พอร์ตอนุกรมคืออะไรกันแน่?

การสื่อสารแบบอนุกรมเป็นโปรโตคอลการสื่อสารที่ใช้กันทั่วไปในการออกแบบระบบไฟฟ้า ดังนั้น พอร์ตอนุกรมคืออะไรกันแน่? พอร์ตอนุกรมเป็นอินเทอร์เฟซการสื่อสารของคอมพิวเตอร์ ซึ่งมักใช้สำหรับการส่งข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อื่นๆ (เช่น โมเด็ม เซ็นเซอร์ เครื่องพิมพ์ ฯลฯ)

พอร์ตอนุกรมใช้โปรโตคอลที่เรียกว่าโปรโตคอลการสื่อสารแบบอนุกรมเพื่อจัดการการส่งข้อมูล โปรโตคอลการสื่อสารแบบอนุกรมจะควบคุมการไหลของข้อมูลระหว่างการส่งข้อมูล รวมถึงบิตข้อมูล อัตราบอด บิตพาริตี และบิตหยุด ความเร็วในการสื่อสารของพอร์ตอนุกรมมักจะช้า แต่ในบางแอปพลิเคชันเฉพาะ เช่น เมื่อสื่อสารกับเซ็นเซอร์ความเร็วต่ำ พอร์ตอนุกรมยังคงเป็นอินเทอร์เฟซการสื่อสารที่สำคัญ พอร์ตอนุกรมโดยทั่วไปประกอบด้วยองค์ประกอบดังต่อไปนี้:

สายข้อมูล: โดยทั่วไปจะมีสายข้อมูลอนุกรมเพียงสายเดียวสำหรับการส่งข้อมูล
สายควบคุม: พอร์ตอนุกรมยังมีสายควบคุมบางส่วนสำหรับการควบคุมการส่งข้อมูล เช่น Request To Send (RTS), Data Set Ready (DSR), Data Terminal Ready (DTR) และ Data Carrier Detect (DCD)
อัตราบอด: อัตราบอดของพอร์ตอนุกรมหมายถึงความเร็วในการส่งข้อมูล โดยทั่วไปวัดจากจำนวนบิตที่ส่งต่อวินาที เช่น 9600, 19200, 38400 เป็นต้น
บิตข้อมูล: บิตข้อมูลหมายถึงจำนวนบิตที่ใช้สำหรับแต่ละอักขระ โดยทั่วไป บิตข้อมูลสามารถเป็น 5, 6, 7 หรือ 8 บิต
บิตพาริตี: บิตพาริตีใช้เพื่อตรวจสอบความถูกต้องของการส่งข้อมูล วิธีพาริตีทั่วไป ได้แก่ พาริตีคี่ พาริตีคู่ และไม่มีพาริตี
บิตหยุด: บิตหยุดเป็นบิตที่ส่งที่ส่วนท้ายของการส่งอักขระแต่ละครั้ง โดยทั่วไป บิตหยุดจะเป็น 1 หรือ 2 บิต

ประเภทของพอร์ตอนุกรมมักจะแยกแยะตามวิธีการเชื่อมต่อทางกายภาพและลักษณะทางไฟฟ้า ประเภทของพอร์ตอนุกรมทั่วไปมีดังนี้:

พอร์ตอนุกรม RS - 232

พอร์ตอนุกรม RS - 232 เป็นพอร์ตอนุกรมประเภทที่พบมากที่สุด เป็นอินเทอร์เฟซการสื่อสารแบบอนุกรมมาตรฐานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการส่งข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อื่นๆ RS - 232 เป็นมาตรฐานที่กำหนดโดย Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) ซึ่งกำหนดข้อกำหนดทางไฟฟ้าและทางกลในการสื่อสารแบบอนุกรม รวมถึงอัตราการส่งข้อมูล บิตข้อมูล บิตพาริตี บิตหยุด สัญญาณควบคุม ฯลฯ
พอร์ตอนุกรม RS - 232 มักใช้ขั้วต่อ DB9 หรือ DB25 และระยะทางการส่งโดยทั่วไปไม่เกิน 50 ฟุต (ประมาณ 15 เมตร)
พอร์ตอนุกรม RS - 232 ใช้สายสัญญาณสามสายที่แตกต่างกัน: สายส่ง สายรับ และสายดิน สายส่งใช้เพื่อส่งข้อมูลจากคอมพิวเตอร์ไปยังอุปกรณ์ภายนอก สายรับใช้เพื่อรับข้อมูลจากอุปกรณ์ภายนอกไปยังคอมพิวเตอร์ และสายดินใช้เพื่อเชื่อมต่อกราวด์ร่วมของวงจร
พอร์ตอนุกรม RS - 232 ยังมีสัญญาณควบคุมบางอย่าง เช่น Data Terminal Ready (DTR), Request To Send (RTS), Data Set Ready (DSR) และ Clear To Send (CTS) สัญญาณควบคุมเหล่านี้สามารถใช้เพื่อควบคุมทิศทางการไหลของข้อมูล จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของการส่ง ฯลฯ

