RS232 este o definiție a unui standard care descrie interfața utilizată pentru conectarea dispozitivelor de transmisie a datelor la un computer. Standardul a fost dezvoltat și adoptat pentru prima dată în anii '60 ai secolului al XX-lea, dar încă nu și-a pierdut relevanța. În 1991, a fost pregătită ultima sa revizuire EIA / TIA-232-E, care este folosită până în prezent. Prima companie care l-a folosit în computerele lor a fost IBM, iar în prezent RS232 face parte din structura aproape oricărui computer personal. A fost denumit Port de comunicare (port COM).

Folosind standardul RS232 este asigurată o conexiune între două dispozitive: un computer (Data Terminal Equipment) și echipamentul în sine pentru transmiterea informațiilor (Data Communications Equipment). Cunoașterea acestor denumiri prescurtate (DTE și DCE) este important de știut pentru a putea înțelege descrierea tehnică și procedura de conectare și operare a dispozitivelor specifice. Orice programator care se respectă este familiarizat cu acest standard.

DCE este cel mai adesea un modem, dar RS232 este potrivit și pentru conectarea altor periferice, cum ar fi o imprimantă sau un mouse. Transferul de date se efectuează folosind fire. Implementarea hardware a standardului denotă faptul că rulează întotdeauna pe un PC, indiferent de sistemul de operare instalat pe computer. Programele pot interacționa cu portul COM prin orice mijloace: folosind funcții BIOS, prin componente ale sistemului de operare, prin cod direct de microprocesor și, de asemenea, prin componente de limbaj la nivel înalt. RS232 oferă conexiunea unui computer la rețeaua locală de Internet prin tehnologia Ethernet și face parte, de asemenea, din sistemul de transfer de informații între un computer personal și echipamente industriale.

Pe scurt, standardul RS232 este versatil. Dar, în ciuda acestui fapt, a fost înlocuit cu alte metode de conectare a unui computer cu dispozitive periferice. Acestea sunt, de exemplu, porturi USB.

Care este diferența dintre RS-232 și USB

Standardul diferă în ceea ce privește ușurința de programare de USB, deci a fost destul de dificil să implementați un protocol de schimb de date folosind această tehnologie mai modernă. Atât specialiștii, cât și amatorii de radio au fost implicați activ în acest lucru.

Avantajul incontestabil al RS-232 este faptul că este puțin probabil ca viteza maximă posibilă la schimbul prin această interfață să fie blocată de dispozitivele moderne de comunicații fără fir. Recent, a existat o tendință de limitare a puterii transmițătoarelor radio care sunt utilizate pentru a comunica printr-o conexiune wireless. Acest lucru nu permite creșterea ratei de transfer de date, care astăzi este de maximum 9600 baud și cu interfața RS-232 - 115200 baud.

Nivelurile de semnal utilizate

Standardul RS-232 este caracterizat prin două niveluri de semnal - 0 și 1. Logica 1 și 0 corespund unor niveluri de tensiune diferite - negativ și respectiv pozitiv. Când treceți prin cablu, semnalul nu poate fi doar distorsionat, ci și atenuat. Pe măsură ce lungimea cablului crește, atenuarea crește. Acest lucru poate fi ușor explicat prin capacitatea electrică a cablului. Prin urmare, lungimea sa este de obicei limitată la 17 metri pentru a asigura o capacitate de încărcare maximă suficientă, care este de 2500 pF. În acest caz, rata de transfer a datelor va fi de 9600 biți pe secundă. În principiu, este posibil să se realizeze funcționarea normală a cablului și conectarea chiar și cu o lungime a cablului mult mai mare. Experții spun că au reușit să dubleze cablul neecranat și de cinci ori cablul ecranat. În fiecare caz specific, se ia în considerare un nivel diferit de vibrații electromagnetice.

Pentru realizarea conexiunii este necesar un cablu contact-la-contact. În cea mai mare parte, se utilizează tipuri de cabluri de modem nule, în care sunt amplasate firele încrucișate.

Transferul de informații

Standardul RS232 este considerat o interfață serială, deoarece fluxul este transmis pe baza primului intrare în primă ieșire. Fluxul de informații este transmis secvențial, bit cu bit. Când nu se transmit informații prin cablu, linia intră în starea 1 logică.

Unde se utilizează standardul RS232

Domeniul de aplicare al standardului RS232 este suficient de larg. În primul rând, acestea sunt echipamente foarte specializate, senzori, aparate încorporate, instrumente de măsurare. În ciuda faptului că îl puteți găsi în continuare pe unele computere, RS232 nu are practic nicio perspectivă pentru viitor. Există încă astfel de ecouri ale trecutului în unele sectoare economice și industriale. Standardul este considerat treptat învechit, este din ce în ce mai puțin utilizat în dispozitivele moderne pentru procesarea și transmiterea informațiilor.

Interacțiunea diferitelor dispozitive cu echipamente informatice prin interfața RS-232 poate fi găsită la întreprinderile care sunt angajate în teste seriale, care efectuează experimente științifice. Acest lucru se datorează nevoii excepționale de automatizare a proceselor de obținere, colectare și analiză a datelor și rezultatelor.

Standard RS-232 Este utilizat în mod activ în dispozitivele de măsurare multifuncționale, de exemplu, un contor de energie electrică echipat cu o funcție suplimentară pentru a controla costurile la tarifele stabilite. Citirea și transmiterea datelor se efectuează prin intermediul interfeței RS-232.

