ระหว่าง DTE กับ เท่านั้น เนื่องจากว่าการเชื่อมโยงโดยใช้สายโทรศัพท์ ไมโครเวฟ หรือดาวเทียมจะแยก DCE ทางด้านผู้ส่ง (Local) และผู้รับออกจากกัน (remote) ดังนั้นสัญญาณนี้จะไม่ถูกส่งไปยังอุปกรณ์ใด ๆ ที่อยู่ทางด้านที่เราจะติดต่อด้วย (remote) และสัญญาณนี้ก็ไม่ได้บอกสถานะ (status) ของเครื่องทางด้านผู้รับด้วยเช่นกัน

การใช้งานวงจร Request to Send ยังเป็นตัวก่อปัญหาในการอินเตอร์เฟสขึ้นอีกด้วย โดยเฉพาะในการใช้งานร่วมกับระบบไมโครคอมพิวเตอร์ที่ใช้อุปกรณ์พวก USART (Universal Synchronous / Asynchronous Receive / Transmit) เป็นพอร์ท I/O แบบอนุกรม

วงจร CB : Clear to Send

สัญญาณนี้เป็นสัญญาณควบคุมซึ่งถูกส่งจาก DCE ไปยัง DTE เพื่อบอกให้ DTE ทราบว่า DCE พร้อมที่จะรับข้อมูลที่จะส่งมาจาก DTE บนสาย Transmitted Data แล้วเมื่อสัญญาณ Clear to Send อยู่ในสภาวะ ON รวมทั้งสัญญาณ Request to Send , Data Set Ready หรือ Data Terminal Ready มีสภาวะเป็น ON ด้วยการ ON ของสัญญาณเหล่านี้จะบอกให้ DTE ทราบว่าข้อมูลที่ส่งไปยัง DCE จะถูก DCE รับไว้และส่งต่อไปยัง Communication Channel เมื่อสัญญาณ Clear to Send อยู่ในสภาวะ OFF จะบอกให้ DTE ทราบว่า DCE ไม่พร้อมที่จะรับข้อมูล ดังนั้น DTE จะยังไม่ส่งข้อมูลออกมา (ต้องป้อนสัญญาณ RTS ใหม่)

Clear to Send จะอยู่ในสภาวะ ON ก็ต่อเมื่อสัญญาณ Request to Send (วงจร CA) และ Data Set Ready (วงจร CC) จะอยู่ในสภาวะ ON ทั้งคู่ ถ้าไม่ใช้ขา Request to Send ให้ถือว่า Request to Send เป็น ON ตลอดเวลา ดังนั้นสภาพสัญญาณของ Clear to Send จะเป็นอย่างไรจึงขึ้นอยู่กับสถานะของสัญญาณ Data set Ready ว่าเป็น ON หรือ OFF

ในการอินเตอร์เฟสตามมาตรฐานของ RS-232-C ซึ่งทำการอินเตอร์เฟสระหว่าง DTE และ DCE ในกรณีที่มีเครือข่ายสวิชชิ่งโทรศัพท์เข้าไปเกี่ยวพันด้วย เราจะต้องใช้วงจรต่อไปนี้

วงจร CC : Data Set Ready
วงจร CD : Data Terminal Ready
วงจร CE : Ring Indicator
วงจร CF : Received Line Signal Detector

เนื่องจากการทำงานของวงจรต่อไปนี้เกี่ยวพันกับเครือข่ายโทรศัพท์ ดังนั้นถ้าเราทำการติดต่อในระยะสั้น ๆ (ไม่ผ่านเครือข่ายโทรศัพท์) โดยใช้ RS-232-C เพียงอย่างเดียว เราสามารถตัดวงจรเหล่านี้ออกไปได้ การประยุกต์ใช้งานที่น่าสนใจมากที่สุดของวงจรเหล่านี้คือ การใช้งานร่วมกับอุปกรณ์ที่สามารถต่อโทรศัพท์ได้โดยอัตโนมัติ (auto dial) และอุปกรณ์ที่สามารถตอบรับต่อการเรียก (โทรศัพท์ที่มีเข้ามา) โดยอัตโนมัติ (auto answer)

