Последовательные порты ПЭВМ. Интерфейс RS–232C

Последовательные порты ПЭВМ. Интерфейс RS–232C. Содержание Последовательная передача данных Общие сведения о интерфейсе RS–232C Виды сигналов Усовершенствования Тестовое оборудование для интерфейса RS–232C Использованная литература Таблица 1. Функции сигнальных линий интерфейса RS–232C. Таблица 2. Основные линии интерфейса RS–232C. Рис. 1. Назначение линий 25–контактного разъема типа D для интерфейса RS–232C Рис. 2. Представление кода буквы А сигнальными уровнями ТТЛ. Рис. 3. Вид кода буквы А на сигнальных линиях TXD и RXD . Рис. 4. Типичная схема интерфейса RS–232C. Последовательная передача данных Микропроцессорная система без средств ввода и вывода оказывается бесполезной.

Характеристики и объемы ввода и вывода в системе определяются, в первую очередь, спецификой ее применения — например, в микропроцессорной системе управления некоторым промышленным процессом не требуется клавиатура и дисплей, так как почти наверняка ее дистанционно программирует и контролирует главный микрокомпьютер (с использованием последовательной линии RS–232C). Поскольку данные обычно представлены на шине микропроцессора в параллельной форме (байтами, словами), их последовательный ввод–вывод оказывается несколько сложным.

Для последовательного ввода потребуется средства преобразования последовательных входных данных в параллельные данные, которые можно поместить на шину. С другой стороны, для последовательного вывода необходимы средства преобразования параллельных данных, представленных на шине, в последовательные выходные данные.

В первом случае преобразование осуществляется регистром сдвига с последовательным входом и параллельным выходом (SIPO), а во втором — регистром сдвига с параллельным входом и последовательным выходом (PISO). Последовательные данные передаются в синхронном или асинхронном режимах. В синхронном режиме все передачи осуществляются под управлением общего сигнала синхронизации, который должен присутствовать на обоих концах линии связи.

Асинхронная передача подразумевает передачу данных пакетами ; каждый пакет содержит необходимую информацию, требующуюся для декодирования содержащихся в нем данных. Конечно, второй режим сложнее, но у него есть серьезное преимущество: не нужен отдельный сигнал синхронизации. Существуют специальные микросхемы ввода и вывода, решающие проблемы преобразования, описанные выше. Вот список наиболее типичных сигналов таких микросхем: D0–D7 — входные–выходные линии данных, подключаемые непосредственно к шине процессора; RXD — принимаемые данные (входные последовательные данные); TXD — передаваемые данные (выходные последовательные данные); CTS — сброс передачи.

На этой линии периферийное устройство формирует сигнал низкого уровня, когда оно готово воспринимать информацию от процессора; RTS — запрос передачи. На эту линию микропроцессорная система выдает сигнал низкого уровня, когда она намерена передавать данные в периферийное устройство.

Все сигналы программируемых микросхем последовательного ввода–вывода ТТЛ–совместимы. Эти сигналы рассчитаны только на очень короткие линии связи. Для последовательной передачи данных на значительные расстояния требуются дополнительные буферы и преобразователи уровней, включаемые между микросхемами последовательного ввода–вывода и линией связи. Общие сведения о интерфейсе RS–232C Интерфейс RS–232C является наиболее широко распространенной стандартной последовательной связью между микрокомпьютерами и периферийными устройствами.

Интерфейс, определенный стандартом Ассоциации электронной промышленности (EIA) , подразумевает наличие оборудования двух видов: терминального DTE и связного DCE . Чтобы не составить неправильного представления об интерфейсе RS–232C, необходимо отчетливо понимать различие между этими видами оборудования. Терминальное оборудование, например микрокомпьютер, может посылать и (или) принимать данные по последовательному интерфейсу.

Оно как бы оканчивает (terminate) последовательную линию. Связное оборудование — устройства, которые могут упростить передачу данных совместно с терминальным оборудованием. Наглядным пример связного оборудования служит модем (модулятор–демодулятор). Он оказывается соединительным звеном в последовательной цепочке между компьютером и телефонной линией. Различие между терминальными и связными устройствами довольно расплывчато, поэтому возникают некоторые сложности в понимании того, к какому типу оборудования относится то или иное устройство.

Рассмотрим ситуацию с принтером. К какому оборудованию его отнести? Как связать два компьютера, когда они оба действуют как терминальное оборудование. Для ответа на эти вопросы следует рассмотреть физическое соединение устройств. Произведя незначительные изменения в линиях интерфейса RS–232C, можно заставить связное оборудование функционировать как терминальное.

Чтобы разобраться в том, как это сделать, нужно проанализировать функции сигналов интерфейса RS–232C (таблица 1). Таблица 1. Функции сигнальных линий интерфейса RS–232C. Номер контакта Сокращение Направление Полное название 1 FG — Основная или защитная земля 2 TD (TXD) К DCE Передаваемые данные 3 RD (RXD) К DTE Принимаемые данные 4 RTS К DCE Запрос передачи 5 CTS К DTE Сброс передачи 6 DSR К DTE Готовность модема 7 SG — Сигнальная земля 8 DCD К DTE Обнаружение несущей данных 9 — К DTE (Положительное контрольное напряжение) 10 — К DTE (Отрицательное контрольное напряжение) 11 QM К DTE Режим выравнивания 12 SDCD К DTE Обнаружение несущей вторичных данных 13 SCTS К DTE Вторичный сброс передачи 14 STD К DCE Вторичные передаваемые данные 15 TC К DTE Синхронизация передатчика 16 SRD К DTE Вторичные принимаемые данные 17 RC К DTE Синхронизация приемника 18 DCR К DCE Разделенная синхронизация приемника 19 SRTS К DCE Вторичный запрос передачи 20 DTR К DCE Готовность терминала 21 SQ К DTE Качество сигнала 22 RI К DTE Индикатор звонка 23 — К DCE (Селектор скорости данных) 24 TC К DCE Внешняя синхронизация передатчика 25 — К DCE (Занятость) Примечания: Линии 11, 18, 25 обычно считают незаземленными.

Приведенная в таблице спецификация относится к спецификациям Bell 113B и 208A. Линии 9 и 10 используются для контроля отрицательного (MARK) и положительного (SPACE) уровней напряжения.

Во избежание путаницы между RD ( Read — считывать) и RD ( Received Data — принимаемые данные) будут использоваться обозначения RXD и TXD , а не RD и TD . Стандартный последовательный порт RS–232C имеет форму 25–контактного разъема типа D (рис 1). Рис. 1.

Назначение линий

контактного разъема типа D для интерфейса RS–232C Терминальное оборудо... Основные линии интерфейса RS–232C. Рис. 4 представлен типичный микрокомпьютерный интерфейс RS–232C. Рис.

литература Тули М. Справочное пособие по цифровой электронике : Пер. с англ. — М.: Энергоатомиздат, 1990. Справочник программиста и пользователя / Под ред. А. Г. Шевчика, Т. В. Демьянкова . — М.: “Кварта”, 1993.