Descrierea interfeței RS-232, formatul conectorilor utilizați și scopul pinilor, denumirile semnalelor, protocolul de schimb de date.

descriere generala

Interfața RS-232, numită oficial „EIA / TIA-232-E”, dar mai cunoscută sub numele de interfața „port COM”, a fost anterior una dintre cele mai comune interfețe în tehnologia computerelor. Se găsește și astăzi în computerele desktop, în ciuda apariției unor interfețe mai rapide și mai inteligente precum USB și FireWare. Avantajele sale din punctul de vedere al radioamatorilor includ o viteză minimă scăzută și ușurința implementării protocolului într-un dispozitiv de casă.

Interfața fizică este implementată de unul dintre cele două tipuri de conectori: DB-9M sau DB-25M, acesta din urmă practic nu se găsește în computerele produse în prezent.

Pinouts conector cu 9 pini

9-pin male DB-9M male Numerotarea pinilor pe partea laterală a pinilor Direcția semnalelor este indicată în raport cu gazda (computer)

a lua legatura Semnal Direcţie Descriere 1 CD Intrare Operatorul a fost detectat 2 RXD Intrare Date primite 3 TXD Ieșire Date transmise 4 DTR Ieșire Gazda este gata 5 GND - Sârmă comună 6 DSR Intrare Dispozitivul este gata 7 RTS Ieșire Gazda este gata de transfer 8 CTS Intrare Dispozitivul este gata de primire 9 RI Intrare Apel detectat

Conectorii cu 25 de pini

a lua legatura Semnal Direcţie Descriere 1 SCUT - Ecran 2 TXD Ieșire Date transmise 3 RXD Intrare Date primite 4 RTS Ieșire Gazda este gata de transfer 5 CTS Intrare Dispozitivul este gata de primire 6 DSR Intrare Dispozitivul este gata 7 GND - Sârmă comună 8 CD Intrare Operatorul a fost detectat 9 - - rezervă 10 - - rezervă 11 - - Nefolosit 12 SCD Intrare Operatorul # 2 detectat 13 SCTS Intrare Dispozitiv gata să primească numărul 2

a lua legatura Semnal Direcţie Descriere 14 STXD Ieșire Datele transferate # 2 15 TRC Intrare Ceasul emițătorului 16 SRXD Intrare Date primite nr. 2 17 RCC Intrare Ceas receptor 18 LLOOP Ieșire Buclă locală 19 SRTS Ieșire Gazda gata pentru transfer # 2 20 DTR Ieșire Gazda este gata 21 RLOOP Ieșire Balama exterioară 22 RI Intrare Apel detectat 23 DRD Intrare Rata de date determinată 24 TRCO Ieșire Ceasul emițătorului extern 25 TEST Intrare Modul de testare

Din tabele se poate observa că interfața cu 25 de pini se distinge prin prezența unui al doilea canal de recepție-transmisie complet (semnale denumite „# 2”), precum și numeroase semnale suplimentare de control și control. Cu toate acestea, de multe ori, în ciuda prezenței unui conector „larg” în computer, semnalele suplimentare pur și simplu nu sunt conectate la acesta.

Caracteristici electrice

Niveluri logice ale emițătorului:„0” - de la +5 la +15 volți, „1” - de la -5 la -15 volți.

Nivele logice ale receptorului:„0” - peste +3 volți, „1” - sub -3 volți.

impedanța de intrare a receptorului este de cel puțin 3 kOhm.

Aceste caracteristici sunt definite de standard ca fiind minime, garantând compatibilitatea dispozitivelor, cu toate acestea, caracteristicile reale sunt de obicei mult mai bune, ceea ce permite, pe de o parte, alimentarea dispozitivelor de consum redus din port (de exemplu, aceasta este modul în care sunt proiectate numeroase cabluri de date de casă pentru telefoane mobile) și, pe de altă parte, la intrarea în port inversat Nivelul TTL în locul semnalului bipolar.

Descrierea principalelor semnale de interfață

CD- Dispozitivul setează acest semnal atunci când detectează un purtător în semnalul primit. De obicei, acest semnal este utilizat de modemuri, care în acest fel informează gazda că un modem de lucru se găsește la celălalt capăt al liniei.

RXD- Linia pe care gazda primește date de pe dispozitiv. Este descris în detaliu în secțiunea „Protocol de comunicare”.

TXD- Linia de transmisie a gazdei către dispozitiv. Este descris în detaliu în secțiunea „Protocol de comunicare”.

DTR- Gazda afirmă acest semnal când este gata să facă schimb de date. De fapt, semnalul este setat atunci când portul este deschis de programul de comunicații și rămâne în această stare atâta timp cât portul este deschis.

DSR- Dispozitivul afirmă acest semnal atunci când este pornit și gata să comunice cu gazda. Acest semnal și cel anterior (DTR) trebuie setate pentru schimbul de date.

RTS- Gazda setează acest semnal înainte de a începe să transmită date către dispozitiv și semnalează, de asemenea, că este gata să primească date de pe dispozitiv. Folosit pentru controlul comunicațiilor hardware.

CTS- Dispozitivul afirmă acest semnal ca răspuns la setarea anterioară (RTS) de către gazdă atunci când este gata să primească date (de exemplu, atunci când datele anterioare trimise de gazdă au fost transferate de modem către linie sau când este liber spațiu în tamponul intermediar).

RI- Dispozitivul (de obicei un modem) dă acest ton atunci când primește un apel de la sistemul de la distanță, de exemplu, când primește un apel telefonic dacă modemul este setat să primească apeluri.

