Последовательные порты ПЭВМ. Интерфейс 232С

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кибернетический факультет

Кафедра Вычислительной Техники

Реферат на тему:

Последовательные порты ПЭВМ.

Интерфейс RS–232C.

Дисциплина:

Схемотехника

Выполнил:

студент группы

ЭВМ-94-1

Островский М.С.

1996 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНАЯ ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ 3

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ИНТЕРФЕЙСЕ RS–232C 4

ВИДЫ СИГНАЛОВ 7

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ 9

ТЕСТОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИНТЕРФЕЙСА RS–232C 9

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА 11

Таблица 1. Функции сигнальных линий интерфейса RS–232C. 5

Таблица 2. Основные линии интерфейса RS–232C. 7

Рис. 1. Назначение линий 25–контактного разъема типа D для интерфейса RS–232C 6

Рис. 2. Представление кода буквы А сигнальными уровнями ТТЛ. 8

Рис. 3. Вид кода буквы А на сигнальных линиях TXD и RXD. 8

Рис. 4. Типичная схема интерфейса RS–232C. 9

Последовательная передача данных

Микропроцессорная система без средств ввода и вывода ока¬зывается бесполезной. Характеристики и объемы ввода и вывода в системе определяются, в первую очередь, спецификой ее применения — например, в микропроцессор-ной системе управления некоторым промышленным процессом не требуется клавиатура и дисплей, так как почти наверняка ее дистанционно программирует и контроли¬рует главный микрокомпьютер (с использованием последовательной линии RS–232C).

Поскольку данные обычно представлены на шине микропроцессора в па-раллельной форме (байтами, словами), их последовательный ввод–вывод оказы-вается несколько сложным. Для последовательного ввода потребуется средства преобразования последовательных входных данных в параллельные данные, ко-торые можно поместить на шину. С другой стороны, для последовательного вы-вода необходимы средства преобразования параллельных данных, представлен-ных на шине, в последовательные выходные данные. В первом случае преобра-зование осуществляется регистром сдвига с последовательным входом и парал-лельным выходом (SIPO), а во втором — регистром сдвига с параллельным вхо-дом 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 кон-цах линии связи. Асинхронная передача подразумевает передачу данных паке-тами; 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 синхрони-зации.

Существуют специальные микросхемы ввода и вывода, решающие про-блемы преобразования, описанные выше. Вот список наиболее типичных сигна-лов таких микросхем:

D0–D7 — входные–выходные линии данных, подключаемые непосредст-венно к шине процессора;

RXD — принимаемые данные (входные последовательные данные);

TXD — передаваемые данные (выходные последовательные данные);

CTS — сброс передачи. На этой линии периферийное устройство форми-рует сигнал низкого уровня, когда оно готово воспринимать информацию от процессора;

RTS — запрос передачи. На эту линию микропроцессорная система вы-дает сигнал низкого уровня, когда она намерена передавать данные в перифе-рийное 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 расстоя-ния 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 распростра¬ненной стан-дартной последовательной связью между микрокомпью¬терами и периферийны-ми устройствами. Интерфейс, определенный стандартом Ассоциации элек-тронной промышленности (EIA), под¬разумевает наличие оборудования двух видов: терминального DTE и связного DCE.

Чтобы не составить неправильного представления об интер¬фейсе RS–232C, необходимо отчетливо понимать различие между этими видами оборудо-вания. Терминальное оборудование, напри¬мер микрокомпьютер, может посы-лать и (или) принимать данные по последовательному интерфейсу. Оно как бы оканчивает (terminate) последовательную линию. Связное оборудование — уст-ройства, которые могут упростить передачу данных совместно с терминальным оборудованием. Наглядным пример связного оборудования служит модем (мо-дулятор–демодулятор). Он оказывается соединительным звеном в последова-тельной цепочке между компьютером и телефонной линией.

Различие между терминальными и связными устройствами довольно расплывчато, поэтому возникают некоторые сложности в понимании того, к ка-кому типу оборудования относится то или иное устройство. Рассмотрим ситуа-цию с принтером. К какому оборудованию его отнести? Как связать два компь-ютера, 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 кон-такта Сокращение Направле-ние 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 на-пряжение)

10 — К DTE (Отрицательное контрольное на-пряжение)

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 при-емника

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 передат-чика

25 — К DCE (Занятость)

Примечания:

1. Линии 11, 18, 25 обычно считают незаземленными. Приведенная в таблице спецификация отно-сится к спецификациям Bell 113B и 208A.

2. Линии 9 и 10 используются для контроля отрицательного (MARK) и положительного (SPACE) уровней напряжения.

3. Во избежание путаницы между RD (Read — считывать) и RD (Received Data — принимаемые дан-ные) 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 25–контактного разъема типа D для интерфейса RS–232C

Терминальное оборудование обычно оснащено разъемом со штырьками, а связное — разъемом с отверстиями (но могут быть и исключения).

Сигналы интерфейса RS–232C подразделяются на следующие классы.

Последовательные данные (например, TXD, RXD). Интерфейс RS–232C обеспечивает два независимых последовательных канала данных: первичный (главный) и вторичный (вспомогательный). Оба канала могут работать в дуп-лексном режиме, т.е. одновременно осуществляют передачу и прием информа-ции.

Управляющие сигналы квитирования (например, RTS, CTS). Сигналы квитирования — средство, с помощью которого обмен сигналами позволяет DTE начать диалог с DCE до фактической передачи или приема данных по последо-вательной линии связи.

Сигналы синхронизации (например, TC, RC). В синхронном режиме (в отличие от более распространенного асинхронного) между устройствами необ-ходимо передавать сигналы синхронизации, которые упрощают синхронизм принимаемого сигнала в целях его декодирования.

На практике вспомогательный канал RS–232C применяется редко, и в асинхронном режиме вместо 25 линий используются 9 линий (таблица 2).

Таблица 2. Основные линии интерфейса RS–232C.

Номер контакта Сигнал Выполняемая функция

1 FG Подключение земли к стойке или шасси оборудования

2 TXD Последовательные данные, передаваемые от DTE к DCE

3 RXD Последовательные данные, принимаемые DTE от DCE

4 RTS Требование DTE послать данные к DCE

5 CTS Готовность DCE принимать данные от DTE

6 DSR Сообщение DCE о том, что связь установ-лена

7 SG Возвратный тракт общего сигнала (земли)

8 DCD DTE работает и DCE может подключится к каналу связи

Виды сигналов

В большинстве