Последовательные порти ПЕОМ. 
Інтерфейс 232С

ІРКУТСЬКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ.

ТЕХНІЧНИЙ УНИВЕРСИТЕТ.

Кібернетичний факультет.

Кафедра Обчислювальною Техники.

Реферат на тему:

Послідовні порти ПЭВМ.

Інтерфейс RS-232C.

Дисциплина:

Схемотехника.

Виконав (студент группы.

ЭВМ-94−1.

Островський М.С.

1996 г.

Содержание Последовательная передача даних 3.

Загальні інформацію про інтерфейсі RS-232C 4.

Види сигналів 7.

Удосконалення 9.

Тестове обладнання інтерфейсу RS-232C 9.

Використана література 11.

Таблиця 1. Функції сигнальних ліній інтерфейсу RS-232C. 5 Таблиця 2. Основні лінії інтерфейсу RS-232C. 7 Рис. 1. Призначення ліній 25-контактного розняття типу D для интерфейса.

RS-232C 6 Рис. 2. Уявлення коду літери, А сигнальними рівнями ТТЛ. 8 Рис. 3. Вигляд коду літери На сигнальних лініях TXD і RXD. 8 Рис. 4. Типова схема інтерфейсу RS-232C. 9.

Послідовна передача данных.

Микропроцессорная система без коштів введення та виведення виявляється непотрібної. Характеристики та обсяги введення та виведення у системі визначаються, насамперед, специфікою застосування сили — наприклад, в мікропроцесорної системи управління деяким промисловим процесом непотрібен клавіатура і дисплей, оскільки майже напевно її дистанційно програмує і контролює головний мікрокомп'ютер (з допомогою послідовної лінії RS-232C).

Оскільки дані зазвичай представлені на шині мікропроцесора в паралельної формі (байтами, словами), їх послідовний ввод-вывод виявиться трохи складним. Для послідовного введення знадобиться кошти перетворення послідовних вхідних даних в паралельні дані, які можна помістити на шину. З іншого боку, для послідовного виведення необхідні кошти перетворення паралельних даних, представлених на шині, в послідовні вихідних даних. У першому випадку перетворення здійснюється регістром зсуву з послідовним входом і паралельним виходом (SIPO), тоді як у другому — регістром зсуву з паралельним входом і послідовним виходом (PISO).

Послідовні дані передаються в синхронному чи асинхронному режимах. У синхронному режимі все передачі здійснюються під керівництвом загального сигналу синхронізації, який має бути обох кінцях лінії зв’язку. Асинхронная передача передбачає передачу даних пакетами; кожен пакет містить необхідну інформацію, требующуюся для декодування його даних. Звісно, другий режим складніше, але він має серйозна перевага: непотрібен окремий сигнал синхронизации.

Існують спеціальні мікросхеми введення та виведення, розв’язують проблему перетворення, згадані вище. Ось список найбільш типових сигналів таких микросхем:

D0-D7 — входные-выходные лінії даних, які підключаються безпосередньо до шині процессора;

RXD — прийняті дані (вхідні послідовні данные);

TXD — передані дані (вихідні послідовні данные);

CTS — скидання передачі. І на цій лінії периферійне пристрій формує сигнал низького рівня, як його готове сприймати інформацію з процессора;

RTS — запит передачі. Цю лінію микропроцессорная система видає сигнал низького рівня, коли він має намір передавати дані в периферійне устройство.

Усі сигнали программируемых мікросхем послідовного ввода-вывода ТТЛ-совместимы. Ці сигнали розраховані лише з дуже короткі лінії зв’язку. Для послідовної передачі на значні відстані потрібні додаткові буферы і перетворювачі рівнів, включаемые між мікросхемами послідовного ввода-вывода і лінією связи.

Общие інформацію про інтерфейсі RS-232C.

Інтерфейс RS-232C є найширше поширеної стандартної послідовної зв’язком між микрокомпьютерами і периферійними пристроями. Інтерфейс, певний стандартом Асоціації електронної промисловості (EIA), передбачає наявність устаткування два види: термінального DTE і зв’язкового DCE.

Щоб не скласти неправильного уявлення про інтерфейсі RS-232C, необхідно чітко розуміти різницю між цими видами устаткування. Термінальне устаткування, наприклад мікрокомп'ютер, може посилати і (чи) приймати дані про послідовному інтерфейсу. Воно хіба що закінчує (terminate) послідовну лінію. Чіткий устаткування — устрою, що потенційно можуть спростити передачу даних що з термінальним устаткуванням. Наочним приклад зв’язкового устаткування служить модем (модулятор-демодулятор). Він виявляється з'єднувальним ланкою в послідовної ланцюжку між комп’ютером і телефонної линией.