Protocol de comunicare

În protocolul RS-232, există două metode de control al schimbului de date: hardware și software, precum și două moduri de transmisie: sincronă și asincronă. Protocolul permite ca oricare dintre metodele de control să fie utilizate împreună cu orice mod de transmisie. De asemenea, permite funcționarea fără control al fluxului, ceea ce implică faptul că gazda și dispozitivul sunt întotdeauna gata să primească date atunci când se stabilește comunicarea (sunt stabilite semnale DTR și DSR).

Metoda de control hardware implementat folosind semnale RTS și CTS. Pentru a transmite date, gazda (computerul) afirmă semnalul RTS și așteaptă ca dispozitivul să seteze semnalul CTS și apoi începe să transmită date atâta timp cât semnalul CTS este afirmat. Semnalul CTS este verificat de gazdă chiar înainte ca următorul octet să înceapă să fie transmis, astfel încât octetul care a început deja să fie transmis va fi transmis complet indiferent de valoarea CTS. În modul semi-duplex de schimb de date (dispozitivul și gazda transmit datele la rândul lor, în modul full-duplex îl pot face simultan) eliminarea semnalului RTS de către gazdă înseamnă trecerea acestuia la modul de recepție.

Metoda de control software este pentru partea care primește să trimită caracterele speciale stop (caracter cu codul 0x13, numit XOFF) și reluarea (caracterul cu codul 0x11, numit XON) a transmisiei. La primirea datelor despre caracter, partea care transmite trebuie să oprească transmisia sau să o reia (dacă există date care așteaptă să fie transmise). Această metodă este mai simplă din punctul de vedere al implementării hardware-ului, cu toate acestea, oferă un răspuns mai lent și, în consecință, necesită o notificare în avans a transmițătorului atunci când spațiul liber din bufferul de recepție scade la o anumită limită.

Mod de transmisie sincronă implică schimb continuu de date, când biții se succed unul după altul fără pauze suplimentare la o rată dată. Acest mod prin port COM nu sunt acceptate.

Mod de transfer asincron constă în faptul că fiecare octet de date (și bitul de paritate, dacă există) este „înfășurat” într-o secvență de sincronizare de un bit de pornire zero și unul sau mai mulți biți de oprire simpli. Diagrama fluxului de date în modul asincron este prezentată în figură.

Unul dintre algoritmii posibili pentru receptor Următorul:

1. Așteptați nivelul de semnal de recepție "0" (RXD în cazul gazdei, TXD în cazul dispozitivului).
2. Numărați în jos jumătate din durata de biți și verificați dacă nivelul semnalului este încă „0”
3. Numărați durata întregului bit și scrieți nivelul semnalului curent la bitul de date cel mai puțin semnificativ (bit 0)
4. Repetați pasul anterior pentru toți ceilalți biți de date
5. Numărați întreaga durată a unui bit și utilizați nivelul curent al semnalului pentru a verifica corectitudinea recepției folosind verificarea parității (a se vedea mai jos)
6. Numărați întreaga durată a bitului și asigurați-vă că nivelul curent al semnalului este „1”.

Strict vorbind, interfața RS 232 este numele standardului (RS - standard recomandat, 232 este numărul său), care descrie interfața pentru conectarea unui computer și a unui dispozitiv de transmisie de date.

Standardul a fost dezvoltat cu mult timp în urmă, în anii 60 ai secolului XX. Versiunea actuală a standardului, adoptată în 1991 de către asociațiile industriilor electronice și de telecomunicații, se numește EIA / TIA-232-E.

Cu toate acestea, majoritatea oamenilor folosesc în continuare numele RS-232, care este bine ancorat în interfața însăși.

Dispozitive

Interfața RS-232 asigură conectarea a două dispozitive, dintre care unul se numește DTE (Data Terminal Equipment) - DTE (Data Terminal Equipment), al doilea - DCE (Data Communications Equipment) - DTE (Data Communication Equipment).

De obicei, DTE (DTE) este un computer, iar DCE (DTE) este un modem, deși RS-232 a fost utilizat pentru a conecta dispozitive periferice (mouse, imprimantă) la un computer și pentru a vă conecta la un alt computer sau.

Este important să ne amintim aceste convenții (DTE și DCE). Acestea sunt utilizate în numele semnalelor de interfață și ajută la înțelegerea descrierii unei implementări specifice.

Tipuri de conectori

Standardul descria inițial utilizarea unui conector cu 25 de pini, tip DB25. Dispozitivul DTE trebuie să fie echipat cu o priză (tată - „tată”), dispozitiv DCE - o priză (tată - „mamă”). Mai târziu, odată cu apariția computerului IBM, a început să fie folosită o versiune trunchiată a interfeței și a conectorilor DB9 cu 9 pini, care sunt cele mai comune astăzi.

Cablare RS-232

Următorul tabel prezintă atribuirea pinilor pentru un conector DB9 cu 9 pini. Tabelul arată pinout-ul Mufe pentru echipamente de prelucrare a datelor (DTE), de exemplu, un computer personal. Priza DCE este cablată astfel încât cei doi conectori să se împerecheze direct sau printr-un cablu lipit pin-to-pin.

