|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Послідовний асинхронний адаптер для порту COM. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Комп'ютери Основні поняття та терміни Майже кожен комп'ютер обладнаний хоча б одним послідовним асинхронним адаптером. Зазвичай він є окремою платою або ж розташований прямо на материнській платі комп'ютера. Його називають ще асинхронним адаптером RS-232-C або портом RS-232-C. Кожен асинхронний адаптер зазвичай містить кілька портів RS-232-C, якими до комп'ютера можна підключати зовнішні пристрої. Кожному такому порту відповідає кілька регістрів, через які програма отримує до нього доступ, і певна лінія IRQ для сигналізації комп'ютера про зміну стану порту. Під час виконання BIOS процедури початкового завантаження кожному порту RS-232-C надається логічне ім'я COM1 - COM4 (COM-порт номер 1 - 4). Інтерфейс RS-232-C розроблений асоціацією електронної промисловості (Electronic Industries Association - EIA) як стандарт для з'єднання комп'ютерів та різних послідовних периферійних пристроїв. Комп'ютер IBM PC підтримує інтерфейс RS-232-C не повністю швидше роз'єм, позначений на корпусі комп'ютера як порт послідовної передачі даних, містить деякі з сигналів, що входять в інтерфейс RS-232-C і мають рівні напруги, що відповідають цьому стандарту. Нині порт послідовної передачі використовується дуже широко. Ось далеко не повний перелік застосувань:
Основні поняття та терміни Послідовна передача даних означає, що дані передаються єдиною лінією. При цьому біти байта даних передаються по черзі з використанням одного дроту. Для синхронізації групі бітів даних зазвичай передує спеціальний стартовий біт, після групи бітів слідують біт перевірки на парність і один або два стопові біти. Іноді біт перевірки на парність може бути відсутнім. Сказане ілюструється наступним малюнком:
З малюнка видно, що вихідний стан лінії послідовної передачі даних – рівень логічної 1. Цей стан лінії називають зазначеним – MARK. Коли починається передача даних, рівень лінії перетворюється на 0. Цей стан лінії називають порожнім - SPACE. Якщо лінія перебуває в такому стані більше за певний час, вважається, що лінія перейшла в стан розриву зв'язку - BREAK. Стартовий біт START сигналізує про початок передачі. Далі передаються біти даних, спочатку молодші, потім старші. Якщо використовується біт парності P, то передається він. Біт парності має значення, щоб у пакеті бітів загальна кількість одиниць (чи нулів) було парно чи непарно, залежно від установки регістрів порту. Цей біт служить для виявлення помилок, які можуть виникнути під час передачі даних через перешкоди на лінії. Приймальний пристрій заново обчислює парність даних та порівнює результат з прийнятим бітом парності. Якщо парність не збіглася, вважається, що дані передані з помилкою. Звісно, такий алгоритм не дає стовідсоткової гарантії виявлення помилок. Тож якщо передачі даних змінилося парне число бітів, то парність зберігається і помилка нічого очікувати виявлено. Тому практично застосовують більш складні методи виявлення помилок. В самому кінці передаються один або два стопові біти STOP, що завершують передачу байта. Потім до приходу наступного стартового біта лінія знову перетворюється на стан MARK. Використання біта парності, стартових та стопових бітів визначають формат передачі даних. Очевидно, що передавач і приймач повинні використовувати той самий формат даних, інакше обмін буде неможливим. Інша важлива характеристика – швидкість передачі даних. Вона також має бути однаковою для передавача та приймача. Швидкість передачі зазвичай вимірюється в бодах (на прізвище французького винахідника телеграфного апарату Emile Baudot - Еге. Бодо). Боди визначають кількість бітів, що передаються, в секунду. У цьому враховуються і старт/стопные біти, і навіть біт парності. Іноді використовується інший термін - біти за секунду (bps). Тут мають на увазі ефективна швидкість передачі, без урахування службових бітів. Апаратна реалізація Комп'ютер може бути обладнаний одним або двома портами послідовної передачі. Ці порти розташовані або на материнській платі, або на окремій платі, що вставляється в слоти розширення материнської плати. Бувають також плати, що містять чотири або вісім портів послідовної передачі даних. Їх часто використовують для підключення кількох комп'ютерів або терміналів до одного центрального комп'ютера. Ці плати мають назву мультипорт ". В основі послідовного порту передачі даних лежить мікросхема Intel 8250 або її сучасні аналоги – Intel 16450, 16550, 16550A. Ця мікросхема є універсальним асинхронним приймачем (UART - Universal Asynchronous Receiver Transmitter). Мікросхема містить кілька внутрішніх регістрів, доступних через команди вводу/виводу. Мікросхема 8250 містить регістри передавача та приймача даних. При передачі байта він записується в буферний регістр передавача, звідки потім переписується зсувний регістр передавача. Байтвисувається" зі зсувного регістра по бітах. Аналогічно є зсувний і буферний регістри приймача. Програма має доступ тільки до буферних регістрів, копіювання інформації в регістри зсуву і процес зсуву виконується мікросхемою UART автоматично. Регістри, що керують асинхронним послідовним портом, будуть описані в наступному розділі. До зовнішніх пристроїв асинхронний послідовний порт підключається через спеціальний роз'єм. Існує два стандарти на роз'єм інтерфейсу RS-232-C, це DB25 і DB9. Перший роз'єм має 25, а другий 9 висновків. Наведемо розведення роз'єму послідовної передачі даних DB25:
