Serielle Schnittstellen RS232, RS422, RS485

Serielle Schnittstellen

Einsatzbereiche, Ausführungen, Umsetzer

Mit seriellen Schnittstellen meint man umgangssprachlich, dass bei der Datenübertragung die Datenbits zeitlich nacheinander über eine logische Leitung übertragen werden. Im Speziellen fasst man unter dem Begriff "seriellen Schnittstellen" oft vor allem RS232, RS422 und RS484 zusammen.

Seit dem Siegeszug von USB und Ethernet hat RS232 (genauso wie die parallele Druckerschnittstelle) im PC als Kommunikationsinterface für allgemeine Peripherie an Bedeutung verloren. Doch auch heute noch werden serielle Schnittstellen nach RS232, RS422 und RS485 eingesetzt:

Einsatzbereich

Einsatzbereich RS232: Konfigurations- und Service-Anschlüsse zum Beispiel von Switches und Routern, Laborgeräten und POS-Terminals (Point-Of-Sales).
Einsatzbereich RS485: Industrielle Feld-Kommunikation, z. B. Basis für einige Feldbusse (PROFIBUS, MODBUS).

Eine einfache, naheliegend Lösung, um auch in modernen PC ohne serielle Schnittstellen noch RS232 oder RS422/485 nutzen zu können, ist die Umsetzung von USB zu RS232 oder RS422/485.

Für die serielle Datenübertragung gelten einige grundsätzliche Eigenschaften:

Übertragungsart

Simplex, Richtungsbetrieb: Daten können in nur eine Richtung übertragen werden.
Halbduplex, Wechselbetrieb: Daten können abwechselnd, aber nicht gleichzeitig, in beide Richtungen fließen.
Vollduplex, Gegenbetrieb: Daten können in beide Richtungen gleichzeitig übertragen werden.

Datenstruktur

Startbit markiert den Beginn einer Übertragung.
Datenbits enthalten die eigentlichen Nutzdaten.
Paritätsbit dient der Paritätsprüfung/Fehlererkennung; repräsentiert "even", "odd", "mark", "space" oder "none".
Stoppbit markiert den Abschluss der Nachrichtenübertragung.

Übertragungsgeschwindigkeit

Bitrate: Datenübertragungsrate in Bit je Sekunde (bit/s oder bps).
Baudrate: Datenübertragungsrate in Symbol pro Sekunde (Baud, kurz Bd). Ein Symbol kann je nach Codierung unterschiedlich viele Bits eines Datenstroms umfassen.

Im Vergleich: RS232, RS422 und RS485 Eckdaten

Standard	Übertragung	max. Rate und Distanz	Leitungen	Topologie	Max. Geräte
RS232	Vollduplex	Nicht spezifiziert, bis 115,2 kbit/s und mehr/15 m	Max. 9: TxD, RxD, RTS, CTS, DTR, DSR, DCD, GND	Punkt-zu-Punkt	1
RS422	Vollduplex	10 Mbps/1,2 km	Max. 5: TxD+, TxD-, RxD+, RxD-, GND	Punkt-zu-Punkt	1 (10 Geräte im Empfangsmodus)
RS485	Halb- oder vollduplex (2 oder 4 Adern)	12 Mbps/1,2 km	Max. 5: TxD+, TxD-, RxD+, RxD-, GND	Multi-Punkt	32/256 mit Repeatern

Daten- und Steuer-/Handshake-Leitungen

TxD, RxD, bei RS422/485 differenziell ausgeführt als TxD+/- und RxD+/-: Transmit- und Receive-Data-Leitungen, Leitungen für die Nutzdaten.
RTS - Request to Send (Sendeanforderung) und CTS - Clear to Send (Sendeerlaubnis).
DTR - Data Terminal Ready.
DSR - Data Set Ready.
(D)CD - (Data) Carrier Detect.
RI - Ring Indicator ("Klingeln").
GND - Masseleitung (Ground).