1 - Detectarea operatorului (CD) Frecvența purtătorului

2 -Date primite (RD) Date primite

3 - Date transmise (TD) Date transmise

4 - Data Terminal Ready (DTR) Disponibilitatea OOD

5 - Semnal de masă General

6 - Data Set Ready (DSR) Pregătirea OPD

7 - Solicitare de trimitere (RTS) Cerere de transfer

8 - Ștergeți pentru a trimite (CTS) Gata de transmisie

9 - Indicator de sonerie (RI) Semnal de apel

Circuitele RD și TD sunt destinate transmiterii datelor. Restul circuitelor sunt destinate indicării stării dispozitivului (DTR, DSR), controlului transmisiei (RTS, CTS) și indicației stării liniei (CD, RI). Un set complet de circuite este utilizat numai pentru conectarea unui modem extern la un PC. În alte cazuri, de exemplu, la conectarea unui controler industrial la un PC, se utilizează un set limitat de circuite, în funcție de implementarea hardware și software a interfeței în controler.

Diagrama cablului RS-232

După cum sa menționat mai sus, este necesar un cablu pin-to-pin pentru a conecta dispozitive DTE și DCE strict standardizate. Pentru a conecta două dispozitive DTE, se folosesc așa-numitele cabluri de modem nul, în care firele sunt „încrucișate” în conformitate cu scopul semnalelor. În practică, înainte de a vinde cablul, trebuie să citiți întotdeauna documentația pentru ambele dispozitive care trebuie conectate.

Bitul de început este întotdeauna la nivelul zero logic, bitul de oprire este la unu. Starea bitului de paritate este determinată de setarea emițătorului. Pic completează numărul de biți de date singuri până la impar (paritate impar), paritate (paritate pară), nu poate fi utilizat (paritate nici unul), să fie întotdeauna unul (semn) sau zero (spațiu).

Perspective

De fapt, RS-232 nu are perspective. În prezent, există din ce în ce mai multe computere care nu sunt echipate cu această interfață. Cu toate acestea, un număr mare de dispozitive cu interfață RS-232 sunt în funcțiune. Pentru a andoca un PC cu astfel de dispozitive, se utilizează adaptoare USB - RS-232.

După conectarea unui astfel de adaptor și instalarea driverelor, pe computer apare un port COM virtual, prin care puteți comunica cu dispozitivul.

Interfața RS-232C este proiectată pentru a conecta echipamente care transmit sau recepționează date (DTE - echipamente terminale de date sau ATD - echipamente de transmitere a datelor; DTE - echipamente terminale de date) la echipamentele terminale ale canalelor de date (DCE; DCE - Echipamente de comunicare a datelor) ). ADF poate fi un computer, imprimantă, plotter și alte echipamente periferice. DCE este de obicei un modem. Scopul final al unei conexiuni este conectarea a două dispozitive ADF. Schema completă de conectare este prezentată în fig. 1; interfața vă permite să eliminați canalul de comunicație la distanță împreună cu o pereche de dispozitive DCE prin conectarea directă a dispozitivelor folosind un cablu de modem nul (Figura 2).

Fig. 1. Completați diagrama de conexiune RS-232C

Fig. 2. Conexiune RS-232C cu cablu nul de modem

Standardul descrie semnalele de control al interfeței, transferul de date, interfața electrică și tipurile de conectori. Standardul prevede moduri de schimb asincron și sincron, dar porturile COM acceptă doar modul asincron. Funcțional RS-232C este echivalent cu standardul CCITT V.24 / V.28 și interfața C2, dar au nume de semnal diferite.

Standardul RS-232C descrie emițătoare și receptoare cu un singur capăt - semnalul este transmis în raport cu firul comun - masa la circuit (semnalele diferențiale echilibrate sunt utilizate în alte interfețe - de exemplu, RS-422). Interfața nu oferă izolarea galvanică a dispozitivelor. O unitate logică (stare MARK) la intrarea datelor (semnal RxD) corespunde unui interval de tensiune de la –12 la –3 V; zero logic - de la +3 la +12 V (stare SPACE). Pentru intrările de semnal de control, starea PORNIT corespunde intervalului de la +3 la +12 V, starea OPRIT („oprit”) - de la –12 la –3 V. histerezis receptor: starea liniei va fi considerată modificată numai după trecere pragul (Fig. 3). Nivelurile de semnal la ieșirile emițătoarelor ar trebui să fie în intervalul de la –12 la –5 V și de la +5 la +12 V. Diferența de potențial între bazele circuitului (SG) ale dispozitivelor conectate ar trebui să fie mai mică de 2 V , cu o diferență de potențial mai mare, este posibilă percepția incorectă a semnalelor ... Rețineți că semnalele de nivel TTL (la intrările și ieșirile microcircuitelor UART) sunt transmise în cod direct pentru liniile TxD și RxD și în cod invers pentru toate celelalte.

Interfața presupune o împământare de protecție pentru dispozitivele care trebuie conectate dacă ambele sunt alimentate cu curent alternativ și au filtre de linie.

ATENŢIE

Conectarea și deconectarea cablurilor de interfață ale dispozitivelor autoalimentate ar trebui să se facă cu oprirea. În caz contrar, diferența de potențial dezechilibrat a dispozitivelor în momentul comutării poate fi aplicată circuitelor de interfață de ieșire sau de intrare (care este mai periculoasă) și poate deteriora microcircuitul.

Standardul RS-232C reglementează tipurile de conectori utilizați.

Este obișnuit să instalați mufe DB-25P sau o versiune mai compactă - DB-9P pe echipamente ADF (inclusiv porturi COM). Conectorii cu nouă pini nu au pini de semnal suplimentari necesari pentru funcționarea sincronă (majoritatea conectorilor cu 25 de pini nu utilizează acești pini).

Pe echipamentele AKD (modemuri) sunt instalate prize DB-25S sau DB-9S.

