Лекция 8 Последовательный интерфейс rs-232 Параллельный порт



Pdf просмотр
Дата02.03.2017
Размер0.92 Mb.
Просмотров356
Скачиваний0
ТипЛекция

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
Последовательный порт, параллельный порт
1
Кафедра информационных технологий и систем
Национальная металлургическая академия Украины
5 октября 2011 г.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
Последовательным данный порт называется потому, что информация через него передаётся по одному биту, бит за битом (в отличие от параллельного порта). Хотя некоторые другие интерфейсы компьютера — такие как Ethernet,
FireWire и USB — также используют последовательный способ обмена, название ”последовательный порт”
закрепилось за портом, имеющим стандарт RS-232C.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
Широко используемый последовательный интерфейс синхронной и асинхронной передачи данных, определяемый стандартом EIA RS-232-C и рекомендациями V.24 CCITT.
Изначально создавался для связи компьютера с терминалом.
В настоящее время используется в самых различных применениях.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
RS-232 (Recommended Standard 232) - стандарт описывающий интерфейс для последовательной двунаправленной передачи данных между терминалом
(DTE, Data Terminal Equipment) и конечным устройством
(DCE,Data Circuit-Terminating Equipment ). Это легендарный стандарт, который появился в 60-х годах 20
века, и стал основой для всех последующих интерфейсов последовательного обмена данными. Интерфейс RS-232C
был применен в первых персональных компьютерах фирмы
IBM и до сегодняшнего дня входит в структуру любого персонального компьютера в аппаратном или программном виде.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
Ассоциация электронной промышленности (EIA) развивает стандарты по передаче данных. Стандарты EIA имеют префикс ”RS”. ”RS” означает рекомендуемый стандарт, но сейчас стандарты просто обозначаются как ”EIA” стандарты.
RS-232 был введён в 1962 году. Стандарт развивался, и в
1969 г. представлена третья редакция (RS-232C). Четвёртая редакция была в 1987 (RS-232D, известная также под
EIA-232D). RS-232 идентичен стандартам МККТТ (CCITT)
V.24/V.28, X.20bis/X.21bis и ISO IS2110. Самой последней модификацией является модификация ”Е”, принятая в июле
1991 г. как стандарт EIA/TIA-232E. В данном варианте нет никаких технических изменений, которые могли бы привести к проблемам совместимости с предыдущими вариантами этого стандарта.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
Интерфейс RS-232-C соединяет два устройства. Линия передачи первого устройства соединяется с линией приема второго и наоборот (полный дуплекс) Для управления соединенными устройствами используется программное подтверждение (введение в поток передаваемых данных соответствующих управляющих символов). Возможна организация аппаратного подтверждения путем организации дополнительных RS-232 линий для обеспечения функций определения статуса и управления.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
Особенностью данного порта по сравнению с другими "последовательными"технологиями является факт отсутствия каких-либо временных требований между 2
байтами. Временные требования есть только между битами одного байта (включая старт, стоп и четность), величина,
обратная временной паузе между битами одного байта,
называется baud rate - скорость передачи. Также в этой технологии отсутствует понятие "пакет".
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
Некоторые протоколы связи с индустриальным оборудованием налагают жесткие временные требования между байтами последовательного порта. Такие протоколы крайне сложны в реализации в многозадачных ОС со слабой поддержкой реального времени, такой, как Windows, и потому зачастую требуют MS-DOS и устарелого ПО почти
20-летней давности на управляющем компьютере.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
Широко распространённый в IBM PC-совместимых компьютерах, последовательный порт в настоящее время морально устарел (Спецификация PC99 - один из примеров попытки избавиться в современных материнских платах от наследия старых интерфейсов), но ещё нередко присутствует на современных компьютерах и используется в промышленном и узкоспециальном оборудовании. В
настоящее время в IBM PC-совместимых компьютерах активно вытесняется интерфейсом USB, в Macintosh — USB
и FireWire.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
Существуют стандарты на эмуляцию последовательного порта над USB и над Bluetooth (эта технология в значительной степени и проектировалась как "беспроводной последовательный порт").