Різниця між термінальними і зв’язковими пристроями досить розпливчасто, тому виникають певні складності в того, до якому типу устаткування те чи інше пристрій. Розглянемо ситуацію з принтером. Якого устаткуванню його віднести? Як зв’язати два комп’ютера, що вони обидва діють як термінальне устаткування. Для відповіді опікується цими питаннями слід подивитися на фізичне з'єднання пристроїв. Провівши незначні зміни у лініях інтерфейсу RS-232C, можна змусити чіткий устаткування функціонувати як термінальне. Щоб з’ясувати, як це зробити, потрібно проаналізувати функції сигналів інтерфейсу RS-232C (таблиця 1).

Таблиця 1. Функції сигнальних ліній інтерфейсу RS-232C.

|Номер |Скорочення |Напрям |Повне назва | |контакту | | | | |1 |FG |— |Основна чи захисна земля | |2 |TD (TXD) |До DCE |Передані дані | |3 |RD (RXD) |До DTE |Прийняті дані | |4 |RTS |До DCE |Запит передачі | |5 |CTS |До DTE |Скидання передачі | |6 |DSR |До DTE |Готовність модему | |7 |SG |— |Сигнальна земля | |8 |DCD |До DTE |Виявлення несучою даних | |9 |— |До DTE |(Позитивне контрольне | | | | |напруга) | |10 |— |До DTE |(Негативне контрольне | | | | |напруга) | |11 |QM |До DTE |Режим вирівнювання | |12 |SDCD |До DTE |Виявлення несучою вторинних | | | | |даних | |13 |SCTS |До DTE |Вторинний скидання передачі | |14 |STD |До DCE |Побічні передані дані | |15 |TC |До DTE |Синхронізація передавача | |16 |SRD |До DTE |Побічні прийняті дані | |17 |RC |До DTE |Синхронізація приймача | |18 |DCR |До DCE |Розділена синхронізація | | | | |приймача | |19 |SRTS |До DCE |Вторинний запит передачі | |20 |DTR |До DCE |Готовність термінала | |21 |SQ |До DTE |Якість сигналу | |22 |RI |До DTE |Індикатор дзвінка | |23 |— |До DCE |(Селектор швидкості даних) | |24 |TC |До DCE |Зовнішня синхронізація | | | | |передавача | |25 |— |До DCE |(Зайнятість) |.

Примітки: 1. Лінії 11, 18, 25 зазвичай вважають незаземленными. Наведена в таблиці специфікація належить до специфікаціям Bell 113B і 208A. 2. Лінії 9 і десяти йдуть на контролю негативного (MARK) і позитивного (SPACE) рівнів напруги. 3. Щоб уникнути плутанини між RD (Read — зчитувати) і RD (Received Data — прийняті дані) використовуватимуться позначення RXD і TXD, а чи не RD і TD.

Стандартний послідовний порт RS-232C має форму 25-контактного розняття типу D (рис 1).

[pic] Рис. 1. Призначення ліній 25-контактного розняття типу D для интерфейса.

RS-232C.

Термінальне устаткування зазвичай оснащено розніманням зі штырьками, а чіткий — розніманням з отворами (але можуть і исключения).

Сигнали інтерфейсу RS-232C поділяються ми такі классы.

Послідовні дані (наприклад, TXD, RXD). Інтерфейс RS-232C забезпечує дві незалежні послідовних каналу даних: первинний (головний) і вторинний (допоміжний). Обидва каналу можуть працювати у дуплексном режимі, тобто. одночасно здійснюють передачу і достойний прийом информации.

Управляючі сигнали квитирования (наприклад, RTS, CTS). Сигнали квитирования — засіб, з допомогою якого обмін сигналами дозволяє DTE розпочати діалог із DCE до фактичної передачі чи прийому даних із послідовної лінії связи.

Сигнали синхронізації (наприклад, TC, RC). У синхронному режимі (в на відміну від більш поширеного асинхронного) між пристроями необхідно передавати сигнали синхронізації, які спрощують синхронізм прийнятого сигналу із його декодирования.

Насправді допоміжний канал RS-232C застосовується рідко, й у асинхронному режимі замість 25 ліній використовуються 9 ліній (таблиця 2).

Таблиця 2. Основні лінії інтерфейсу RS-232C.

|Номер |Сигнал |Виконувана функція | |контакту | | | |1 |FG |Підключення землі до стійці чи шасі | | | |устаткування | |2 |TXD |Послідовні дані, передані | | | |від DTE до DCE | |3 |RXD |Послідовні дані, прийняті | | | |DTE від DCE | |4 |RTS |Вимога DTE послати дані до DCE | |5 |CTS |Готовність DCE приймати дані від DTE| |6 |DSR |Повідомлення DCE у тому, що зв’язок | | | |встановлено | |7 |SG |Поворотний тракт загального сигналу | | | |(землі) | |8 |DCD |DTE працює і DCE може підключиться до| | | |каналу зв’язку |.

Види сигналов.