Această regulă presupune că conectorii DCE pot fi conectați la conectorii ADF fie direct, fie prin cabluri „direct prin” de la mamă la tată care au conectat pinii unu la unu. Cablurile adaptorului pot fi, de asemenea, adaptoare de la conectori de 9 până la 25 de pini (Fig. 4).

Dacă echipamentul ADF este conectat fără modemuri, atunci conectorii dispozitivului (mufele) sunt interconectați printr-un cablu nul-modem (Zero-modem sau Z-modem), care are prize la ambele capete, ale căror contacte sunt conectate încrucișat conform uneia dintre diagramele prezentate în Fig. 5.

Orez. 3. Primirea semnalelor RS-232C

Orez. 4. Cabluri pentru conectarea modemurilor

Orez. 5. Cablu nul-modem: a - minim, b - complet

Dacă este instalată o priză pe orice dispozitiv ADF, acesta este aproape 100% din faptul că ar trebui să fie conectat la un alt dispozitiv cu un cablu drept, similar cu cablul de conectare a modemului. Soclul este de obicei instalat pe acele dispozitive pentru care nu este furnizată o conexiune la distanță prin modem.

Masa 1 arată atribuirea pinilor porturilor COM (și a oricărui alt echipament de transmisie a datelor ATD). Pinii conectorului DB-25S sunt definiți de standardul EIA / TIA-232-E, conectorul DB-9S este descris de standardul EIA / TIA-574. Pentru modemuri (DCE), numele circuitelor și contactelor sunt aceleași, dar rolurile semnalelor (intrare-ieșire) sunt inversate.

Tabelul 1. Conectori și semnale ale interfeței RS-232C

Desemnarea lanțului	Pinul conectorului	Cablu cablu PC Nr.	Direcţie

1 cablu panglică multicard de 8 biți.
2 cablu ribbon pentru plăci de bază pe 16 biți și porturi pe plăci de bază.
Opțiune cablu panglică cu 3 porturi pe plăcile de bază.
4 Cablu larg panglică la conectorul cu 25 de pini.

Să luăm în considerare un subset de semnale RS-232C legate de modul asincron din punctul de vedere al portului COM al PC-ului. Pentru comoditate, vom folosi mnemonica numelor adoptate în descrierile porturilor COM și a majorității dispozitivelor (diferă de denumirile impersonale RS-232 și V.24). Reamintim că starea activă a semnalelor de control („pornit”) și valoarea zero a bitului de date transmis corespund unui potențial pozitiv (peste +3 V) al semnalului de interfață, iar starea „oprit” și un singur bit corespund un potențial negativ (sub –3 V). Scopul semnalelor de interfață este prezentat în tabel. 2. Secvența normală a semnalelor de control pentru cazul conectării unui modem la un port COM este ilustrată în Fig. 6.

Tabelul 2. Scopul semnalelor de interfață RS-232C

	Programare
	Masă protejată - masă de protecție, se conectează la corpul dispozitivului și la ecranul cablului
	Signal Ground - masă de semnal (circuit), relativ la care acționează nivelurile de semnal
	Transmit date - date seriale - ieșire transmițător
	Primire date - date seriale - intrare receptor
	Cerere de trimitere - ieșire cerere de transfer de date: starea „pornit” notifică modemului că terminalul are date pentru transmisie. În modul semi-duplex, utilizat pentru controlul direcției - starea „pornit” semnalează modemul pentru trecerea la modul de transmisie.
	Ștergeți pentru a trimite - intrare care permite terminalului să trimită date. Starea oprită interzice transmiterea datelor. Semnalul este utilizat pentru controlul fluxului hardware
	Set de date gata - semnal de intrare gata de la echipamentul de transmisie a datelor (modemul este conectat la canal în modul de funcționare și a finalizat acțiunile convenite cu echipamentul de la capătul opus canalului)
	Data Terminal Ready - ieșirea semnalului terminalului gata pentru schimbul de date. Starea „activat” menține legătura dial-up într-o stare conectată
	Data Carrier Detected - intrare semnal de detectare la distanță a purtătorului de modem
	Indicator sonerie - intrare indicator apel. Într-un canal comutat, modemul semnalează acceptarea apelului cu acest semnal.

Orez. 6. Secvența semnalelor de control al interfeței

1. Prin setarea DTR, computerul indică faptul că dorește să utilizeze modemul.
2. Prin setarea DSR, modemul semnalează disponibilitatea și stabilirea conexiunii.
3. Cu semnalul RTS, computerul solicită permisiunea de a transmite și își declară disponibilitatea de a primi date de la modem.
4. Cu semnalul CTS, modemul anunță disponibilitatea sa de a primi date de la computer și de a le transmite liniei.
5. Prin eliminarea CTS, modemul semnalează imposibilitatea unei recepții ulterioare (de exemplu, tamponul este plin) - computerul trebuie să suspende transmisia de date.
6. Cu semnalul CTS, modemul permite computerului să continue transmisia (există spațiu în buffer).
7. Eliminarea RTS poate însemna atât umplerea memoriei tampon a computerului (modemul trebuie să suspende transferul de date către computer), cât și lipsa datelor pentru transferul către modem. De obicei, în acest caz, modemul nu mai trimite date către computer.
8. Modemul confirmă eliminarea RTS prin resetarea CTS.
9. Computerul restabilește RTS pentru a relua transmisia.
10. Modemul confirmă disponibilitatea sa pentru aceste acțiuni.
11. Calculatorul indică finalizarea schimbului.
12. Modemul răspunde cu o confirmare.
13. Computerul preia DTR, care este de obicei un semnal de deconectare (închidere).
14. Modemul prin resetarea DSR semnalează deconectarea.