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
Тем не менее программная эмуляция данного порта широко используется и сегодня. Так, например, практически все мобильные телефоны эмулируют внутри себя классический
COM-порт и модем для реализации tethering - доступа компьютера в Интернет через GPRS/EGDE/3G
оборудование телефона. При этом для физического подключения к компьютеру используется USB или Bluetooth.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
Стандарт
EIA RS-232-C, CCITT V.24
Скорость передачи
115 Кбит/с (максимум)
Расстояние передачи
15 м (максимум)
Характер сигнала несимметричный по напряжению
Количество драйверов
1
Количество приемников
1
Схема соединения полный дуплекс, от точки к точке
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
Порядок обмена по интерфейсу RS-232C
Name
Dir
Описание
Контакт 25
Контакт 9
DCD
IN
Carrie Detect (Определение несущей)
8 1
RXD
IN
Receive Data (Принимаемые данные)
3 2
TXD
OUT
Transmit Data (Передаваемые данные)
2 3
DTR
OUT
Data Terminal Ready (Готовность терминала)
20 4
GND
-
System Ground (Корпус системы)
7 5
DSR
IN
Data Set Ready (Готовность данных)
6 6
RTS
OUT
Request to Send (Запрос на отправку)
4 7
CTS
IN
Clear to Send (Готовность приема)
5 8
RI
IN
Ring Indicator (Индикатор)
22 9
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
Назначение сигналов следующее:
FG - защитное заземление (экран).
-TxD - данные, передаваемые компьютером в последовательном коде (логика отрицательная).
-RxD - данные, принимаемые компьютером в последовательном коде (логика отрицательная).
RTS - сигнал запроса передачи. Активен во все время передачи.
CTS - сигнал сброса (очистки) для передачи. Активен во все время передачи. Говорит о готовности приемника.
DSR - готовность данных. Используется для задания режима модема.
SG - сигнальное заземление, нулевой провод.
DCD - обнаружение несущей данных (детектирование принимаемого сигнала).
DTR - готовность выходных данных.
RI - индикатор вызова. Говорит о приеме модемом сигнала вызова по телефонной сети.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
Собственно данные (5, 6, 7 или 8 бит) соопровождаются стартовым битом, битом четности и одним или двумя стоповыми битами. Получив стартовый бит, приемник выбирает из линии биты данных через определннные интервалы времени. Очень важно, чтобы тактовые частоты приемника и передатчика были одинаковыми, допустимое расхождение - не более 10%). Скорость передачи по RS-232C
может выбираться из ряда: 110, 150, 300, 600, 1200, 2400,
4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 бит/с.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
Обмен по RS-232C осуществляется с помощью обращений по специально выделенным для этого портам COM1 (адреса
3F8h...3FFh, прерывание IRQ4), COM2 (адреса 2F8h...2FFh,
прерывание IRQ3), COM3 (адреса 3F8h...3EFh, прерывание
IRQ10), COM4 (адреса 2E8h...2EFh, прерывание IRQ11).
Форматы обращений по этим адресам можно найти в многочисленных описаниях микросхем контроллеров последовательного обмена UART (Universal Asynchronous
Receiver/Transmitter), например, i8250, КР580ВВ51.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
Работа коммуникационных портов реализована на универсальных асинхронных приемопередатчиках UART.
UART- это микросхемы, которые работают по стандарту
RS-232C. Для СОМ порта компьютера используется 9-ти штырьковый разъем DE9p согласно стандарта TIA-574. В
этом разъеме используется шесть сервисных сигналов и два канала обмена последовательными данными.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
UART использует уровни сигналов -12в....+12в . Зона нечувствительности, то есть отсутствие сигналов считается напряжение -3в...+3в. При этом обратите внимания, что принимаемые/передаваемые данные инвертированы.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
1.Полнодуплексный обмен данными. Означает, что можно одновременно передавать и принимать поток данных.
Существуют два аппаратно и программно независимых канала передачи данных. Один канал для передачи данных,
другой канал для приема данных. Причем COM-портам безразлично, чем занят процессор в это время, у них присутствуют собственные буферы приема и передачи данных. В этих буферах данные выстраиваться в очередь на передачу и очередь на прочтение данных процессором.
Любая программа может обратиться к СОМ-порту и получить данные из его буфера, тем самым очистив его.
Естественно буферы не безграничны, их размер задается при конфигурировании портов. Интерфейсы RS-485,
Modbus, USB и др. (за исключением сетевых протоколов)