หน้าที่สำคัญของสัญญาณ Data Set Ready และ Data Terminal Ready คือมันเป็นตวแสดงให้เราทราบว่าอุปกรณ์ของเราพร้อมที่จะทำการสื่อสารข้อมูล (Equipment full Readiness) หรือไม่ ถ้า Data Set Ready อยู่ในสภาวะ ON จะบอกให้ DTE ทราบว่า DCE พร้อมจะส่งข้อมูลที่รับจาก DTE ออกไปยังเครือข่ายการสื่อสารแล้ว ( เช่น เครือข่ายโทรศัพท์ , ไมโครเวฟ) ในลักษณะเดียวกัน ถ้า Data terminal Ready อยู่ในสภาวะ ON แสดงว่า DTE พร้อมที่จะส่งข้อมูลไปให้ DCE โดยส่งข้อมูลออกทางวงจร Transmitted Data ดังที่ได้อธิบายไว้แล้วใน "Circuit BA : Transmitted Data" ทั้ง Data Set Ready และ Data Terminal Ready จะต้องอยู่ในสภาวะ ON ก่อนที่จะมีการส่งข้อมูลเกิดขึ้น แต่เนื่องจากสัญญาณเหล่านี้ไม่ค่อยถูกใช้ในกรณีที่ทำการอินเตอร์เฟสกับระบบไมโครคอมพิวเตอร์ ดังนั้นข้อมูลจะถูกส่งเมื่อใดจึงขึ้นอยู่กับสภาวะของสัญญาณ Request to Send และ Clear to Send

วงจร CC : Data Set Ready

สัญญาณนี้เป็นสัญญาณควบคุมที่ส่งจาก DCE ไปยัง DTE ในกรณีที่ Data Set Ready อยู่ในสภาวะ ON แสดงว่า DCE ได้ถูกต่อกับ Communication Channel เรียบร้อยแล้วในกรณีที่ DCE ของเราสามารถต่อโทรศัพท์ได้โดยอัตโนมัติ การที่ Data Set Ready เป็น ON หมายความว่า DCE ของเรา (local) ได้ต่อโทรศัพท์ (เรียก) DCE ของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เราต้องการติดต่อด้วย (remote) ได้ตอบรับต่อการเรียกทำให้เกิดการเชื่อมต่อกันของ Communication Channel ขึ้นระหว่าง DCE ทั้งสองด้าน ทำให้สามารถทำการสื่อสารข้อมูลระหว่างกันได้ เมื่อ Communication Channel ถูกเชื่อมต่อแล้ว ระบบเข้าสู่โหมดการส่งข้อมูลการส่งข้อมูล (ไม่ใช่โหมดการส่งสัญญาณเสียง คือ เราพูดสายไม่ได้)

วงจร DC : Data Terminal Ready

สัญญาณควบคุมตัวนี้จะถูกส่งจาก DTE ไปยัง DCE สัญญาณ Data Terminal Ready ต้องอยู่ในสภาวะ ON ก่อนที่ DCE จะ ON สัญญาณ Data Terminal Ready {ซึ่งบอกให้รู้ว่า DCE ถูกเชื่อมต่อเข้ากับช่องทางการสื่อสาร (Communication Channel) แล้ว และสามารถส่งข้อมูล} ขณะใดก็ตามที่ DCE ต่อกับช่องทางการสื่อสารแล้ว Data Terminal Ready เปลี่ยนสภาวะจาก ON เป็น OFF ,DCE จะต้องการเชื่อมต่อระหว่าง DCE กับ Communication Channel ทิ้งในทันที

วงจร CE : Ring Indicator

สัญญาณนี้เป็นสัญญาณควบคุมที่ถูกส่งจาก DCE ไปยัง DTE เมื่อสัญญาณนี้มีสภาวะเป็น ON แสดงว่า DCE กำลังได้รับสัญญาณเสียงกริ่ง (ringing signal) ที่มีเข้ามา สำหรับช่วงเงียบระหว่างเสียงกริ่ง (เงียบและดังเป็นช่วง ๆ) และในกรณีที่ DCE ไม่ได้รับสัญญาณเสียงกริ่ง สัญญาณ Ring Indicator จะมีสภาวะเป็น OFF เราใช้สัญญาณควบคุมตัวนี้ในกรณีที่ใช้โมเด็มที่สามารถตอบรับต่อการเรียกได้โดยอัตโนมัติ (auto answer)