Privind această secvență, conexiunile DTR-DSR și RTS-CTS de pe cablurile de modem nule sunt clare.

Mod de transfer asincron

Modul de transfer asincron este orientat pe octet (orientat spre caractere): cea mai mică unitate de informații transmise este de un octet (un caracter). Formatul de trimitere a unui octet este ilustrat în Fig. 7. Transmiterea fiecărui octet începe cu un bit de start care semnalizează receptorul să înceapă să trimită, urmat de biți de date și eventual de un bit de paritate. Finalizează transmisia cu un bit de oprire, care garantează o pauză între transmisii. Bitul de început al următorului octet este trimis în orice moment după bitul de oprire, adică sunt posibile pauze de lungime arbitrară între transmisii. Bitul de început, care are întotdeauna o valoare strict definită (0 logic), oferă un mecanism simplu pentru sincronizarea receptorului cu semnalul de la transmițător. Se presupune că receptorul și emițătorul funcționează la aceeași viteză de transmisie. Generatorul de ceas intern al receptorului utilizează un contor de divizare a frecvenței de referință, care este resetat la recepționarea bitului de pornire. Acest contor generează stroboscopi interni pe care receptorul se blochează pe biții primiți ulterior. În mod ideal, stroboscopurile sunt situate în mijlocul intervalelor de biți, ceea ce permite primirea datelor chiar și cu o ușoară nepotrivire între receptor și viteza emițătorului. Evident, la transmiterea a 8 biți de date, un bit de control și un bit de oprire, nepotrivirea maximă admisibilă a vitezei, la care datele vor fi recunoscute corect, nu poate depăși 5%. Luând în considerare distorsiunile de fază și discreția contorului de sincronizare internă, este de fapt permisă o abatere de frecvență mai mică. Cu cât factorul de diviziune al frecvenței de referință a oscilatorului intern este mai mic (cu cât este mai mare frecvența de transmisie), cu atât este mai mare eroarea în alinierea stroboscopilor la mijlocul intervalului de biți, iar cerințele pentru consistența frecvenței devin mai stricte. Cu cât frecvența de transmisie este mai mare, cu atât este mai mare influența distorsiunilor marginilor asupra fazei semnalului primit. Interacțiunea acestor factori duce la o creștere a cerințelor pentru consistența frecvențelor receptorului și emițătorului cu o creștere a frecvenței de schimb.

Fig. 7. Format de transmisie asincron RS-232C

Formatul de trimitere asincron vă permite să detectați posibile erori de transmisie.

• Dacă se primește o scădere, semnalând începutul unui mesaj și un nivel logic-unu este fixat de stroboscopul de start-bit, bitul de start este considerat fals și receptorul intră din nou în starea de așteptare. Este posibil ca receptorul să nu raporteze această eroare.
• Dacă se detectează un nivel logic logic în timpul bitului de oprire, se generează o eroare de bit de oprire.
• Dacă se utilizează paritatea, un bit de verificare este transmis după ce bitul de date a fost trimis. Acest bit blochează numărul de biți de date singuri la impar sau par, în funcție de convenția acceptată. Recepția unui octet cu o valoare incorectă a bitului de verificare duce la o remediere a erorilor.
• Controlul formatului permite detectarea unei întreruperi de linie: de regulă, la o pauză, receptorul „vede” un zero logic, care este mai întâi interpretat ca un bit de pornire și zero biți de date, dar apoi este declanșat controlul bitului de oprire.

Pentru modul asincron, sunt acceptate o serie de rate de transmisie standard: 50, 75, 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600 și 115200 bps. Uneori se folosește baud în loc de bit / s, dar acest lucru nu este corect atunci când se iau în considerare semnale binare transmise. În baud, este obișnuit să se măsoare frecvența schimbării stării liniei și cu o metodă de codificare non-binară (utilizată pe scară largă în modemurile moderne) în canalul de comunicație, rata de biți (bit / s) și modificările semnalului (baud) poate diferi de mai multe ori.

Numărul de biți de date poate fi de 5, 6, 7 sau 8 (formatele de 5 și 6 biți nu sunt utilizate pe scară largă). Numărul de biți de oprire poate fi 1, 1,5 sau 2 („un biți și jumătate” înseamnă doar lungimea intervalului de oprire).

Controlul fluxului de date

Pentru a controla fluxul de date (Flow Control) pot fi utilizate două opțiuni de protocol - hardware și software. Uneori, controlul fluxului este confundat cu strângerea mâinii. Strângerea de mână implică trimiterea unei notificări de primire a unui articol, în timp ce controlul fluxului implică trimiterea unei notificări că datele pot sau nu pot fi primite ulterior. Adesea, controlul debitului se bazează pe un mecanism de strângere de mână.

Controlul fluxului hardware (RTS / CTS) utilizează semnalul CTS pentru a opri transmisia de date dacă receptorul nu este pregătit să îl recepționeze (Figura 8). Transmițătorul „eliberează” următorul octet numai atunci când linia CTS este pornită. Un octet care a început deja să fie transmis nu poate fi întârziat de semnalul CTS (acest lucru garantează integritatea mesajului). Protocolul hardware oferă cel mai rapid răspuns al emițătorului la starea receptorului. Microcircuitele de emisie-recepție asincrone au cel puțin două registre în partea de recepție - un registru de schimbare pentru primirea mesajului următor și un registru de stocare, din care este citit octetul primit. Acest lucru face posibilă implementarea schimbului utilizând protocolul hardware fără pierderi de date.