พอร์ตอนุกรมประเภทนี้ปรากฏในรุ่นต่อไปนี้ของบริษัทของเรา: X30G-3805U, X31G-i3 4010U, เป็นต้น

พอร์ตอนุกรม RS - 485
พอร์ตอนุกรม RS - 485 เป็นอินเทอร์เฟซการสื่อสารแบบอนุกรมมาตรฐาน ซึ่งมักใช้สำหรับการส่งข้อมูลระยะไกล RS - 485 เป็นมาตรฐานที่กำหนดโดย Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) ซึ่งกำหนดข้อกำหนดทางไฟฟ้าและทางกลในการสื่อสารแบบอนุกรม รวมถึงอัตราการส่งข้อมูล บิตข้อมูล บิตพาริตี บิตหยุด สัญญาณควบคุม ฯลฯ
พอร์ตอนุกรม RS - 485 ใช้การส่งสัญญาณแบบดิฟเฟอเรนเชียล ใช้สายสัญญาณสองสาย (สาย A และสาย B) เพื่อส่งข้อมูล และส่งข้อมูลโดยการเปรียบเทียบความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าบนสายสัญญาณทั้งสอง แตกต่างจากพอร์ตอนุกรม RS - 232 พอร์ตอนุกรม RS - 485 สามารถรองรับอุปกรณ์หลายเครื่องที่เชื่อมต่อกับบัสเดียวกัน และสามารถรับรู้การสื่อสารแบบหลายจุด สามารถรองรับอุปกรณ์สูงสุด 32 เครื่องเพื่อสื่อสารพร้อมกัน
พอร์ตอนุกรม RS - 485 สามารถรองรับระยะทางการส่งที่ยาวขึ้นได้ถึง 1200 เมตร และอัตราการส่งก็ค่อนข้างเร็วเช่นกัน สูงสุด 10Mbps นอกจากนี้ พอร์ตอนุกรม RS - 485 ยังรองรับโหมดการทำงานแบบ half-duplex และ full-duplex ซึ่งสามารถตั้งค่าได้ตามความต้องการของแอปพลิเคชันจริง
เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของการส่งข้อมูล โดยทั่วไปจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์เสริม เช่น ตัวต้านทานปลายสายและตัวแยกสัญญาณบนบัส RS - 485 เนื่องจากข้อดีของระยะทางการส่งที่ยาว อัตราการส่งที่รวดเร็ว และการรองรับการสื่อสารแบบหลายจุด พอร์ตอนุกรม RS - 485 จึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการควบคุมอุตสาหกรรม การควบคุมอัตโนมัติ การเฝ้าระวังความปลอดภัย และสาขาอื่นๆ

ประเภทของพอร์ตอนุกรมปรากฏในรุ่นต่อไปนี้ของบริษัทของเรา: X30-J6412, X31G-I7-4600U, เป็นต้น

พอร์ตอนุกรม TTL
พอร์ตอนุกรม TTL หมายถึงอินเทอร์เฟซการสื่อสารแบบอนุกรมที่ใช้ระดับลอจิก TTL (Transistor-Transistor Logic) ซึ่งมักใช้สำหรับการส่งข้อมูลระหว่างไมโครคอนโทรลเลอร์แบบชิปเดี่ยวและอุปกรณ์ภายนอก แตกต่างจากพอร์ตอนุกรม RS - 232 และ RS - 485 ข้อกำหนดของมันไม่ได้ถูกกำหนดโดยองค์กรมาตรฐาน แต่ถูกกำหนดโดยผู้ผลิตชิปแต่ละรายตามความต้องการของตนเอง
พอร์ตอนุกรม TTL ใช้สายสัญญาณเดี่ยว (สาย TX และสาย RX) สำหรับการส่งข้อมูล โดยสาย TX ใช้สำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์แบบชิปเดี่ยวเพื่อส่งข้อมูล และสาย RX ใช้สำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์แบบชิปเดี่ยวเพื่อรับข้อมูล อัตราการส่งข้อมูลของพอร์ตอนุกรม TTL ค่อนข้างเร็ว โดยทั่วไปจะถึงหลายสิบ kbps หรือแม้แต่หลายร้อย kbps แต่ระยะทางการส่งสั้น โดยทั่วไปไม่เกินหลายสิบเมตร
ระดับลอจิกของพอร์ตอนุกรม TTL โดยทั่วไปคือ 0V และ 5V โดย 0V แทนลอจิก "0" และ 5V แทนลอจิก "1" ในการใช้งานจริง เนื่องจากระดับลอจิกของอุปกรณ์ภายนอกและไมโครคอนโทรลเลอร์แบบชิปเดี่ยวอาจแตกต่างกัน จึงมักจำเป็นต้องทำการจับคู่ระดับลอจิกผ่านตัวแปลงระดับหรือวิธีการอื่นๆ