วงจร CF : Received Line Signal Detector

สัญญาณนี้ส่งจาก DCE ไปยัง DTE เมื่อ DEC ได้รับสัญญาณ carrier (ซึ่งต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของบริษัทผู้ผลิต DEC ด้วย) ที่ส่งมาจาก DCE อีกด้านหนึ่ง (remote side) สัญญาณ Received Line Signal Detector จะมีสภาวะเป็น ON แสดงว่า DCE จับสัญญาณใน Communication Channel ซึ่งจะถูกนำไป demodulate ได้แล้ว ในโมเด็มแบบต่าง ๆ สายเส้นนี้จะถูกต่อกับ LED เพื่อแสดงให้รู้ว่าขณะนี้มีสัญญาณ carrier เข้ามาหรือไม่

หมายเหตุ : สัญญาณนี้มีชื่ออีกชื่อหนึ่งว่า Data Carrier Detector (DCD)

ในการใช้งานเทอร์มินอลที่มีจำหน่ายในท้องตลาด ส่วนมากต้องให้สัญญาณนี้มีสภาวะเป็น high ตลอดเวลาก่อนที่จะรับหรือส่งข้อมูล ตัวอย่างของเทอร์มินอลที่เราต้องทำเช่นนี้ได้แก่ Texas Instrument TI Silent 700 series ซึ่งมี acoustic-couple modem ติดตั้งไว้ภายใน และมีพอร์ท RS-232-C ให้ใช้ในการต่อกับโมเด็มภายนอก Received Line Signal Detector จะมีสภาวะเป็น ON เมื่อโมเด็มภายในตรวจจับ carrier ที่ส่งมาจากโมเด็มอีกด้านหนึ่ง (remote) ได้ (โมเด็มตัวนี้ต้องสามารถตอบรับต่อการเรียกได้โดยอัตโนมัติ) ในอีกกรณีหนึ่งถ้าเราต้องการอินเทอร์เฟส Silent 700 เข้ากับไมโครคอมพิวเตอร์โดยตรง (ไม่ผ่านโมเด็ม) เรายังต้องทำให้สาย Received Line Signal Detector มีสภาวะเป็น ON เสมอ โดยทั่วๆ ไป มักจะต่อขาสัญญาณนี้เข้ากับขาสัญญาณตัวอื่นที่มีอยู่บนคอนเน็คเตอร์ เช่นขา Data Terminal Ready เทคนิคนี้เรียกว่า "Jumping" สำหรับวงจรที่เหลือคือ

ตารางที่ 4

CIRCUIT	Signal Name
CG	Signal Quality Detector
CH	Data Signal Rate Selector (DTE Source)
CI	Data Signal Rate Selector (DCE Source)
DA	Transmit Signal Timing (DTE Source)
DB	Transmit Signal Timing (DCE Source)
DD	Receive Signal Timing (DCE Source)
SBA	Secondary Transmitted Data
SBB	Secondary Received Data
SCA	Secondary Request to Send
SCB	Secondary Clear to Send
SCF	Secondary Received Signal Detector

การกำหนดจุดข้อต่อของ RS232C

ในทางฟิสิกส์แล้ว มาตรฐานของ RS232C กำหนดข้อต่อแบบ DB-25 แต่ละขาของข้อต่อกำหนดไว้ดังในรูปที่ 9 อย่างไรก็ตามผู้ผลิตคอมพิวเตอร์

รูป 9 ลักษณะทางกลของหัวต่อแบบ DB-25

การต่อสาย RS232C แบบที่ไม่ใช่มาตรฐาน

รูป 10 การต่อสายเคเบิลแบบพิเศษ : (a) ระบบสายเคเบิลที่ใช้ในการส่งข้อมูลแบบ full duplex ตามมาตรฐานที่กำหนด (b) สายเคเบิลแบบ three-wire economy (c) สายเคเบิลแบบ three-wire economy พร้อมกับมีการทำ luxury loop-back (d) การต่อแบบ null modem พร้อมดับทำ luxury loop-back ด้วย (e) การต่อแบบ null modem พร้อมกับทำ double cross การใช้งานพอร์ทสื่อสารอนุกรมบนเครื่องคอมพิวเตอร์ PC

[TOP]