Fig. 8. Controlul fluxului hardware

Protocolul hardware este util atunci când conectați imprimante și plotere dacă acestea îl acceptă. Când conectați două computere direct (fără modemuri), protocolul hardware necesită un crossover RTS la CTS.

Cu o conexiune directă, terminalul de transmisie trebuie să aibă o stare „pornită” pe linia CTS (prin conectarea propriilor linii RTS-CTS), altfel transmițătorul va fi „silențios”.

Transceiverele 8250/16450/16550 utilizate în computerul IBM nu procesează semnalul CTS în hardware, ci își arată doar starea în registrul MSR. Implementarea protocolului RTS / CTS este atribuită driverului BIOS Int 14h și nu este complet corect să-l numim „hardware”. Dacă programul care utilizează portul COM interacționează cu UART la nivel de registru (și nu prin BIOS), atunci se ocupă de procesarea semnalului CTS pentru a susține acest protocol în sine. O serie de programe de comunicare vă permit să ignorați semnalul CTS (cu excepția cazului în care este utilizat un modem) și nu trebuie să conecteze intrarea CTS la ieșirea nici măcar a semnalului lor RTS. Cu toate acestea, există și alte receptoare (de exemplu, 8251) în care semnalul CTS este procesat în hardware. Pentru ei, precum și pentru programele „oneste”, utilizarea semnalului CTS pe conectori (și chiar pe cabluri) este obligatorie.

Protocolul de control al fluxului software XON / XOFF presupune o legătură de date bidirecțională. Protocolul funcționează după cum urmează: dacă dispozitivul care primește datele detectează motivele pentru care nu le mai poate primi, trimite simbolul de octet XOFF (13h) pe canalul serial invers. Dispozitivul opus, după ce a primit acest caracter, suspendă transmisia. Când dispozitivul de recepție devine gata să primească din nou date, acesta trimite un caracter XON (11h), la primirea căruia celălalt dispozitiv reia transmisia. Timpul de răspuns al emițătorului la o modificare a stării receptorului în comparație cu protocolul hardware crește, cel puțin cu timpul necesar transmiterii unui caracter (XON sau XOFF) plus timpul de răspuns al software-ului emițătorului pentru a primi un personaj (Fig. 9). Rezultă din aceasta că datele fără pierderi pot fi primite numai de către un receptor care are un tampon suplimentar de date recepționate și semnalează indisponibilitatea în avans (având spațiu liber în buffer).

Fig. 9. Controlul fluxului software XON / XOFF

Avantajul protocolului software este că nu este necesară transmiterea semnalelor de control al interfeței - cablul minim pentru schimbul bidirecțional poate avea doar 3 fire (vezi Fig. 5, a). Dezavantajul, pe lângă prezența obligatorie a unui buffer și un timp de răspuns mai lung (reducerea performanței generale a canalului datorită așteptării semnalului XON), este complexitatea implementării modului de schimb full-duplex. În acest caz, caracterele de control al fluxului trebuie extrase (și procesate) din fluxul de date recepționat, ceea ce limitează setul de caractere transmise.

În plus față de aceste două protocoale standard comune acceptate atât de CP, cât și de sistemul de operare, există și altele.

Rs-232 Este numele standardului (RS este standardul recomandat, 232 este numărul său), care a fost dezvoltat în anii 60 ai secolului trecut pentru conectarea dispozitivelor externe (imprimantă, scaner, mouse etc.) la un computer, precum și conectarea computerelor între ele. Interfața RS-232 a fost concepută pentru a conecta două tipuri de dispozitive: terminal și comunicație. Echipamentele terminale (DTE), cum ar fi un computer, pot trimite sau primi date printr-o interfață serială. Echipamentul de comunicații (DCE) este înțeles ca un dispozitiv care poate realiza practic transmisia de date în serie.

Cel mai adesea, un modem este utilizat ca DCE, care organizează schimbul de informații folosind linii telefonice. De asemenea, este posibil să conectați două dispozitive DTE, de exemplu, computere, folosind direct interfața RS-232 fără a utiliza modemuri. Standardul RS-232 descrie tipurile și parametrii semnalelor, metodele de transmitere a acestora, tipurile de conectori.

ConectoriRs-232. Se utilizează conectorul DB-25 cu 25 de pini sau versiunea mai mică cu 9 pini a DB-9.

SemnaleRs-232. Standardul prevede moduri de schimb asincron și sincron, dar în prezent se folosește practic doar asincron, mai ales că porturile COM acceptă doar modul asincron. Interfața are două linii de semnale de date seriale: TxD - transmis și RxD - recepționat, precum și mai multe linii de semnale de control: RTS și CTS - prima pereche de strângere de mână, DTR și DSR - a doua pereche de strângeri de mână, DCD și RI - semnale de stare modem. Există o masă comună de semnal SG și o masă de protecție PG (carcasă).

Interfața utilizează o metodă de semnalizare dezechilibrată cu emițătoare și receptoare cu un singur capăt. Conexiunea emițătorului și a receptorului este prezentată în Fig. 14.1, unde se adoptă următoarele convenții: T (Transmițător) - emițător; R (Receptor) - receptor; TI (TransmitterInput) - intrare digitală a transmițătorului; RO (ReceiverOutput) - ieșire digitală a receptorului; UT - tensiune de linie la ieșirea emițătorului și UR - la intrarea receptorului.

Orez. 14.1. Conectarea emițătorului și receptorului în interfața RS-232

Nivelurile de semnal la ieșirile emițătoarelor ar trebui să fie în intervalul de la -15 la -5 V pentru a reprezenta un 1 logic și în intervalul de la +5 la +15 V pentru a reprezenta un logic 0. În practică, tensiunea nivelurile de semnal logice nu depășesc ± 12 V.

Formate de transfer de date. Interfața RS-232 utilizează o metodă de transmitere a datelor seriale asincronă. În absența transmiterii mesajelor, liniile de date se află în starea logică 1. Mesajele sunt transmise în cadre. Fiecare cadru constă dintr-un bit de pornire, biți de date, un bit de paritate și biți de oprire. Bitul de start are întotdeauna un nivel logic 0. Numărul de biți de date conform standardului poate fi 5, 6, 7 și 8. Cel mai adesea sunt utilizați 8 sau 7 biți. Numărul de biți de oprire: 1 sau 2. Bii de oprire sunt întotdeauna la nivelul logic 1. Bii de date sunt transmise începând cu cel mai puțin semnificativ. Rata de transmisie în RS-232 poate fi selectată din intervalul: 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 bps. Sincronizarea generatorului receptorului se realizează în momentul în care bitul de pornire ajunge de la linia de comunicație de la transmițător.

Pentru a converti datele paralele în serie și invers, dispozitivele conectate la interfața RS-232 trebuie să aibă un modul universal asincron UCE. Acest modul funcționează, de regulă, cu semnale de nivel TTL. Emițătoare și receptoare sunt utilizate pentru a converti aceste semnale la nivelurile RS-232 și invers.

Conectarea dispozitivelor de interfață. Standardul RS-232 presupune conectarea directă a pinilor conectorilor dispozitivelor DTE și DCE. Dacă echipamentul DTE, de exemplu, două computere sunt conectate fără modemuri, atunci conectorii lor sunt conectați împreună cu un cablu nul de modem. În acest caz, sunt posibile mai multe opțiuni de conectare. În fig. a arată o conexiune cu un protocol complet de strângere de mână. Este nevoie de 7 fire ale cablului. În fig. b este un exemplu de conexiune nulă de modem care necesită doar trei fire de cablu pentru comunicarea bidirecțională. Pentru ca dispozitivele să transfere date prin interfață, ieșirile lor RTS sunt conectate la intrările lor CTS, iar ieșirile DTR la intrările DSR și DCD. Astfel, atât DTE-1, cât și DTE-2 vor fi întotdeauna gata de transmisie.

Conectarea computerelor cu un cablu nul de modem:

a) - cu un protocol complet de confirmare; b) - fără semnale de confirmare

Controlul fluxului de dateînseamnă capacitatea de a opri și apoi de a relua transmisia datelor fără a o pierde. Pot fi utilizate două opțiuni de protocol: hardware și software.

Protocolul de control al fluxului hardware folosește de obicei o pereche de semnale de strângere de mână RTS / CTS. În acest caz, pinul RTS al conectorului unui dispozitiv este conectat la pinul CTS al conectorului celuilalt dispozitiv. În fig. 14.3, a prezintă o diagramă de conectare a unui dispozitiv DTE-1 (de exemplu, un computer) la un dispozitiv DTE-2 (de exemplu, o imprimantă sau un controler) într-o transmisie unidirecțională.

Când receptorul (DTE-2) este gata de recepție, acesta afirmă un semnal pe pinul conectorului RTS. Transmițătorul (DTE-1), după ce a primit acest semnal pe pinul CTS al conectorului său, transmite următorul octet de date. Dacă semnalul CTS de la conectorul emițătorului este șters, acesta încetează să mai transmită. Un mesaj care a început deja să fie transmis nu poate fi întârziat de semnalul CTS. Dacă este necesară transmisia bidirecțională (full duplex), protocolul hardware necesită o conexiune încrucișată a liniilor RTS și CTS, așa cum se arată în Fig. 14.3, b.

Protocolul de control al fluxului software constă în trimiterea capătului de recepție a caracterelor speciale pentru a opri transmisia XOFF și a relua transmisia XON. Aceasta presupune prezența unui canal de schimb de date bidirecțional. Funcționarea acestui protocol poate fi descrisă după cum urmează. Transmițătorul trimite date pinului său TxD, iar receptorul le primește de la pinul RxD al conectorului său. Dacă dispozitivul de recepție nu poate primi date, atunci trimite un simbol de octet XOFF către linia de comunicație (pin TxD). Transmițătorul, după ce a primit acest caracter de la pinul RxD, oprește transmisia. Apoi, atunci când dispozitivul de recepție este gata să primească din nou date, acesta trimite un caracter de octet XON. La primire, dispozitivul de transmisie reia transmisia.

Orez. 14.3. Conectarea a două DTE-uri cu protocolul de control al fluxului hardware RTS / CTS: a) - cu transmisie unidirecțională; b) - cu transmisie bidirecțională

Lungimea cablului de conectare. Lungimea cablului afectează rata maximă de transfer de date. Lungimea maximă a unui cablu standard este de 15 metri la o rată de transmisie de 19200 bps. Prin reducerea vitezei de transmisie, lungimea cablului poate fi crescută semnificativ.

Avantajele interfeței Rs -232 : o flotă mare de echipamente de operare care utilizează acest standard; simplitatea și costul redus al cablului de conectare; simplitatea și disponibilitatea software-ului pentru lucrul cu interfața.

Dezavantaje ale interfeței : curs de schimb redus; lungimea scurtă a cablului de conectare; imunitate redusă la zgomot; interfața este concepută pentru a conecta, de regulă, doar două dispozitive (emițător și receptor).