Поряд із 25-контактним роз'ємом часто використовується 9-контактний роз'єм:
Тільки два виведення цих роз'ємів використовуються для передачі та прийому даних. Інші передають різні допоміжні та керуючі сигнали. На практиці для приєднання того чи іншого пристрою може знадобитися різна кількість сигналів. Інтерфейс RS-232-C визначає обмін між пристроями двох типів: DTE (Data Terminal Equipment – термінальний пристрій) та DCE (Data Communication Equipment – пристрій зв'язку). Найчастіше, але не завжди, комп'ютер є термінальним пристроєм. Модеми, принтери, графобудівники завжди є пристроями зв'язку. Розглянемо тепер сигнали інтерфейсу RS-232-C докладніше. Сигнали інтерфейсу RS-232-C Тут ми розглянемо порядок взаємодії комп'ютера і модему, і навіть двох комп'ютерів безпосередньо з'єднаних друг з одним. Спочатку подивимося, як відбувається з'єднання комп'ютера з модемом. Входи TD та RD використовуються пристроями DTE та DCE по-різному. Пристрій DTE використовує вхід TD передачі даних, а вхід RD для прийому даних. І навпаки, пристрій DCE використовує вхід TD прийому, а вхід RD передачі даних. Тому для з'єднання термінального пристрою та пристрою зв'язку висновки їх роз'ємів необхідно з'єднати безпосередньо:
Інші лінії при з'єднанні комп'ютера та модему також повинні бути з'єднані таким чином:
Розглянемо процес підтвердження зв'язку між комп'ютером та модемом. На початку сеансу зв'язку комп'ютер повинен переконатися, що модем може викликати (перебуває у робочому стані). Потім, після виклику абонента, модем повинен повідомити комп'ютера, що він з'єднався з віддаленою системою. Докладніше це відбувається в такий спосіб. Комп'ютер подає сигнал DTR, щоб показати модему, що він готовий до проведення сеансу зв'язку. У відповідь модем подає сигнал DSR. Коли модем з'єднався з іншим віддаленим модемом, він подає сигнал по лінії DCD, щоб повідомити про це комп'ютер. Якщо напруга на лінії DTR падає, це повідомляє модему, що комп'ютер не може далі продовжувати сеанс зв'язку, наприклад через вимкнення живлення комп'ютера. У цьому випадку модем перерве зв'язок. Якщо напруга на лінії DCD падає, це повідомляє комп'ютер, що модем втратив зв'язок і не може більше продовжувати з'єднання. В обох випадках ці сигнали відповідають на наявність зв'язку між модемом і комп'ютером. Зараз ми розглянули найнижчий рівень управління зв'язку - підтвердження зв'язку. Існує вищий рівень, який використовується управління швидкістю обміну даними, але він також реалізується апаратно. Практично керування швидкістю обміну даними (керування потоком) необхідно, якщо здійснюється передача великих обсягів даних із високою швидкістю. Коли одна система намагається передати дані з більшою швидкістю, ніж вони можуть бути оброблені приймаючою системою, результатом може стати втрата частини даних, що передаються. Щоб запобігти передачі більшої кількості даних, ніж те, яке може бути оброблено, використовують управління зв'язком, зване управління потоком" (flow-controll handshake). Стандарт RS-232-C визначає можливість управління потоком тільки для напівдуплексного з'єднання. Напівдуплексним називається з'єднання, при якому у кожний момент часу дані можуть передаватися тільки в одну сторону, однак фактично цей механізм використовується і для дуплексних з'єднань, коли дані передаються по лінії зв'язку одночасно у двох напрямках. Управління потоком У напівдуплексних з'єднаннях пристрій DTE подає сигнал RTS, коли хоче передати дані. DCE відповідає сигналом лінії CTS, коли воно готове, і DTE починає передачу даних. Доки обидва сигнали RTS і CTS не приймуть активний стан, тільки DCE може передавати дані. При дуплексних з'єднаннях сигнали RTS/CTS мають протилежні значення порівняно з тими, які вони мали напівдуплексних з'єднань. Коли DTE може прийняти дані, він подає сигнал RTS. Якщо при цьому DCE готове до прийняття даних, воно повертає сигнал CTS. Якщо напруга на лініях RTS або CTS падає, це повідомляє передавальної системі, що одержує система готова прийому даних. Нижче ми наводимо уривок діалогу між комп'ютером і модемом, що відбувається під час обміну даними.
