Bei der seriellen Kommunikation werden Daten zwischen einem Computer und einem Peripheriegerät, wie z. B. einem programmierbaren Gerät oder einem anderen Computer, ausgetauscht. Bei der seriellen Kommunikation werden die Daten bitweise über eine Kommunikationsleitung übertragen. Diese Art der Kommunikation sollte bei langsamen Übertragungsraten oder bei der Übertragung von Daten über weite Entfernungen verwendet werden. Die meisten Computer sind mit einem oder mehreren seriellen Anschlüssen (Ports) ausgestattet. Sie benötigen also lediglich ein Kabel, um das Messgerät an den Computer anzuschließen oder zwei Computer miteinander zu verbinden.

Für die serielle Kommunikation müssen vier Parameter angegeben werden: die Baudrate der Übertragung, die Anzahl der Datenbits zur Kodierung eines Zeichens, der Richtungssinn des optionalen Paritätsbits und die Anzahl der Stoppbits. In einem Zeichenrahmen wird jedes zu übertragende Zeichen in Form eines Startbits gefolgt von den Datenbits kodiert.

Die Baudrate ist ein Maß für die Geschwindigkeit der seriellen Datenübertragung zwischen Geräten.

Datenbits werden in negativer Logik vom niedrigstwertigen (LSB) zum höchstwertigen Bit (MSB) übertragen. Um die Datenbits in einem Zeichenrahmen zu interpretieren, müssen Sie diese von rechts nach links lesen. Dabei steht 1 für negative und 0 für positive Spannung.

Bei manchen Zeichenrahmen wird nach den Datenbits ein Paritätsbit gesendet. Das Paritätsbit (falls vorhanden) folgt ebenfalls der negativen Logik. Dieses Bit dient zur Fehlerprüfung. Dazu bestimmen Sie im Voraus, ob die Parität der Übertragung gerade oder ungerade sein soll. Bei ungerader Parität wird das Paritätsbit so gesetzt, dass die Summe aller Einsen unter den Datenbits und dem Paritätsbit eine ungerade Zahl ergibt.

Der letzte Teil des Zeichenrahmens besteht entweder aus einem, anderthalb oder zwei Stoppbits. Diese werden immer durch eine negative Spannung dargestellt. Werden keine weiteren Zeichen übertragen, so bleibt die Leitung im negativen (MARK-)Zustand. Bei Übertragung eines weiteren Zeichenrahmens beginnt dieser mit einem Startbit positiver (SPACE-)Spannung.

Geschwindigkeit der Datenübertragung

Die maximale Übertragungsrate (in Zeichen pro Sekunde) ist die Baudrate geteilt durch die Bits pro Zeichenrahmen.

Überblick über serielle Hardware

Die folgenden Beispiele stellen die gängigsten Standards für die Kommunikation über serielle Ports dar:

  • RS232 (ANSI/EIA-232-Standard) wird vielseitig genutzt, z. B. zum Anschließen von Maus, Drucker oder Modem an den Computer. Dieser Standard gilt auch in der industriellen Messtechnik. Durch die Verbesserung von Leitungstreibern und Kabeln übertreffen Anwendungen oft die Leistung von RS232 hinsichtlich der angegebenen Entfernung und Geschwindigkeit. RS232 ist auf Festverbindungen zwischen Geräten und den seriellen Anschlüssen des Computers beschränkt.
  • Bei RS422 (AIA RS422A-Standard) sind Signale differentiell geschaltet und nicht, wie bei RS232, gegen Masse. Diese Art der Übertragung, bei der jeweils zwei Leitungen für das Senden und Empfangen von Signalen verwendet werden, ist weniger störanfällig und kann im Vergleich zu RS232 für größere Distanzen eingesetzt werden.
  • RS485 (EIA-485-Standard) ist eine Variante des Standards RS422, die ermöglicht, bis zu 32 Geräte an einen Port anzuschließen. Bei diesem Standard können alle elektrischen Eigenschaften festgelegt werden, so dass auch unter Spitzenlast keine zu hohen Signalspitzen entstehen. Mit dieser verbesserten Multidrop-Fähigkeit können Sie Netzwerke aus Geräten aufbauen, die mit einem einzigen seriellen RS485-Port verbunden sind. Aufgrund der Störunanfälligkeit und Multidrop-Fähigkeit eignet sich die RS485-Schnittstelle besonders für Industrieanwendungen mit vielen Geräten an unterschiedlichen Standorten, die mit einem Computer oder einem anderen Controller zur Erfassung von Daten oder für andere Aufgaben vernetzt sind.

Anschließen eines seriellen Geräts

Wenn Ihr System ein serielles Gerät enthält, müssen Sie zunächst die Pinbelegung des Geräts ermitteln. Prüfen Sie dann, ob Sie das richtige Kabel zum Anschließen des Geräts an den Computer haben. Stellen Sie fest, ob das Gerät eine Datenübertragungseinrichtung (DÜE) oder eine Datenendeinrichtung (DEE) ist, und legen Sie dann die Kommunikationseinstellungen fest, d. h. Baudrate, Datenbits, Stoppbits, Parität und Handshaking (Ablaufsteuerung).

Weitere Informationen zur Kommunikation über serielle Schnittstellen

Weitere Informationen zur Kommunikation mit seriellen Geräten finden Sie in der NI Developer Zone.