RS-232 : 고전 직렬 바이너리 통신 프로토콜

RS-232는 **EIA(Electronic Industries Association)**에서 1960년대에 표준으로 제정한 직렬 바이너리 데이터 통신 규격입니다. 주로 컴퓨터와 주변 장치(모뎀, 프린터 등) 간의 점대점(Point-to-Point) 통신에 사용되었으며, 현재도 산업용 장비나 임베디드 시스템에서 널리 쓰이고 있습니다.

1. RS-232 통신의 주요 특징

구분	내용
통신 방식	직렬 통신(Serial Communication): 한 번에 1비트씩 데이터를 전송합니다.
동기 방식	비동기 통신(Asynchronous Communication): 별도의 클럭 신호선 없이, 송수신 양쪽이 통신 속도(Baud Rate), 데이터 비트, 패리티 비트, 정지 비트 등 통신 설정(Configuration)을 일치시켜야 통신이 가능합니다.
전송 방식	전이중 통신(Full Duplex): 송신선(TxD)과 수신선(RxD)이 분리되어 있어 동시에 양방향 데이터 송수신이 가능합니다.
전압 레벨	Unbalanced Transmission (단일 종단): 신호선과 공통 접지(GND) 간의 전위차를 이용합니다. **논리 1(Mark)**은 -3V ~ -15V 범위의 음전압, **논리 0(Space)**은 +3V ~ +15V 범위의 양전압으로 표현됩니다. (TTL/CMOS 레벨과 반대)
최대 속도/거리	낮은 데이터 전송 속도(최대 약 20kbps)를 가지며, 전송 거리는 일반적으로 15m(50피트) 이내로 제한됩니다.
케이블/커넥터	D-Sub 9핀(DE-9) 또는 D-Sub 25핀(DB-25) 커넥터가 주로 사용됩니다.

 

 

2. RS-232 신호선 구성 (D-Sub 9핀 기준)

 

RS-232는 **DTE(Data Terminal Equipment, 컴퓨터/터미널)**와 DCE(Data Communication Equipment, 모뎀 등) 장치 간의 인터페이스를 정의합니다. 최소한의 통신에는 **3가닥(TxD, RxD, GND)**이 필수적입니다.

핀 번호 (DTE)	이름	방향 (DTE 기준)	설명
2	RxD (Receive Data)	입력	외부 장치에서 들어오는 데이터를 수신합니다.
3	TxD (Transmit Data)	출력	외부 장치로 데이터를 송신합니다.
5	GND (Signal Ground)	-	신호 접지선으로 전압의 기준점입니다.
7	RTS (Request To Send)	출력	데이터를 보낼 준비가 되었음을 알립니다. (하드웨어 흐름 제어)
8	CTS (Clear To Send)	입력	데이터를 받을 준비가 되었음을 알립니다. (하드웨어 흐름 제어)
1, 4, 6, 9	DCD, DTR, DSR, RI	-	주로 모뎀 통신에 사용되는 제어/상태 신호들입니다.

 

📌 Null Modem (널 모뎀) 연결

 

PC와 PC 또는 컴퓨터와 주변 장치 등 두 개의 DTE 장치를 직접 연결할 때는 데이터 송수신을 위해 케이블 내에서 **TxD와 RxD 신호선이 서로 교차(크로스)**되어 연결되어야 합니다.

• DTE 1의 TxD → DTE 2의 RxD
• DTE 1의 RxD → DTE 2의 TxD
• DTE 1의 GND ↔ DTE 2의 GND

3. 통신 프레임 (Frame)

RS-232 비동기 통신에서 데이터는 하나의 프레임 단위로 전송되며, 이 프레임은 통신 설정을 따릅니다.

구성 요소	논리 상태	설명
Idle State	Mark (논리 1, 음전압)	데이터 전송이 없을 때 라인 상태
Start Bit	Space (논리 0, 양전압)	데이터 프레임의 시작을 알립니다. (1비트)
Data Bits	Mark/Space	실제 전송 데이터(5, 6, 7, 8비트)로, LSB(최하위 비트)부터 먼저 전송됩니다.
Parity Bit	Mark/Space	에러 검출을 위한 옵션(Odd/Even/None 등)입니다. (0 또는 1비트)
Stop Bits	Mark (논리 1)	데이터 프레임의 끝을 알립니다. (1, 1.5, 또는 2비트)

 

수신 장치는 Start Bit를 감지하면 그 이후로 Baud Rate에 맞춰 데이터 비트들을 순서대로 샘플링하여 데이터를 복원합니다.