พอร์ตอนุกรม USB
พอร์ตอนุกรม USB หมายถึงอินเทอร์เฟซการสื่อสารแบบอนุกรมที่ทำงานผ่านอินเทอร์เฟซ USB (Universal Serial Bus) ซึ่งมักใช้เพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์พอร์ตอนุกรมแบบดั้งเดิม (เช่น พอร์ตอนุกรม RS - 232, RS - 485) กับคอมพิวเตอร์หรือโฮสต์ USB อื่นๆ พอร์ตอนุกรม USB ยังเรียกว่า USB-to-serial port หรือ USB-to-RS - 232/RS - 485 พอร์ตอนุกรม USB ยังสามารถจ่ายไฟผ่านบัส USB ได้โดยไม่ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟภายนอก ซึ่งสะดวกในการพกพาและใช้งาน
พอร์ตอนุกรม USB โดยทั่วไปจำเป็นต้องทำงานผ่านชิป USB-to-serial port ชิปนี้มีฟังก์ชันต่างๆ เช่น ตัวควบคุมอินเทอร์เฟซ USB ตัวควบคุมพอร์ตอนุกรม และบัฟเฟอร์ข้อมูล ผ่านการแปลงข้อมูลระหว่างอินเทอร์เฟซ USB และตัวควบคุมพอร์ตอนุกรม สามารถรับรู้การส่งข้อมูลระหว่าง USB และพอร์ตอนุกรมได้
พอร์ตอนุกรม USB มักใช้เพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์พอร์ตอนุกรมต่างๆ เช่น เครื่องพิมพ์พอร์ตอนุกรม เครื่องอ่านบัตรพอร์ตอนุกรม กล้องพอร์ตอนุกรม เครื่องมือดีบักพอร์ตอนุกรม ฯลฯ เนื่องจากแอปพลิเคชันที่กว้างขวางและความสะดวกของพอร์ตอนุกรม USB จึงกลายเป็นส่วนประกอบมาตรฐานสำหรับระบบฝังตัวและอุปกรณ์ควบคุมอุตสาหกรรมจำนวนมาก

พอร์ตอนุกรม Ethernet
พอร์ตอนุกรม Ethernet เป็นพอร์ตอนุกรมที่รองรับโปรโตคอล TCP/IP และส่งข้อมูลผ่านการเชื่อมต่อเครือข่าย พอร์ตอนุกรมนี้สามารถใช้สำหรับการส่งข้อมูลระยะไกลและมีความเร็วสูง พอร์ตอนุกรม Ethernet เป็นเทคโนโลยีที่เชื่อมต่ออุปกรณ์พอร์ตอนุกรม (เช่น เซ็นเซอร์ ตัวควบคุม ฯลฯ) กับคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์เครือข่ายอื่นๆ ผ่าน Ethernet มันแปลงการสื่อสารพอร์ตอนุกรมแบบดั้งเดิมให้เป็นสตรีมข้อมูล Ethernet เพื่อรับรู้การตรวจสอบและควบคุมระยะไกล
พอร์ตอนุกรม Ethernet โดยทั่วไปจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์พิเศษ (เช่น เซิร์ฟเวอร์พอร์ตอนุกรม Ethernet) และซอฟต์แวร์เพื่อทำงาน เซิร์ฟเวอร์พอร์ตอนุกรม Ethernet เป็นอุปกรณ์พิเศษที่เชื่อมต่ออุปกรณ์พอร์ตอนุกรมกับเครือข่าย Ethernet และมีอินเทอร์เฟซพอร์ตอนุกรมเสมือน อินเทอร์เฟซพอร์ตอนุกรมเสมือนนี้สามารถเข้าถึงได้โดยคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์เครือข่ายอื่นๆ เช่นเดียวกับพอร์ตอนุกรมในเครื่อง เพื่อรับรู้การเข้าถึงและการควบคุมระยะไกล
การใช้เทคโนโลยีพอร์ตอนุกรม Ethernet สามารถรับรู้การจัดการและควบคุมอุปกรณ์พอร์ตอนุกรมแบบดั้งเดิมจากระยะไกลได้โดยไม่ต้องมีการกำหนดค่าและการดำเนินการในสถานที่ นอกจากนี้ พอร์ตอนุกรม Ethernet ยังสามารถให้ฟังก์ชันต่างๆ เช่น การควบคุมการเข้าถึงระยะไกลและการรวบรวมข้อมูล ซึ่งสะดวกสำหรับการตรวจสอบและการจัดการ
พอร์ตอนุกรม Ethernet มักใช้ในระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรม การตรวจสอบระยะไกล การรวบรวมข้อมูล และสาขาอื่นๆ ตัวอย่างเช่น ในสาขาระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรม อุปกรณ์ต่างๆ เช่น เซ็นเซอร์และตัวควบคุมมักจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบและควบคุมจากระยะไกล เทคโนโลยีพอร์ตอนุกรม Ethernet สามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์เหล่านี้กับเครือข่าย Ethernet เพื่อรับรู้การเข้าถึงและการควบคุมระยะไกล เพิ่มประสิทธิภาพการผลิต และลดต้นทุน

