시리얼 통신 인터페이스 - 1. RS-232 개요 및 특징

1장: RS-232 개요 및 특징

RS-232(Recommended Standard 232)는 가장 오래된 시리얼 통신 표준 중 하나로, 컴퓨터와 주변 장치 간의 데이터 전송에 널리 사용되는 1:1 직렬 통신 방식입니다.
PC의 COM 포트(시리얼 포트)와 모뎀, 산업용 장비, 테스트 기기에서 많이 사용되었으며, 최근에는 USB 기반 통신이 보편화되면서 USB-to-RS232 변환기를 통해 여전히 활용되고 있습니다.

이번 장에서는 RS-232의 개념, 주요 특징, 신호 전압 레벨, 전송 거리 제한, 그리고 대표적인 활용 사례를 자세히 살펴보겠습니다.

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1. RS-232란?

✅ RS-232 개념과 특징

RS-232는 1960년대에 정의된 직렬(Serial) 통신 표준으로, 하나의 송신 장치(TX)와 하나의 수신 장치(RX)가 1:1로 직접 연결되는 방식을 사용합니다.
이 방식은 UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter) 기반의 비동기식(Asynchronous) 통신 프로토콜을 따르며,
과거에는 PC와 모뎀, 산업용 장비, 의료기기, POS 시스템 등 다양한 장치 간의 데이터 전송에 사용되었습니다.

📌 RS-232는 다음과 같은 특징을 가집니다.

• 비동기식(Asynchronous) 통신 방식 → 별도의 클럭 신호 없이 데이터 전송
• 단일 장치 간 1:1 직렬 통신 방식 → 하나의 송신기(TX)와 하나의 수신기(RX) 연결
• 장거리 통신에는 부적합 → 신호 감쇠와 노이즈 문제로 인해 최대 15m 거리 제한
• 높은 전압 신호 사용 → ±12V 신호 레벨, 전력 소비가 많음

📌 RS-232는 여전히 산업 자동화 장비, POS 시스템, 테스트 기기 등에서 사용되고 있음.

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2. 단일 장치 간 1:1 통신 방식

RS-232는 단순한 1:1 연결 구조를 가지며,
한 장치가 데이터를 송신하면, 상대 장치가 이를 수신하는 방식으로 동작합니다.

✅ RS-232의 기본 연결 방식

RS-232 핀	역할
TX (Transmit Data)	송신 장치(TX) → 수신 장치(RX)로 데이터 전송
RX (Receive Data)	수신 장치(RX) ← 송신 장치(TX)에서 데이터 수신
GND (Ground)	공통 접지

📌 RS-232에서 데이터를 주고받을 때는 반드시 TX ↔ RX로 교차 연결해야 합니다.
📌 한 번에 한 방향으로만 데이터가 흐르며, 여러 개의 장치를 연결하는 기능은 없음.

🛠️ 예제: RS-232 장치 간 연결

[장치 1] TX ----> RX [장치 2]
[장치 1] RX <---- TX [장치 2]
[장치 1] GND ---- GND [장치 2]

💡 TX와 RX를 직접 연결하면 데이터가 송수신되지 않으므로 주의해야 합니다!

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3. RS-232의 주요 특징

✅ 신호 전압 레벨 (+12V, -12V)

RS-232는 높은 전압 레벨(Voltage Level)로 신호를 전송하며, ±12V의 전압 변화를 이용해 데이터를 표현합니다.
이는 노이즈에 강하지만, 전력 소모가 많고, 장거리 전송에 불리한 단점이 있습니다.

📌 RS-232의 전압 신호 정의

• 논리 1(High): -3V ~ -12V (Negative Voltage)
• 논리 0(Low): +3V ~ +12V (Positive Voltage)
• -3V ~ +3V 구간은 불안정한 상태로 간주

📌 RS-232는 높은 전압 신호를 사용하므로, TTL(5V/3.3V) 신호와 직접 연결하면 안 됨.
📌 TTL 신호를 RS-232 신호로 변환하려면 MAX232 같은 전압 변환 칩이 필요함.

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✅ PC 및 산업용 장치에서 사용

RS-232는 과거 PC의 COM 포트(9핀, 25핀 D-SUB 커넥터)를 통해 직렬 통신을 수행하는 주요 표준이었습니다.
최근에는 USB 기반 통신이 대체하면서 USB-to-RS232 변환기를 이용하여 여전히 활용됩니다.

📌 RS-232가 사용되는 대표적인 장치들

• 구형 PC와 모뎀, POS 시스템
• 산업 자동화 장비 (PLC, 센서, 계측기, 테스트 장비)
• 네트워크 장비 (라우터, 스위치, 터미널 서버 등)

💡 RS-232는 오래된 표준이지만, 산업 장비에서는 여전히 사용되고 있음.

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✅ 전송 속도와 케이블 길이 제한 (최대 15m)

RS-232는 거리가 길어질수록 신호 감쇠와 노이즈 영향을 많이 받기 때문에, 일반적으로 15m 이내에서 사용됩니다.
전송 속도(Baud Rate)에 따라 안정적으로 사용할 수 있는 최대 거리도 달라집니다.

📌 RS-232 전송 속도(Baud Rate)와 최대 케이블 길이

Baud Rate (bps)	최대 거리 (m)
115200 bps	약 3m
57600 bps	약 5m
9600 bps	약 15m
1200 bps	약 30m

📌 고속 데이터 전송을 할수록 케이블 길이가 짧아야 안정적인 통신 가능
📌 15m 이상 거리에서는 RS-485 같은 더 강력한 통신 방식을 사용해야 함

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4. RS-232의 활용 사례

🔹 컴퓨터와 모뎀 연결

• 과거 PC의 COM 포트를 통해 모뎀과 RS-232를 이용한 통신이 이루어짐
• 인터넷이 보급되기 전, 전화선을 이용한 다이얼업(Dial-up) 네트워크에서 사용됨

📌 USB가 등장하기 전까지 가장 널리 쓰이던 직렬 통신 방식.

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🔹 산업용 장비 연결

• PLC(Programmable Logic Controller) 같은 산업 자동화 장비는 여전히 RS-232 기반의 시리얼 통신을 지원
• 센서, 측정 장비(온도, 습도, 압력 등)와의 데이터 송수신
• CNC 기계, 의료 기기, 라벨 프린터 등에서 RS-232 사용

📌 산업 환경에서는 데이터 무결성과 신뢰성이 중요하기 때문에 여전히 사용됨.

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📌 요약

✅ RS-232는 1:1 직렬 통신 방식으로, 컴퓨터와 주변 장치 간의 데이터 전송을 위한 오래된 표준
✅ 비동기식(Asynchronous) 방식으로 동작하며, TX ↔ RX, GND 3개 선을 사용하여 연결
✅ ±12V 전압 레벨을 사용하며, 신호 감쇠와 노이즈로 인해 최대 15m 거리 제한
✅ PC의 COM 포트, 산업 자동화 장비, POS 시스템, 네트워크 장비에서 사용됨

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