У багатьох схем, містять інтерфейс RS-232C, дані передаються асинхронно, тобто. як послідовності пакета даних. Кожен пакет містить один символ коду ASCII, причому інформація у пакеті достатня для його декодування без окремого сигналу синхронизации.

Символи коду ASCII видаються сім'ю бітами, наприклад літера, А має код 1 000 001. Щоб передати букву По інтерфейсу RS-232C, необхідно запровадити додаткові біти, які позначають початок і поклала край пакета. З іншого боку, бажано додати зайвий біт для простого контролю помилок за паритетом (четности).

Найширше поширений формат, до складу якого у собі один стартовий біт, один біт паритету і двоє стоповых біта. Початок пакета даних завжди зазначає низький рівень стартового біта. По ньому слід 7 біт даних символу коду ASCII. Биток парності містить 1 чи 0 те щоб загальне число одиниць на 8-битной групі було непарною. Останнім передаються два стоповых біта, представлених високий рівень напруги. Еквівалентний ТТЛ-сигнал під час передачі літери, А показаний на рис. 2.

[pic] Рис. 2. Уявлення коду літери, А сигнальними рівнями ТТЛ.

Отже, повне асинхронно передане слово складається з 11 біт (фактично дані утримують тільки 7 біт) і записується як 1 000 001 011.

Використовувані в інтерфейсі RS-232C рівні сигналів від рівнів сигналів, які у комп’ютері. Логічний 0 (SPACE) представляється позитивним напругою буде в діапазоні від +3 до +25 У, логічна 1 (MARK) — негативним напругою буде в діапазоні від -3 до -25 У. На рис. 3 показаний сигнал у вигляді, як він існує на лініях TXD і RXD інтерфейсу RS-232C.

[pic] Рис. 3. Вигляд коду літери На сигнальних лініях TXD і RXD.

Зрушення рівня, тобто. перетворення ТТЛ-уровней в рівні інтерфейсу RS-232C і навпаки виробляється спеціальними мікросхемами драйвера лінії приймача линии.

На рис. 4 представлений типовий микрокомпьютерный інтерфейс RS-232C. Програмована мікросхема DD1 послідовного введення здійснює параллельно-последовательные і последовательно-параллельные перетворення даних. Мікросхеми DD2 і DD3 виробляють зрушення рівнів до трьох вихідних сигналів TXD, RTS, DTR, а мікросхема DD4 — до трьох вхідних сигналів RXD, CTS, DSR. Мікросхеми DD2 і DD3 вимагають напруги харчування (12 В.

[pic] Рис. 4. Типова схема інтерфейсу RS-232C.

Усовершенствования.

Розроблено кілька нових стандартів, вкладених у усунення недоліків початкових специфікацій інтерфейсу RS-232C. У тому числі можна відзначити інтерфейс RS-422 (балансная система, яка припускає імпеданс лінії до 50 Ом), RS-423 (небалансная система з мінімальним импедансом лінії 450 Ом) і RS-449 (стандарт дуже швидко передачі, у якому кілька змінені функції схем вживається 37-контактный розняття типу D).

Тестовое обладнання інтерфейсу RS-232C.

З'єднувачі. Ці дешеві устрою спрощують перехресні сполуки сигнальних ліній інтерфейсу RS-232C. Вони зазвичай оснащуються двома розніманнями типу D (чи ленточными кабелями, мають розетку і вставку), і всі лінії проводяться до тій галузі, куди можна вставити перемички. Такі устрою включаються послідовно з лініями інтерфейсу RS-232C, і далі перевіряються різні комбінації подключений.

Трансформатори розняття. Зазвичай це пристосування мають розняття RS-232C зі штырьками з одного боку і розняття з отворами в інший стороне.

Порожні модеми. Як і попередні устрою, порожні модеми включаються послідовний у тракт даних інтерфейсу RS-232C. Їх функції полягають у зміні сигнальних ліній в такий спосіб, щоб перетворити DTE в DCE.

Лінійні монітори. Монітори индицируют логічні стану (в термінах MARK і SPACE) найпоширеніших сигнальних ліній даних, і квитирования. З їхньою допомогою користувач отримує інформацію у тому, які сигнали у системі присутні і активны.

Врізки. Ці устрою забезпечують доступом до сигнальним лініях. У них, зазвичай, суміщені можливості з'єднувачів і лінійних моніторів та, крім того, передбачені перемикачі чи перемички для сполуки ліній з обох сторін устройства.

Інтерфейсні тестери. По конструкції ці устрою кілька складніша за попередні простих пристроїв. Вони дозволяють переводити лінії в стану MARK чи SPACE, виявляти перешкоди, вимірювати швидкість передачі даних, і индицировать структуру слова данных.

Використана литература.

1. Тули М. Довідкове посібник по цифровий електроніці: Пер. з англ.

— М.: Энергоатомиздат, 1990.

2. Довідник програміста і користувача/ Під ред. А. Р. Шевчика,.

Т. У. Демьянкова. — М.: «Кварти», 1993.