พอร์ตอนุกรม Bluetooth
พอร์ตอนุกรม Bluetooth เป็นโปรโตคอลการสื่อสารแบบอนุกรมไร้สายที่ใช้เทคโนโลยี Bluetooth สามารถรับรู้การสื่อสารแบบอนุกรมไร้สาย นั่นคือ การเชื่อมต่อโปรโตคอลการสื่อสารแบบอนุกรมแบบดั้งเดิม (เช่น RS - 232) กับอุปกรณ์อื่นผ่าน Bluetooth เช่น สมาร์ทโฟน แท็บเล็ต หรือคอมพิวเตอร์
ผ่านพอร์ตอนุกรม Bluetooth สามารถรับรู้การส่งข้อมูลแบบไร้สาย อัตราการส่งข้อมูลโดยทั่วไปประมาณ 1Mbps ซึ่งสามารถใช้สำหรับการสื่อสารระยะสั้น และระยะทางการสื่อสารโดยทั่วไปประมาณ 10 เมตร นอกจากนี้ เทคโนโลยี Bluetooth ยังมีข้อดีของการใช้พลังงานต่ำและการสร้างเครือข่ายอัตโนมัติ และสามารถนำไปใช้กับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำจำนวนมากได้
ก่อนที่จะใช้พอร์ตอนุกรม Bluetooth จำเป็นต้องเสียบอะแดปเตอร์พอร์ตอนุกรม Bluetooth เข้ากับอุปกรณ์พอร์ตอนุกรม จากนั้นจึงจับคู่อะแดปเตอร์กับอุปกรณ์อื่น (เช่น โทรศัพท์มือถือ แท็บเล็ต หรือคอมพิวเตอร์) เมื่อการจับคู่สำเร็จ อุปกรณ์ทั้งสองสามารถสื่อสารได้เหมือนอุปกรณ์พอร์ตอนุกรมแบบดั้งเดิม
พอร์ตอนุกรม Bluetooth มักใช้สำหรับการส่งข้อมูลและการควบคุมอุปกรณ์ไร้สายต่างๆ เช่น เครื่องพิมพ์พอร์ตอนุกรม Bluetooth เซ็นเซอร์พอร์ตอนุกรม Bluetooth รีโมทคอนโทรลพอร์ตอนุกรม Bluetooth ฯลฯ ตัวอย่างเช่น ในบ้านอัจฉริยะ เทคโนโลยีพอร์ตอนุกรม Bluetooth สามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่างๆ เช่น เซ็นเซอร์และแอคทูเอเตอร์กับสมาร์ทโฟนเพื่อรับรู้การควบคุมและตรวจสอบแบบไร้สาย ในวงการแพทย์ เทคโนโลยีพอร์ตอนุกรม Bluetooth สามารถใช้เพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์ทางการแพทย์กับอุปกรณ์มือถือเพื่อรับรู้การตรวจสอบและควบคุมระยะไกลแบบไร้สาย

พอร์ตอนุกรมประเภทต่างๆ มีข้อดีและข้อเสียในสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน เมื่อเลือกพอร์ตอนุกรม จำเป็นต้องเลือกตามความต้องการที่แท้จริง