являются полудуплексными и физически не способны вести обмен данными в обоих направлениях одновременно.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
2.Набор сервисных сигналов Сервисные сигналы,
предусмотренные стандартом RS-232c, позволяют организовать обмен данными между двумя устройствами одновременно в обоих направлениях. Сервисные сигналы представлены отдельными цифровыми входами и выходами с памятью. Например, кода по телефону на модем поступал звонок со станции, модем по 9-му контакту (RI) сообщал РС,
что ему позвонили, и начиналась процедура обмена данных.
Причем с помощью сервисных сигналов РС и модем могли приостановить обмен данных или заставить повторить их.
Вариантов использования сервисных сигналов большое множество. Разработчик может использовать их по своему усмотрению. Например, с помощью этих сигналов удобно опрашивать контакты концевых выключателей или фотодатчиков, а также можно включать/выключать различные устройства или запитывать слаботочное устройство.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
3.Программная независимость UART полностью реализован аппаратно и не зависит от программного обеспечения и ОС.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
4. Асинхронная передача данных по каналу связи Означает то, что РС может послать данные на конечное устройство,
не заботясь о синхронности их поступления. Конечное устройство само подстраивается под полученные данные. В
синхронных протоколах для этого служит специальный сигнал, передающийся по отдельному проводу. В
коммуникационных портах синхросигнал встроен в каждый передаваемый символ, в виде стартового и стопового бита.
Метод, которым синхронизируются данные по стандарту
RS-232С, стал общеупотребительным для всех асинхронных протоколов обмена данными.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
В MS-DOS программировать СОМ порты можно всем спектром программных средств: прямым кодом микропроцессора(assembler), функциями BIOS, средствами операционной системы, языками программирования высокого уровня.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
Под программированием прямым кодом микропроцессора понимается программирование микросхемы UART через порты ввода-вывода с помощью команд микропроцессора. В
системе команд микропроцессора есть команды OUT и IN,
которые позволяют читать/записать байт по указанному адресу порта ввода/вывода.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
Команды ввода/вывода микропроцессора:
IN AL,port8- ввод байта в регистр AL из указанного порта;
IN AL,DX- ввод байта в регистр AL из порта по адресу указанному в DX;
OUT port8,AL- вывод байта из регистр AL указанного порта;
OUT DX,AL- вывод байта из регистр AL порта по адресу указанному в DX;
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
В BIOS имеются функции которые могут выполняться по команде программного прерывания микропроцессора INT
00h...INT 1Fh. Так как код этих функций находится в BIOS,
то их выполнение возможно даже при отсутствии ОС на ПК.
Кроме этого, функции BIOS работают по номерам СОМ
портов, а не по адресу ввода/вывода, что существенно удобней.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
INT 14h AH=00h-инициализация СОМ порта.
Под инициализацией порта (также применяют термин "открытие") понимают установку всех его параметров:
номер порта, длину символа, число стоп-бит, установку четности и скорость обмена.
входные параметры INT14h AH=00h
AX 00h байт параметров связи
DX (n-1), где n-номер COM порта
DX: 0000h-COM1, 0001h-COM2, 0002h-COM3, 0003h-COM4
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
INT 14h AH=01h-запись символа в СОМ порт.
При вызове этой функции происходит передача символа из регистра AL в порт с номером заданным в регистре DX.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
INT 14h AH=02h-чтение символа из СОМ порта.
При вызове этой функции происходит чтение символа из приемного регистра СОМ порта, с номером заданным в регистре DX, в регистра AL .
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
INT 14h AH=03h- запрос состояния СОМ порта.
При вызове этой функции происходит чтение регистров LSR
и MSR из заданного UART.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
INT 14h AH=04h-расширенная инициализация СОМ порта.
Применяется для моделей PS/2.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
INT 14h AH=04h-расширенная инициализация СОМ порта.
Применяется для моделей PS/2.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
Достоинства стандарта RS-232
полная аппаратная реализация;
программная независимость;
доступность в управлении со всех уровней;
полнодуплексная передача;
развитая система сервисных сигналов;
развитая система настроек: скорости, режимов,
