RS-232

Caratteristiche

RS-232 è una interfaccia 

• seriale  
• asincrona tra 
• due dispositivi collegati da un conduttore in modo 
• single ended.

Lo standard, dunque, prevede due dispositivi comunicanti, agli estremi della linea fisica. Essi sono definiti come:

• DTE: acronimo di Data Terminal Equipment, apparecchiatura terminale dati, ovvero un dispositivo che si occupa di generare o ricevere dati. Un computer è un DTE. 
   

• DCE: acronimo di Data Communication Equipment, apparecchiature di comunicazione dati, ovvero un dispositivo che si occupa di gestire una comunicazione. Un modem è un DCE.

Tipicamente una connessione a cui RS-232 fa riferimento comprende 4 dispositivi: due DTE (computer) collegati attraverso una linea telefonica per mezzo di due DCE (modem). 

Nel caso in cui la distanza sia all' interno delle possibilità di connessione con cavo, i modem sono omessi e si potrà avere il collegamento diretto tra due DTE (PC) oppure tra un DTE e un non-modem, ad esempio un dispositivo di stampa.

Seriale indica che i dati sono inviati consecutivamente, un bit alla volta, come livelli di tensione su un cavo che collega le due apparecchiature. In forma minimale, è sufficiente un doppino.
Lo standard, però, prevede che la trasmissione possa essere bi direzionale e utilizzare segnali di controllo, quindi la struttura base è costituita da un cavo a più conduttori. 

Asincrono indica che il clock è intrinseco al segnale stesso . Sono comunicazioni asincrone RS-232/RS-485/RS-422. Esistono comunicazioni sincrone che richiedono al mittente e al destinatario di condividere lo stesso clock, solitamente fornito dal mittente o master (I2C/SPI).
La comunicazione asincrona non ha segnale di clock distribuito, ma solo quello utilizzato per temporizzare gli impulsi sulla linea, ovvero: la durata di ogni impulso è stabilita in base alla frequenza dell' oscillatore utilizzato.  

La linea RS-232 è, fisicamente, del tipo single ended, ovvero è costituita da un cavo che porta il segnale e da uno di ritorno che è la massa comune di tutti i segnali.
Questa soluzione è meno robusta (insensibile ai disturbi ed alla struttura della connessione) di una differenziale (come ad esempio lo è 485), la quale consente una maggiore distanza di comunicazione. Per contro, il single ended è una soluzione che non richiede terminazioni, è molto più semplice e quindi più economica.

Il fatto che i due dispositivi condividano la massa è importante da considerare quando essi sono alimentati da sorgenti diverse ed quindi si possano creare percorsi di corrente parassite attraverso le connessioni masse/terre non equipotenziali; il problema viene risolto comunemente con un isolamento galvanico (ottico, magnetico) ad un estremo del cavo.

DTE-DCE

Se la definizione DTE si adatta al PC o ad un computer in genere, la definizione DCE molto legata al modem, in quanto altre periferiche, come stampanti, plotter, lettori di bar code, strumentazione, mouse, ecc. non sono certo dei "Data Communication" .
Peraltro non sono neppure dei computer, in quanto possono essere solo riceventi, come alcune stampanti o display, ma anche del tutto prive di "intelligenza" elettronica, come le telescriventi che sono tipicamente dispostivi elettromeccanici.
Ne risulta la difficoltà a far rientrare queste periferiche non-modem in una delle due categorie definite dallo standard RS-232.
Certamente "Data Terminal Equipment"  potrebbe essere più corretto, ma, in ogni caso, questa situazione ha dato origine alla discreta confusione di connettori e segnali che caratterizzano le periferiche seriali.

A puro titolo orientativo, possiamo dare una breve lista di dispositivi che fanno uso dell' interfaccia RS-232: 

• Personal Computer. I PC sono essenzialmente dei DTE. 
  Va notato che, anche se hanno connettori da 25 pin (maschio), ben difficilmente tutti i segnali previsti dallo standard sono implementati, in quanto non necessari per un generico collegamento, anche a modem. In tal senso, nei prodotti più recenti la porta seriale è un connettore a 9 pin (maschio), più che adeguato per il collegamento con la maggior parte delle periferiche.
  Va detto che la tendenza attuale, nel mondo del PC,  è quella di abolire COM e LPT, sostituendole con l' USB; quindi i notebook in commercio da più di un anno sono privi di queste porte, che, se necessarie, vanno implementate con dongle USB o carte PCMCIA.
    
• Modem. E' il DCE per eccellenza. Ha quindi un connettore a 25 poli che potrebbe ospitare tutti i segnali previsti da RS-232, anche se molti apparecchi ne usano o ne implementano solo una parte.
   
• Terminali e sistemi non PC. Hanno tipicamente connessioni DTE, ma è possibile benissimo che ci si trovi di fronte ad apparecchi DCE con i pinout dei DTE, il che richiede cavi particolari per le connessioni.
   
• Stampanti e Plotter. Sono solitamente DTE, ma esiste un elevatissimo numero di eccezioni, per cui la gestione dei segnali può essere del tutto "personalizzata", come pure le connessioni sul cavo. Alcune periferiche di stampa sono simplex, ovvero ricevono e basta.
   
• Management per hub, router, server. Quasi tutte queste apparecchiature hanno configurazione DCE, ma è possibile trovare anche DTE.
   
• Strumentazione, calcolatrici, handy, ecc. 
  Spesso dispongono di una porta RS-232 per la programmazione, il controllo, lo scambio di dati o altro. Sono solitamente DTE, ma possono avere anche connettori particolari (miniaturizzati), del tutto diversi dai tipici connettori a vaschetta dei PC. 
  Attenzione perchè possono essere privi di una vera interfaccia con la linea RS-232, solitamente per motivi di economia o spazio, e quindi richiedono un adattatore per interfacciarsi con i livelli elettrici della RS-232. Avendo a bordo microcontroller performanti, normalmente non richiedono segnali di controllo hardware.
  
• Anche gruppi di continuità (UPS) spesso dispongono di una porta RS-232 per la gestione attraverso il PC. Così pure sistemi di gestione di pannelli solari o altre forme di energia alternativa, o, più in generale, sistemi di raccolta dati (data logger). In genere si tratta di configurazioni DCE per una connessione diretta con il PC, ma sono sempre possibili variazioni.
  
• Esistono poi dispositivi di conversione dell' interfaccia tra RS-232 e LAN Ethernet, per permettere la remotazione degli apparecchi seriali a distanze elevate. 
  Sono anche comuni convertitori da USB a RS-232 o tra RS-232 (single ended) e RS-485 (differenziale) o tra cavo e fibra ottica o con ricetrasmettitori radio, wireless o bluetooth oppure con bus CAN o LIN.
   
• sono comunicazioni seriali anche quelle su raggi infrarossi (IrDA), tanto che molto spesso una porta COM del PC può essere configurata per adeguarsi alla gestione di questo mezzo.