Звісно, все це добре звучить. Насправді все негаразд просто. З'єднати комп'ютер і модем не складно, оскільки інтерфейс RS-232-C саме для цього і призначений. Але якщо ви захочете зв'язати разом два комп'ютери за допомогою такого кабелю, який ви використовували для зв'язку модему і комп'ютера, то у вас виникнуть проблеми. Для з'єднання двох термінальних пристроїв - двох комп'ютерів - щонайменше необхідно перехресне з'єднання ліній TR і RD:
Однак у більшості випадків цього недостатньо, оскільки для пристроїв DTE та DCE функції, що виконуються лініями DSR, DTR, DCD, CTS та RTS, асиметричні. Пристрій DTE подає сигнал DTR і очікує на отримання сигналів DSR і DCD. У свою чергу, пристрій DCE подає сигнали DSR, DCD і очікує на отримання сигналу DTR. Таким чином, якщо ви з'єднаєте два пристрої DTE кабелем, який ви використовували для з'єднання пристроїв DTE і DCE, то вони не зможуть домовитися один з одним. Не здійсниться процес підтвердження зв'язку. Тепер перейдемо до сигналів RTS та CTS, управління потоком даних. Іноді з'єднання двох пристроїв DTE ці лінії з'єднують разом на кожному кінці кабелю. В результаті отримуємо те, що інший пристрій завжди готовий для отримання даних. Тому, якщо при великій швидкості передачі пристрій не встигає приймати та обробляти дані, можлива втрата даних. Щоб вирішити всі ці проблеми для з'єднання двох пристроїв типу DTE використовується спеціальний кабель, у побуті нуль-модемом. Маючи два роз'єми та кабель, ви легко можете спаяти його самостійно, керуючись такими схемами.
Для повноти картини розглянемо ще один аспект, пов'язаний із механічним з'єднанням портів RS-232-C. Через наявність двох типів роз'ємів – DB25 і DB9 – часто бувають потрібні перехідники з одного типу роз'ємів на інший. Наприклад, ви можете використовувати такий перехідник для з'єднання COM-порту комп'ютера та кабелю нуль-модему, якщо на комп'ютері встановлено роз'єм DB25, а кабель закінчується роз'ємами DB9. Схему такого перехідника ми наводимо на наступному малюнку:
Зауважимо, що багато пристроїв (такі, як термінали та модеми) дозволяють керувати станом окремих ліній RS-232-C за допомогою внутрішніх перемикачів (DIP-switches). Ці перемикачі можуть змінювати значення на різних моделях модемів. Тому їх використання слід вивчити документацію модема. Наприклад, для hayes-сумісних модемів, якщо перемикач 1 перебуває в положенні вимкнений (down), це означає, що модем не перевірятиме наявність сигналу DTR. В результаті модем може відповідати на дзвінки, навіть якщо комп'ютер і не запитує у модему встановлення зв'язку . Технічні параметри інтерфейсу RS-232-C При передачі даних на великі відстані без використання спеціальної апаратури через перешкоди, що наводяться електромагнітними полями, можливе виникнення помилок. Внаслідок цього накладаються обмеження на довжину з'єднувального кабелю між пристроями DTR-DTR та DTR-DCE. Офіційне обмеження довжини для з'єднувального кабелю за стандартом RS-232-C становить 15,24 метра. Однак на практиці ця відстань може бути значно більшою. Воно безпосередньо залежить від швидкості передачі. Відповідно до McNamara (Technical Aspects of Data Communications, Digital Press, 1982) визначено такі значення:
Рівні напруги на лініях роз'єму становлять для логічного нуля -15-3 вольта, для логічної одиниці - +3-15 вольт. Проміжок від -3 до +3 вольт відповідає невизначеному значенню. Якщо ви підключаєте зовнішні пристрої до роз'єму інтерфейсу RS-232-C (а також при з'єднанні двох комп'ютерів нуль-модемом), попередньо вимкніть його та комп'ютер, а також зніміть статичний заряд (підключивши заземлення). А якщо ні, то можна вивести з ладу асинхронний адаптер. Земля комп'ютера та земля зовнішнього пристрою мають бути з'єднані разом. Публікація: cxem.net
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Горошини із стручка для квантових комп'ютерів ▪ Нові прилади Microchip для інтелектуальних датчиків ▪ Система комп'ютерного захисту Protect на основі індексу довіри користувача ▪ Портативний томограф для щурів
▪ Розділ сайту Будівельнику, домашньому майстру. Добірка статей ▪ стаття Гризти граніт науки. Крилатий вислів ▪ стаття Що за вірна подруга мала вчитель танців? Детальна відповідь ▪ стаття Розпорядник танцювального вечора, який веде дискотеки. Посадова інструкція ▪ стаття Подовжувач для пейджера. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page