паритета;
универсальность применения.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
Недостатки стандарта RS-232
недостаточная скорость обмена;
недостаточная мощность, для питания периферии от разъема;
невозможность горячего отключения/подключения;
отсутствие возможности многоточечного соединения;
небольшое расстояние связи.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
Параллельный порт — тип интерфейса, разработанный для компьютеров (персональных и других) для подключения различных периферийных устройств. В вычислительной технике параллельный порт является физической реализацией принципа параллельного соединения. Он также известен как принтерный порт или порт Centronics.
Стандарт IEEE 1284 определяет двунаправленный вариант порта, который позволяет одновременно передавать и принимать биты данных.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
До появления USB параллельный интерфейс был адаптирован помимо принтеров к большому числу периферийных устройств. Вероятно, одним из первых таких устройств были электронные ключи для защиты программного обеспечения от копирования. Вскоре параллельный интерфейс нашёл применение в накопителях на гибких магнитных дисках Iomega Zip и сканерах, за которыми последовали и другие устройства: модемы,
звуковые карты, веб-камеры, геймпады, джойстики, внешние жёсткие диски и CD-диски. Появились адаптеры для подключения SCSI устройств через параллельный интерфейс. Могли подключаться параллельно и другие устройства, такие как EPROM и аппаратные контроллеры.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
Параллельный порт Centronics — порт, используемый с 1981
года в персональных компьютерах фирмы IBM для подключения печатающих устройств, разработан фирмой
Centronics Data Computer Corporation; уже давно стал стандартом де-факто, хотя в действительности официально на данный момент он не стандартизирован.
Изначально этот порт был разработан только для симплексной (однонаправленной) передачи данных, так как предполагалось, что порт Centronics должен использоваться только для работы с принтером. Впоследствии разными фирмами были разработаны дуплексные расширения интерфейса (byte mode, EPP, ECP). Затем был принят международный стандарт IEEE 1284, описывающий как базовый интерфейс Centronics, так и все его расширения.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
Данные передаются в одну сторону: от компьютера к внешнему устройству. Но полностью однонаправленным его назвать нельзя. Так, 4 обратные линии используются для контроля за состоянием устройства. Centronics позволяет подключать одно устройство, поэтому для совместного очерёдного использования нескольких устройств требуется дополнительно применять селектор.
Скорость передачи данных может варьироваться и достигать 1,2 Мбит/с.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
Стандарт позволяет использовать интерфейс в нескольких режимах:
SPP (Standard Parallel Port) — однонаправленный порт,
полностью совместим с интерфейсом Centronics.
Nibble Mode — позволяет организовать двунаправленный обмен данными в режиме SPP путём использования управляющих линий (4 бит) для передачи данных от периферийного устройства к контроллеру. Исторически это был единственный способ использовать Centronics для двустороннего обмена данными.
Byte Mode — редко используемый режим двустороннего обмена данными. Использовался в некоторых старых контроллерах до принятия стандарта IEEE 1284.
Лекция 8

Последовательный интерфейс RS-232
Параллельный порт
EPP (Enhanced Parallel Port) — разработан компаниями
Intel, Xircom и Zenith Data Systems — двунаправленный порт, со скоростью передачи данных до
2МБайт/сек.(1991)
ЕСР (Extended Capabilities Port) — разработан компаниями Hewlett-Packard и Microsoft — в дополнение появились такие возможности, как наличие аппаратного сжатия данных, наличие буфера и возможность работы в режиме DMA.
Лекция 8

Document Outline

  • RS-232

Каталог: file
file -> Основная часть 1 История создания школы
file -> Методические рекомендации по проведению Дня Знаний, посвященного Году кино в РФ
file -> Подросток и компьютерные игры
file -> Программа духовно-нравственного развития и воспитания обучающихся на уровне среднего общего образования
file -> Правила закаливания… Выпуск №1. Чтоб улыбка сияла. Мама первый стоматолог
file -> О существовании значения игры преследования
file -> Учебное пособие по нейрохирургии. Часть I. Краткая история нейрохирургии. Черепно-мозговая травма санкт-Петербург 2015


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©nethash.ru 2019
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал