RS232 veri iletim cihazlarını bir bilgisayara bağlamak için kullanılan arayüzü tanımlayan bir standart tanımıdır. İlk kez, standart yirminci yüzyılın 60'larında geliştirildi ve kabul edildi, ancak yine de alaka düzeyini kaybetmedi. 1991 yılında, bu güne kadar kullanılan son revizyonu EIA / TIA-232-E hazırlanmıştır. Bunu bilgisayarlarında kullanan ilk şirket IBM'di ve günümüzde RS232 hemen hemen her kişisel bilgisayarın yapısının bir parçası. İletişim portu (COM portu) olarak adlandırıldı.

RS232 standardını kullanma iki cihaz arasında bir bağlantı sağlanır: bir bilgisayar (Veri Terminal Ekipmanı) ve bilgi iletmek için ekipmanın kendisi (Veri İletişim Ekipmanı). Bu kısaltılmış tanımların (DTE ve DCE) bilinmesi, teknik açıklamayı ve belirli cihazları bağlama ve çalıştırma prosedürünü anlayabilmek için önemlidir. Kendine saygısı olan herhangi bir programcı bu standarda aşinadır.

DCE genellikle bir modemdir, ancak RS232, yazıcı veya fare gibi diğer çevre birimlerini bağlamak için de uygundur. Veri aktarımı teller kullanılarak gerçekleştirilir. Standardın donanım uygulaması, bilgisayarda yüklü olan işletim sistemi ne olursa olsun, her zaman bir bilgisayarda çalıştığı anlamına gelir. Programlar, bir COM bağlantı noktasıyla kesinlikle herhangi bir yolla etkileşime girebilir: BIOS işlevlerini kullanarak, işletim sistemi bileşenleri aracılığıyla, doğrudan mikroişlemci kodu aracılığıyla ve ayrıca üst düzey dil bileşenleri aracılığıyla. RS232, bir bilgisayarın Ethernet teknolojisi aracılığıyla yerel İnternet ağına bağlanmasını sağlar ve aynı zamanda bir kişisel bilgisayar ile endüstriyel ekipman arasındaki bilgi aktarım sisteminin bir parçasıdır.

Kısacası, standart RS232çok yönlüdür. Ancak buna rağmen, bir bilgisayarı çevresel aygıtlara bağlamanın diğer yöntemleriyle değiştirildi. Bunlar, örneğin, USB bağlantı noktalarıdır.

RS-232 ve USB arasındaki fark nedir

Standart, programlama kolaylığı açısından USB'den farklıdır, bu nedenle bu daha modern teknolojiyi kullanarak bir veri alışverişi protokolü uygulamak oldukça zordu. Hem uzmanlar hem de radyo amatörleri buna aktif olarak katıldı.

RS-232'nin tartışılmaz avantajı, bu arayüz üzerinden alışveriş yaparken mümkün olan maksimum hızın modern kablosuz iletişim cihazları tarafından bloke edilme olasılığının düşük olmasıdır. Son zamanlarda, kablosuz bağlantı üzerinden iletişim kurmak için kullanılan radyo alıcı-vericilerinin gücünü sınırlamaya yönelik bir eğilim olmuştur. Bu, bugün maksimum 9600 baud olan ve RS-232 arabirimi - 115200 baud olan veri aktarım hızını artırmaya izin vermez.

Kullanılan sinyal seviyeleri

RS-232 standardı iki sinyal seviyesi ile karakterize edilir - 0 ve 1. Mantıksal 1 ve 0, sırasıyla negatif ve pozitif olmak üzere farklı voltaj seviyelerine karşılık gelir. Kablodan geçerken sinyal sadece bozulmakla kalmaz, aynı zamanda zayıflatılabilir. Kablo uzunluğu arttıkça zayıflama artar. Bu, kablonun elektrik kapasitansı ile kolayca açıklanabilir. Bu nedenle, 2500 pF olan yeterli maksimum yük kapasitansını sağlamak için uzunluğu genellikle 17 metre ile sınırlıdır. Bu durumda veri aktarım hızı saniyede 9600 bit olacaktır. Prensip olarak, çok daha uzun bir kablo uzunluğu ile bile kablonun ve bağlantının normal çalışmasını sağlamak mümkündür. Uzmanlar, blendajsız kabloyu ve blendajlı kabloyu beş kez ikiye katlamayı başardıklarını söylüyorlar. Her özel durumda, farklı bir elektromanyetik titreşim seviyesi dikkate alınır.

Bağlantıyı yapmak için bir temas-kontak kablosu gereklidir. Çoğunlukla crossover kabloların bulunduğu boş modem kablo türleri kullanılır.

bilgi aktarımı

Akış, ilk giren ilk çıkar temelinde iletildiği için RS232 standardı bir seri arabirim olarak kabul edilir. Bilgi akışı sırayla, parça parça iletilir. Kablo üzerinden hiçbir bilgi iletilmediğinde, hat mantıksal 1 durumuna geçer.

RS232 Standardının Kullanıldığı Yerler

RS232 standardının kapsamı yeterince geniştir. Her şeyden önce, bunlar son derece özel ekipman, sensörler, ankastre cihazlar, ölçüm cihazlarıdır. Bazı bilgisayarlarda hala bulabilmenize rağmen, RS232'nin gelecek için neredeyse hiçbir beklentisi yoktur. Bazı ekonomik ve endüstriyel sektörlerde hala geçmişin bu tür yankıları var. Standart yavaş yavaş modası geçmiş olarak adlandırılıyor, modern cihazlarda bilgi işlemek ve iletmek için giderek daha az kullanılıyor.

Çeşitli cihazların bilgisayar ekipmanı ile RS-232 arayüzü üzerinden etkileşimi, seri testler yapan, bilimsel deneyler yapan işletmelerde bulunabilir. Bunun nedeni, veri ve sonuçları elde etme, toplama ve analiz etme süreçlerini otomatikleştirmeye yönelik istisnai ihtiyaçtır.

RS-232 standardıÇok işlevli ölçüm cihazlarında, örneğin, belirlenmiş tarifelerde maliyetleri kontrol etmek için ek bir işlevle donatılmış bir elektrik sayacında aktif olarak kullanılır. Veri okuma ve iletimi RS-232 arayüzü üzerinden gerçekleştirilir.

RS-232 arayüzünün tanımı, kullanılan konektörlerin formatı ve pin ataması, sinyal atamaları, veri değişim protokolü.

Genel açıklama

Resmi olarak "EIA / TIA-232-E" olarak adlandırılan, ancak daha çok "COM bağlantı noktası" arabirimi olarak bilinen RS-232 arabirimi, daha önce bilgisayar teknolojisindeki en yaygın arabirimlerden biriydi. USB ve FireWare gibi daha hızlı ve daha akıllı arayüzlerin ortaya çıkmasına rağmen, bugün hala masaüstü bilgisayarlarda bulunmaktadır. Radyo amatörleri açısından avantajları, düşük bir minimum hız ve protokolün ev yapımı bir cihazda uygulanması kolaylığını içerir.

Fiziksel arayüz, iki tip konektörden biri tarafından gerçekleştirilir: DB-9M veya DB-25M, ikincisi şu anda üretilen bilgisayarlarda pratik olarak bulunmaz.

9 pinli konnektör pin çıkışları

9 pimli erkek DB-9M erkek Pinlerin yan tarafında pin numaralandırma Sinyallerin yönü, ana bilgisayara (bilgisayar) göre gösterilir

Temas sinyal Yön Açıklama 1 CD giriş Taşıyıcı algılandı 2 RXD giriş Alınan veri 3 TXD Çıktı İletilen veri 4 DTR Çıktı Ana bilgisayar hazır 5 GND - Ortak tel 6 DSR giriş cihaz hazır 7 RTS Çıktı Ana bilgisayar aktarıma hazır 8 CTS giriş Cihaz almaya hazır 9 ri giriş Çağrı algılandı

25 pinli konnektör pin çıkışları

Temas sinyal Yön Açıklama 1 KALKAN - Ekran 2 TXD Çıktı İletilen veri 3 RXD giriş Alınan veri 4 RTS Çıktı Ana bilgisayar aktarıma hazır 5 CTS giriş Cihaz almaya hazır 6 DSR giriş cihaz hazır 7 GND - Ortak tel 8 CD giriş Taşıyıcı algılandı 9 - - Rezerv 10 - - Rezerv 11 - - Kullanılmamış 12 SCD giriş Taşıyıcı # 2 Tespit Edildi 13 SCTS giriş Cihaz # 2'yi almaya hazır

Temas sinyal Yön Açıklama 14 STXD Çıktı Aktarılan veriler # 2 15 Türk Kızılayı giriş Verici saat ayarı 16 SRXD giriş Alınan veri # 2 17 RCC giriş alıcı saati 18 LOOP Çıktı Yerel döngü 19 SRTS Çıktı Ana bilgisayar 2 numaralı aktarım için hazır 20 DTR Çıktı Ana bilgisayar hazır 21 RLOOP Çıktı Dış menteşe 22 ri giriş Çağrı algılandı 23 DRD giriş Veri hızı belirlendi 24 KKTC Çıktı Harici verici zamanlaması 25 ÖLÇEK giriş Test modu

Tablolardan, 25 pimli arayüzün, tam teşekküllü bir ikinci alma-gönderme kanalının ("# 2" olarak adlandırılan sinyaller) ve ayrıca çok sayıda ek kontrol ve izleme sinyalinin varlığı ile ayırt edildiği görülebilir. Bununla birlikte, çoğu zaman, bilgisayarda "geniş" bir konektör bulunmasına rağmen, ek sinyaller buna bağlı değildir.

Elektriksel özellikler

Verici mantık seviyeleri:"0" - +5 ile +15 Volt arası, "1" - -5 ile -15 Volt arası.

Alıcı mantık seviyeleri:"0" - +3 Volt'un üstünde, "1" - -3 Volt'un altında.

alıcının giriş empedansı en az 3 kOhm'dur.

Bu özellikler standart tarafından minimum olarak tanımlanır, cihazların uyumluluğunu garanti eder, ancak gerçek özellikler genellikle çok daha iyidir, bu da bir yandan düşük güçlü cihazlara bağlantı noktasından güç verilmesine izin verir (örneğin, bu cep telefonları için ne kadar çok sayıda ev yapımı veri kablosu tasarlandı) ve diğer yandan liman girişinde tedarik etmek için ters çevrilmiş Bipolar sinyal yerine TTL seviyesi.

Ana arayüz sinyallerinin açıklaması

CD- Cihaz, alınan sinyalde bir taşıyıcı tespit ettiğinde bu sinyali ayarlar. Tipik olarak bu sinyal modemler tarafından kullanılır ve bu şekilde ana bilgisayara hattın diğer ucunda çalışan bir modem bulunduğunu bildirir.

RXD- Ana bilgisayarın cihazdan veri aldığı hat. "İletişim protokolü" bölümünde ayrıntılı olarak açıklanmıştır.

TXD- Cihaza veri iletim hattını barındırın. "İletişim protokolü" bölümünde ayrıntılı olarak açıklanmıştır.

DTR- Ana bilgisayar, veri alışverişi yapmaya hazır olduğunda bu sinyali onaylar. Aslında sinyal, iletişim programı tarafından port açıldığında ayarlanır ve port açık olduğu sürece bu durumda kalır.

DSR- Cihaz, açıldığında ve ana bilgisayarla iletişim kurmaya hazır olduğunda bu sinyali verir. Bu ve önceki (DTR) sinyaller veri alışverişi için ayarlanmalıdır.

RTS- Host, bu sinyali cihaza veri iletmeye başlamadan önce ayarlar ve ayrıca cihazdan veri almaya hazır olduğunu bildirir. Donanım iletişim kontrolü için kullanılır.

CTS- Cihaz, veri almaya hazır olduğunda (örneğin, ana bilgisayar tarafından gönderilen önceki veriler modem tarafından hatta aktarıldığında veya boş veri olduğunda) ana bilgisayar tarafından önceki (RTS) ayarına yanıt olarak bu sinyali verir. ara tampondaki boşluk).

ri- Cihaz (genellikle bir modem), uzak sistemden bir arama aldığında, örneğin modem aramaları alacak şekilde ayarlanmışsa bir telefon araması aldığında bu tonu ayarlar.

iletişim protokolü

RS-232 protokolünde, iki veri alışverişi kontrolü yöntemi vardır: donanım ve yazılım, ayrıca iki iletim modu: senkron ve asenkron. Protokol, herhangi bir iletim moduyla bağlantılı olarak herhangi bir kontrol yönteminin kullanılmasına izin verir. Ayrıca, iletişim kurulduğunda (DTR ve DSR sinyalleri kurulduğunda) ana bilgisayar ve cihazın her zaman veri almaya hazır olduğu anlamına gelen akış kontrolü olmadan çalışmaya izin verir.

Donanım kontrol yöntemi RTS ve CTS sinyalleri kullanılarak gerçekleştirilir. Veriyi iletmek için, ana bilgisayar (bilgisayar) RTS sinyalini onaylar ve cihazın CTS sinyalini ayarlamasını bekler ve ardından CTS sinyali onaylandığı sürece veri iletmeye başlar. CTS sinyali, bir sonraki bayt gönderilmeye başlamadan hemen önce ana bilgisayar tarafından kontrol edilir, bu nedenle halihazırda iletilmeye başlayan bayt, CTS değerinden bağımsız olarak tamamen iletilecektir. Yarı çift yönlü veri alışverişi modunda (aygıt ve ana bilgisayar sırayla veri iletir, tam çift yönlü modda bunu aynı anda yapabilirler) ana bilgisayar tarafından RTS sinyalinin kaldırılması, alma moduna geçiş anlamına gelir.

Yazılım kontrol yöntemi alıcı tarafın iletimin özel karakterlerini durdurma (0x13 kodlu karakter, XOFF denir) ve devam ettirme (0x11 kodlu karakter, XON denir) göndermesi içindir. Karakter verilerinin alınması üzerine, gönderen taraf sırasıyla iletimi durdurmalı veya devam ettirmelidir (iletilmeyi bekleyen veriler varsa). Bu yöntem, donanım uygulaması açısından daha basittir, ancak daha yavaş bir yanıt sağlar ve buna bağlı olarak, alma arabelleğindeki boş alan belirli bir sınıra düştüğünde vericinin önceden bildirilmesini gerektirir.

Senkron iletim modu bitler belirli bir oranda ek duraklamalar olmaksızın birbirini takip ettiğinde sürekli veri alışverişini ifade eder. COM portu ile bu mod desteklenmiyor.

Eşzamansız iletim modu her veri baytının (ve varsa eşlik bitinin) bir sıfır başlangıç ​​biti ve bir veya daha fazla tekli durdurma bitinin bir senkronizasyon dizisinde "sarılması" gerçeğinden oluşur. Asenkron moddaki veri akış şeması şekilde gösterilmiştir.

Alıcı için olası algoritmalardan biri sonraki:

1. "0" sinyal seviyesinin alınmasını bekleyin (ana bilgisayar olması durumunda RXD, cihaz olması durumunda TXD).
2. Bit süresinin yarısını geri sayın ve sinyal seviyesinin hala "0" olduğunu kontrol edin
3. Bir bitin tam süresini sayın ve mevcut sinyal seviyesini en az anlamlı veri bitine (bit 0) yazın
4. Diğer tüm veri bitleri için önceki adımı tekrarlayın
5. Bir bitin tam süresini sayın ve eşlik kontrolünü kullanarak alımın doğruluğunu kontrol etmek için mevcut sinyal seviyesini kullanın (aşağıya bakın)
6. Bitin tam süresini sayın ve mevcut sinyal seviyesinin "1" olduğundan emin olun.

Açıkçası, arayüz RS232 bir bilgisayar ve bir veri iletim cihazı bağlamak için arabirimi açıklayan standardın adıdır (RS - önerilen standart, 232 numarasıdır).

Standart, oldukça uzun zaman önce, 20. yüzyılın 60'larında geliştirildi. 1991 yılında elektronik ve telekomünikasyon endüstrileri birlikleri tarafından kabul edilen standardın mevcut versiyonuna denir. ÇED / TIA-232-E.

Bununla birlikte, çoğu insan hala arayüzün kendisinde sağlam bir şekilde yerleşmiş olan RS-232 adını kullanıyor.

Cihazlar

RS-232 arayüzü, biri DTE (Veri Terminal Ekipmanı) - DTE (Veri Terminal Ekipmanı), ikincisi - DCE (Veri İletişim Ekipmanı) - DTE (Veri İletişim Ekipmanı) olarak adlandırılan iki cihazın bağlantısını sağlar.

Tipik olarak, DTE (DTE) bir bilgisayardır ve DCE (DTE) bir modemdir, ancak RS-232, çevresel aygıtları (fare, yazıcı) bir bilgisayara bağlamak ve başka bir bilgisayara veya başka bir bilgisayara bağlanmak için kullanılmıştır.

Bu sözleşmeleri (DTE ve DCE) hatırlamak önemlidir. Arayüz sinyallerinin adlarında kullanılırlar ve belirli bir uygulamanın açıklamasını anlamaya yardımcı olurlar.

Bağlayıcı türleri

Standart, orijinal olarak DB25 tipi 25 pimli bir konektörün kullanımını tanımladı. DTE cihazı bir fiş (erkek) ile donatılmış olmalıdır, DCE cihazı bir priz (dişi) ile donatılmış olmalıdır. Daha sonra, IBM PC'nin ortaya çıkmasıyla birlikte, bugün en yaygın olan arayüzün kesilmiş bir versiyonu ve 9 pinli DB9 konektörleri kullanılmaya başlandı.

Kablolama RS-232

Aşağıdaki tablo, 9 pinli bir DB9 konektörü için pin atamalarını göstermektedir. Tablo pin çıkışını gösterir Veri İşleme Ekipmanı Fişleri (DTE)örneğin, kişisel bir bilgisayar. DCE soketi, iki konektörün doğrudan veya pimden pime lehimli bir kabloyla eşleşeceği şekilde kablolanmıştır.

1 - Taşıyıcı Algılama (CD) Taşıyıcı frekansı

2 -Alınan Veriler (RD) Alınan veri

3 - İletilen Veri (TD)İletilen veri

4 - Veri Terminali Hazır (DTR) OOD hazırlığı

5 - Sinyal zemini Genel

6 - Veri Kümesi Hazır (DSR) OPD hazırlığı

7 - Gönderme İsteği (RTS) Transfer isteği

8 - Göndermek İçin Temizle (CTS)İletmeye hazır

9 - Zil Göstergesi (RI)Çağrı sinyali

RD ve TD devreleri veri iletimi için tasarlanmıştır. Devrelerin geri kalanı, cihaz durum göstergesi (DTR, DSR), iletim kontrolü (RTS, CTS) ve hat durumu göstergesi (CD, RI) için tasarlanmıştır. Eksiksiz bir devre seti yalnızca harici bir modemi bir PC'ye bağlamak için kullanılır. Diğer durumlarda, örneğin, bir endüstriyel kontrolörü bir PC'ye bağlarken, kontrol cihazındaki arayüzün donanım ve yazılım uygulamasına bağlı olarak sınırlı bir devre seti kullanılır.

RS-232 kablo şeması

Yukarıda bahsedildiği gibi, kesinlikle standartlaştırılmış DTE ve DCE cihazlarını bağlamak için pinden pine kablo gereklidir. İki DTE cihazını bağlamak için, tellerin sinyallerin amacına uygun olarak "çaprazlaştırıldığı" boş modem kabloları kullanılır. Pratikte, kabloyu lehimlemeden önce her zaman bağlanacak her iki cihazın belgelerini okumalısınız.

Başlangıç ​​biti her zaman mantıksal sıfır düzeyindedir, durdurma biti birdir. Parite bitinin durumu, verici ayarı tarafından belirlenir. Biraz tamamlar tek veri bitlerinin sayısı tek (tek eşlik), eşlik (çift eşlik), kullanılamaz (eşlik yok), her zaman bir (işaret) veya sıfır (boşluk) olabilir.

Perspektifler

Aslında, RS-232'nin hiçbir beklentisi yok. Şu anda, bu arayüzle donatılmamış daha fazla bilgisayar var. Ancak RS-232 arayüzlü çok sayıda cihaz çalışır durumda. Bir PC'yi bu tür cihazlarla bağlamak için USB - RS-232 adaptörleri kullanılır.

Böyle bir adaptörü bağladıktan ve sürücüleri kurduktan sonra, PC'de cihazla iletişim kurabileceğiniz sanal bir COM bağlantı noktası belirir.

RS-232C arayüzü, veri ileten veya alan ekipmanı (DTE - veri terminal ekipmanı veya ATD - veri iletim ekipmanı; DTE - Veri Terminal Ekipmanı), veri kanallarının (DCE; DCE - Veri İletişim Ekipmanı) terminal ekipmanına bağlamak için tasarlanmıştır. ). ADF bir bilgisayar, yazıcı, çizici ve diğer çevresel ekipman olabilir. DCE genellikle bir modemdir. Bağlantının nihai amacı, iki ADF cihazını birbirine bağlamaktır. Tam bağlantı şeması Şekil 2'de gösterilmektedir. 1; arabirim, cihazları bir boş modem kablosu kullanarak doğrudan bağlayarak bir çift DCE cihazıyla birlikte bir uzak bağlantıyı hariç tutmanıza olanak tanır (Şekil 2).

1. Komple RS-232C Bağlantı Şeması

incir. 2. Boş modem kablosuyla RS-232C bağlantısı

Standart, arayüz kontrol sinyallerini, veri aktarımını, elektrik arayüzünü ve konektör tiplerini tanımlar. Standart, eşzamansız ve eşzamanlı değişim modları sağlar, ancak COM bağlantı noktaları yalnızca eşzamansız modu destekler. İşlevsel olarak RS-232C, CCITT V.24 / V.28 standardına ve C2 arayüzüne eşdeğerdir, ancak farklı sinyal adlarına sahiptir.

RS-232C standardı tek uçlu vericileri ve alıcıları tanımlar - sinyal ortak kabloya göre iletilir - devre topraklaması (dengeli diferansiyel sinyaller diğer arayüzlerde kullanılır - örneğin, RS-422). Arayüz, cihazların galvanik izolasyonunu sağlamaz. Veri girişindeki (RxD sinyali) mantıksal bir birim (MARK durumu), –12 ila –3 V arasında bir voltaj aralığına karşılık gelir; mantıksal sıfır - +3 ila +12 V (SPACE durumu). Kontrol sinyali girişleri için, AÇIK durumu +3 ila +12 V aralığına, KAPALI durumu (“kapalı”) - –12 ila –3 V arasıdır. alıcı histerezisi: hat durumu yalnızca geçişten sonra değişmiş olarak kabul edilecektir. eşik (Şekil 3). Vericilerin çıkışlarındaki sinyal seviyeleri –12 ila –5 V ve +5 ila +12 V aralığında olmalıdır. Bağlı cihazların devre toprakları (SG) arasındaki potansiyel farkı 2 V'tan az olmalıdır. , daha yüksek potansiyel farkı ile yanlış sinyal algısı mümkündür ... TTL seviyesi sinyallerinin (UART mikro devrelerinin giriş ve çıkışlarında) TxD ve RxD hatları için doğrudan kodda ve diğerleri için ters kodda iletildiğini unutmayın.

Arayüz, her ikisi de AC gücüyle besleniyorsa ve hat filtreleri varsa, bağlanacak cihazlar için koruyucu bir topraklama olduğunu varsayar.

DİKKAT

Kendinden beslemeli cihazların arayüz kablolarının bağlanması ve çıkarılması, güç kapalıyken yapılmalıdır. Aksi takdirde, anahtarlama anında cihazların dengesiz potansiyellerindeki fark, çıkış veya giriş (ki daha tehlikeli olan) arayüz devrelerine uygulanarak mikro devreye zarar verebilir.

RS-232C standardı, kullanılan konektör türlerini düzenler.

DB-25P fişlerini veya daha kompakt bir sürümü - DB-9P'yi ADF ekipmanına (COM bağlantı noktaları dahil) takmak gelenekseldir. Dokuz pinli konektörlerde, senkronize çalışma için gerekli ek sinyal pinleri yoktur (çoğu 25 pinli konektör bu pinleri kullanmaz).

AKD ekipmanında (modemler), DB-25S veya DB-9S soketleri kurulur.

Bu kural, DCE konektörlerinin ADF konektörlerine doğrudan veya bire bir pimlerin bağlı olduğu dişiden erkeğe "düz geçişli" kablolar aracılığıyla bağlanabileceğini varsayar. Adaptör kabloları ayrıca 9 ila 25 pinli konektörler arasında adaptörler olabilir (Şek. 4).

ADF ekipmanı modemler olmadan bağlanırsa, cihaz konektörleri (fişler), her iki ucunda kontakları çapraz bağlı soketlere sahip bir boş modem kablosu (Sıfır modem veya Z-modem) ile birbirine bağlanır. Şekil 2'de gösterilen diyagramlardan birine göre. 5.

Pirinç. 3. RS-232C sinyallerini alma

Pirinç. 4. Modemleri bağlamak için kablolar

Pirinç. 5. Boş modem kablosu: a - minimum, b - dolu

Herhangi bir ADF cihazına priz takılıysa, bu, modem bağlantı kablosuna benzer şekilde başka bir cihaza düz bir kablo ile bağlanması gerektiği gerçeğinin neredeyse %100'üdür. Soket genellikle modem aracılığıyla uzak bağlantının sağlanmadığı cihazlara kurulur.

Tablo 1, COM portlarının (ve diğer herhangi bir ATD veri iletim ekipmanının) pin atamasını gösterir. DB-25S konnektörünün pinleri EIA/TIA-232-E standardı ile tanımlanır, DB-9S konnektörü EIA/TIA-574 standardı ile tanımlanır. Modemler (DCE) için devrelerin ve kontakların adları aynıdır, ancak sinyallerin (giriş-çıkış) rolleri tersine çevrilir.

Tablo 1. RS-232C arayüzünün konektörleri ve sinyalleri

Zincir tanımı	Konektör pimi	PC kablo teli No.	Yön

1 adet 8 bitlik çok kartlı şerit kablo.
16 bit çoklu kartlar ve anakartlardaki bağlantı noktaları için 2 Şerit kablo.
Anakartlarda 3 Port şerit kablo seçeneği.
4 Geniş şerit kablodan 25 pimli konektöre.

PC COM bağlantı noktasının bakış açısından asenkron modla ilgili RS-232C sinyallerinin bir alt kümesini ele alalım. Kolaylık sağlamak için, COM bağlantı noktalarının ve çoğu cihazın açıklamalarında benimsenen adların anımsatıcılarını kullanacağız (kişisel olmayan tanımlamalar RS-232 ve V.24'ten farklıdır). Kontrol sinyallerinin aktif durumunun (“açık”) ve iletilen veri bitinin sıfır değerinin, arayüz sinyalinin pozitif potansiyeline (+3 V'un üzerinde) karşılık geldiğini ve “kapalı” durumunun ve tek bir bitin aşağıdakilere karşılık geldiğini hatırlayın. negatif bir potansiyel (-3 V'un altında). Arayüz sinyallerinin amacı tabloda gösterilmiştir. 2. Bir modemin bir COM portuna bağlanması durumunda normal kontrol sinyalleri sırası Şekil 1'de gösterilmektedir. 6.

Tablo 2. RS-232C arayüz sinyallerinin amacı

	Randevu
	Korumalı Toprak - koruyucu topraklama, cihaz gövdesine ve kablo blendajına bağlanır
	Sinyal Toprak - sinyal seviyelerinin hareket ettiği göreli sinyal (devre) toprak
	Veri Aktarımı - seri veri - verici çıkışı
	Veri Al - seri veri - alıcı girişi
	Gönderme Talebi - veri aktarım isteği çıktısı: “açık” durumu modeme, terminalin aktarım için veriye sahip olduğunu bildirir. Yön kontrolü için kullanılan yarım dupleks modunda - "açık" durum modeme iletim moduna geçmesi için sinyal verir.
	Göndermek İçin Sil - terminalin veri göndermesine izin veren giriş. Kapalı durum veri iletimini yasaklar. Sinyal, donanım akış kontrolü için kullanılır
	Veri Seti Hazır - veri iletim ekipmanından hazır sinyal girişi (modem kanala çalışma modunda bağlıdır ve kanalın karşı ucundaki ekipmanla kararlaştırıldığı gibi eylemleri tamamlamıştır)
	Veri Terminali Hazır - terminalin veri alışverişi için hazır sinyal çıkışı. "Açık" durumu, çevirmeli bağlantıyı bağlı durumda tutar
	Veri Taşıyıcı Algılandı - uzak modem taşıyıcı algılama sinyali girişi
	Zil Göstergesi - çağrı göstergesi girişi. Anahtarlamalı bir kanalda modem bu sinyalle çağrının kabul edildiğini bildirir.

Pirinç. 6. Arayüz kontrol sinyallerinin sırası

1. DTR ayarlanarak bilgisayar modemi kullanmak istediğini belirtir.
2. DSR'yi ayarlayarak, modem hazır olduğunu ve bağlantı kurulduğunu bildirir.
3. RTS sinyali ile bilgisayar, iletim için izin ister ve modemden veri almaya hazır olduğunu bildirir.
4. CTS sinyali ile modem, bilgisayardan veri almaya ve hatta iletmeye hazır olduğunu bildirir.
5. CTS'yi kaldırarak, modem daha fazla alımın imkansızlığını bildirir (örneğin, arabellek dolu) - bilgisayar veri iletimini askıya almalıdır.
6. CTS sinyali ile modem bilgisayarın iletime devam etmesine izin verir (arabellekte boşluk vardır).
7. RTS'nin kaldırılması, hem bilgisayarın arabelleğinin doldurulması (modem, bilgisayara veri aktarımını askıya almalıdır) hem de modeme aktarılacak verinin olmaması anlamına gelebilir. Tipik olarak, bu durumda modem bilgisayara veri göndermeyi durdurur.
8. Modem, CTS'yi sıfırlayarak RTS'nin kaldırıldığını onaylar.
9. Bilgisayar, iletimi sürdürmek için RTS'yi yeniden ayarlar.
10. Modem, bu eylemler için hazır olduğunu onaylar.
11. Bilgisayar, değişimin tamamlandığını gösterir.
12. Modem bir onay ile yanıt verir.
13. Bilgisayar, genellikle bağlantıyı kesmek (kapatmak) için bir sinyal olan DTR'yi alır.
14. Modem, DSR'yi sıfırlayarak bağlantının kesildiğini bildirir.

Bu sıraya bakıldığında boş modem kablolarındaki DTR-DSR ve RTS-CTS bağlantıları nettir.

Eşzamansız iletim modu

Asenkron aktarım modu bayt yönelimlidir (karakter yönelimli): iletilen en küçük bilgi birimi bir bayttır (bir karakter). Bir bayt gönderme biçimi Şekil 2'de gösterilmektedir. 7. Her baytın iletimi, alıcıya göndermeye başlaması için sinyal veren bir başlangıç ​​biti ile başlar, ardından veri bitleri ve muhtemelen bir eşlik biti gelir. İletimi, iletimler arasında bir duraklamayı garanti eden bir durdurma biti ile tamamlar. Bir sonraki baytın başlangıç ​​biti, durdurma bitinden sonra herhangi bir anda gönderilir, yani iletimler arasında isteğe bağlı uzunlukta duraklamalar mümkündür. Her zaman kesin olarak tanımlanmış bir değere (mantık 0) sahip olan başlangıç ​​biti, alıcıyı vericiden gelen sinyalle senkronize etmek için basit bir mekanizma sağlar. Alıcı ve vericinin aynı baud hızında çalıştığı varsayılır. Alıcının dahili saati, başlangıç ​​biti alındığında sıfırlanan bir referans frekans bölücü sayacı kullanır. Bu sayaç, alıcının müteakip alınan bitlere mandalladığı dahili flaşlar üretir. İdeal olarak, flaşlar, alıcı ve verici oranları arasında hafif bir uyumsuzluk olsa bile verilerin alınmasına izin veren bit aralıklarının ortasında bulunur. Açıktır ki, 8 veri biti, bir kontrol biti ve bir durdurma biti iletirken, verilerin doğru olarak tanınacağı izin verilen maksimum hız uyumsuzluğu %5'i aşamaz. Dahili senkronizasyon sayacının faz bozulması ve ayrıklığı hesaba katıldığında, daha küçük bir frekans sapmasına fiilen izin verilir. Dahili osilatörün referans frekansının bölme faktörü ne kadar düşükse (iletim frekansı o kadar yüksek), flaşların bit aralığının ortasına hizalanmasındaki hata o kadar büyük ve frekans tutarlılığı gereksinimleri daha katı hale gelir. İletim frekansı ne kadar yüksek olursa, alınan sinyalin fazı üzerindeki kenar bozulmalarının etkisi o kadar büyük olur. Bu faktörlerin etkileşimi, değişim frekansındaki bir artışla alıcı ve vericinin frekanslarının tutarlılığı için gereksinimlerin artmasına neden olur.

Şekil 7. Asenkron iletim formatı RS-232C

Eşzamansız gönderme biçimi, olası aktarım hatalarını algılamanıza olanak tanır.

• Bir mesajın başlangıcını bildiren bir düşüş alınırsa ve başlatma biti flaşıyla bir mantık-bir seviyesi sabitlenirse, başlatma biti yanlış kabul edilir ve alıcı tekrar bekleme durumuna geçer. Alıcı bu hatayı bildirmeyebilir.
• Durdurma biti süresi sırasında bir mantık sıfır seviyesi algılanırsa, bir durdurma biti hatası oluşturulur.
• Parite kullanılıyorsa, veri biti gönderildikten sonra bir kontrol biti iletilir. Bu bit, kabul edilen kurala bağlı olarak, tek veri bitlerinin sayısını tek veya çift olarak doldurur. Hatalı bir kontrol biti değerine sahip bir bayt alımı, bir hata düzeltmesine yol açar.
• Biçim kontrolü, bir satır kesintisinin saptanmasına izin verir: bir kural olarak, bir kesintide, alıcı, önce bir başlangıç ​​biti ve sıfır veri biti olarak yorumlanan bir mantıksal sıfır "görür", ancak daha sonra durdurma biti kontrolü tetiklenir.

Asenkron mod için bir dizi standart baud hızı kabul edilir: 50, 75, 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600 ve 115200 bps. Bazen bit / s yerine baud kullanılır, ancak ikili iletilen sinyaller düşünüldüğünde bu doğru değildir. Baud'da, hat durumu değişikliğinin frekansını ve iletişim kanalında ikili olmayan bir kodlama yöntemiyle (modern modemlerde yaygın olarak kullanılır) ölçmek gelenekseldir, bit hızı (bit / s) ve sinyal değişiklikleri (baud) birkaç kez farklılık gösterebilir.

Veri bitlerinin sayısı 5, 6, 7 veya 8 olabilir (5 ve 6 bit biçimleri çok yaygın değildir). Durdurma bitlerinin sayısı 1, 1,5 veya 2 olabilir (“bir buçuk bit” yalnızca durma aralığının uzunluğu anlamına gelir).

Veri akışı kontrolü

Veri akışını kontrol etmek için (Akış Kontrolü) iki protokol seçeneği kullanılabilir - donanım ve yazılım. Bazen akış kontrolü el sıkışma ile karıştırılır. El sıkışma, bir öğenin alındığına dair bir bildirim gönderilmesi anlamına gelirken, akış kontrolü, verilerin daha sonra alınabileceği veya alınamayacağı konusunda bir bildirim göndermeyi içerir. Çoğu zaman, akış kontrolü bir el sıkışma mekanizmasına dayanır.

Donanım akış kontrolü (RTS / CTS), alıcı bunu almaya hazır değilse veri iletimini durdurmak için CTS sinyalini kullanır (Şekil 8). Verici sonraki baytı yalnızca CTS hattı açıkken "serbest bırakır". Halihazırda iletilmeye başlanmış bir bayt, CTS sinyali tarafından geciktirilemez (bu, mesajın bütünlüğünü garanti eder). Donanım protokolü, alıcı durumuna en hızlı verici yanıtını sağlar. Asenkron alıcı-verici mikro devrelerinin alıcı kısmında en az iki kaydı vardır - bir sonraki mesajı almak için bir kaydırma kaydı ve alınan baytın okunduğu bir depolama kaydı. Bu, veri kaybı olmadan donanım protokolünü kullanarak değişimi gerçekleştirmeyi mümkün kılar.

Şekil 8. Donanım akış kontrolü

Donanım protokolü, destekliyorlarsa yazıcıları ve çizicileri bağlarken kullanışlıdır. İki bilgisayarı doğrudan (modemler olmadan) bağlarken, donanım protokolü RTS'den CTS'ye geçiş gerektirir.

Doğrudan bağlantı ile, verici terminalin CTS hattında (kendi RTS-CTS hatlarını bağlayarak) "açık" durumu olmalıdır, aksi takdirde verici "sessiz" olacaktır.

IBM PC'de kullanılan 8250/16450/16550 alıcı-vericileri, donanımdaki CTS sinyalini işlemez, sadece durumunu MSR kaydında gösterir. RTS / CTS protokolünün uygulanması, BIOS Int 14h sürücüsüne atanmıştır ve buna “donanım” demek tamamen doğru değildir. COM bağlantı noktasını kullanan program kayıt düzeyinde (BIOS aracılığıyla değil) UART ile etkileşime giriyorsa, bu protokolün kendisini desteklemek için CTS sinyalinin işlenmesini gerçekleştirir. Bir dizi iletişim programı, CTS sinyalinin yok sayılmasına izin verir (bir modem kullanılmadığı sürece) ve CTS girişinin RTS sinyalinin çıkışına bile bağlanmasını gerektirmez. Ancak, CTS sinyalinin donanımda işlendiği başka alıcı-vericiler (örneğin, 8251) vardır. Onlar için ve "dürüst" programlar için, konektörlerde (ve hatta kablolarda) CTS sinyalinin kullanılması zorunludur.

XON / XOFF yazılım akış kontrol protokolü, çift yönlü bir veri bağlantısını varsayar. Protokol şu şekilde çalışır: Verileri alan cihaz, daha fazla alamama nedenlerini tespit ederse, ters seri kanalda XOFF bayt sembolünü (13h) gönderir. Bu karakteri alan karşı cihaz, iletimi askıya alır. Alıcı cihaz tekrar veri almaya hazır hale geldiğinde, bir XON (11h) karakteri gönderir ve bu karakter alındıktan sonra diğer cihaz iletime devam eder. Donanım protokolüne kıyasla alıcının durumundaki bir değişikliğe vericinin tepki süresi, en azından bir karakter (XON veya XOFF) iletmek için geçen süre artı verici yazılımının bir almak için tepki süresi kadar artar. karakter (Şek. 9). Bundan, kayıpsız verilerin yalnızca alınan verilerin ek bir arabelleğine sahip bir alıcı tarafından alınabileceği ve önceden hazır olmadığını (arabellekte boş alana sahip) sinyaller alabileceği sonucu çıkar.

Şekil 9. XON / XOFF yazılım akış kontrolü

Yazılım protokolünün avantajı, arayüz kontrol sinyallerinin iletilmesine gerek olmamasıdır - iki yönlü değişim için minimum kablo sadece 3 kabloya sahip olabilir (bkz. Şekil 5, a). Bir tamponun zorunlu mevcudiyetine ve daha uzun bir yanıt süresine (XON sinyalini beklemekten dolayı kanalın genel performansını düşürme) ek olarak dezavantaj, tam çift yönlü değişim modunun uygulanmasının karmaşıklığıdır. Bu durumda, iletilen karakter kümesini sınırlayan, alınan veri akışından akış kontrol karakterlerinin çıkarılması (ve işlenmesi) gerekir.

Hem CP hem de işletim sistemi tarafından desteklenen bu iki ortak standart protokole ek olarak, başkaları da vardır.

Rs-232 Geçen yüzyılın 60'larında harici cihazları (yazıcı, tarayıcı, fare vb.) Bir bilgisayara ve ayrıca bilgisayara bağlamak için geliştirilen standardın adı (RS önerilen standarttır, 232 numarasıdır). bilgisayarları birbirine bağlamak. RS-232 arabirimi iki tür cihazı bağlamak için tasarlanmıştır: terminal ve iletişim. Bilgisayar gibi terminal ekipmanı (DTE), bir seri arabirim üzerinden veri gönderebilir veya alabilir. İletişim ekipmanı (DCE), seri veri iletimini pratik olarak uygulayabilen bir cihaz olarak anlaşılır.

Çoğu zaman, bir modem, telefon hatlarını kullanarak bilgi alışverişini organize eden bir DCE olarak kullanılır. İki DTE cihazını, örneğin bilgisayarları, modem kullanmadan doğrudan RS-232 arabirimini kullanarak bağlamak da mümkündür. RS-232 standardı, sinyallerin türlerini ve parametrelerini, iletim yöntemlerini, konektör türlerini tanımlar.

KonnektörlerRs-232. 25 pimli DB-25 konektörü veya DB-9'un daha küçük 9 pimli versiyonu kullanılır.

sinyallerRs-232. Standart, asenkron ve senkronize değişim modları sağlar, ancak şu anda pratikte sadece asenkron kullanılmaktadır, özellikle COM portları sadece asenkron modu desteklediğinden. Arayüzde iki satır seri veri sinyali vardır: TxD - iletilen ve RxD - alınan ve ayrıca birkaç kontrol sinyali satırı: RTS ve CTS - ilk el sıkışma çifti, DTR ve DSR - ikinci el sıkışma çifti, DCD ve RI - modem durum sinyalleri. Ortak bir SG sinyali topraklaması ve PG koruyucu topraklama (muhafaza) vardır.

Arayüz, tek uçlu vericiler ve alıcılar ile dengesiz bir sinyalleme yöntemi kullanır. Verici ve alıcının bağlantısı Şekil 2'de gösterilmektedir. 14.1, aşağıdaki kuralların kabul edildiği yerlerde: T (Verici) - verici; R (Alıcı) - alıcı; TI (VericiGirişi) - vericinin dijital girişi; RO (Alıcı Çıkışı) - alıcının dijital çıkışı; UT - hat voltajı vericinin çıkışı ve UR ​​- alıcının girişinde.

Pirinç. 14.1. RS-232 arayüzünde verici ve alıcının bağlanması

Vericilerin çıkışlarındaki sinyal seviyeleri, mantıksal 1'i temsil etmek için -15 ila -5 V aralığında ve mantıksal bir 0'ı temsil etmek için +5 ila +15 V aralığında olmalıdır. Pratikte, mantıksal sinyal seviyeleri ± 12 V'u geçmez.

Veri aktarım biçimleri. RS-232 arabirimi, asenkron bir seri veri aktarım yöntemi kullanır. Mesaj iletimi olmadığında, veri hatları mantıksal 1 durumundadır. Mesajlar çerçeveler içinde iletilir. Her çerçeve bir başlangıç ​​biti, veri bitleri, bir eşlik biti ve bitiş bitlerinden oluşur. Başlangıç ​​biti her zaman bir mantık düzeyine sahiptir. Standarda göre veri bitlerinin sayısı 5, 6, 7 ve 8 olabilir. Çoğu zaman 8 veya 7 bit kullanılır. Durdurma bitlerinin sayısı: 1 veya 2. Durdurma bitleri her zaman mantık seviyesindedir. Veri bitleri, en az anlamlı olandan başlayarak iletilir. RS-232'deki baud hızı şu aralıktan seçilebilir: 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 bps. Alıcı jeneratörünün senkronizasyonu, başlangıç ​​bitinin vericiden iletişim hattından geldiği anda gerçekleştirilir.

Paralel verileri seriye ve tam tersine dönüştürmek için, RS-232 arayüzüne bağlı cihazların evrensel bir asenkron UART alıcı-verici modülüne sahip olması gerekir. Bu modül, kural olarak, TTL seviyesindeki sinyallerle çalışır. Bu sinyalleri RS-232 seviyelerine dönüştürmek için vericiler ve alıcılar kullanılır ve bunun tersi de geçerlidir.

Arayüz cihazlarının bağlanması. RS-232 standardı, DTE ve DCE cihazlarının konektörlerinin pinlerinin doğrudan bağlantısını varsayar. DTE ekipmanı, örneğin, iki bilgisayar modem olmadan bağlanırsa, konektörleri boş bir modem kablosuyla birlikte bağlanır. Bu durumda, birkaç bağlantı seçeneği mümkündür. İncirde. a tam bir el sıkışma protokolü ile bir bağlantıyı gösterir. Kablonun 7 teli gerektirir. İncirde. b, çift yönlü iletişim için yalnızca üç kablo teli gerektiren boş modem bağlantısına bir örnektir. Cihazların arayüz üzerinden veri iletebilmeleri için RTS çıkışları CTS girişlerine, DTR çıkışları ise DSR ve DCD girişlerine bağlanır. Böylece hem DTE-1 hem de DTE-2 her zaman iletim için hazır olacaktır.

Bilgisayarları boş modem kablosuyla bağlama:

a) - tam bir alındı ​​protokolü ile; b) - onay sinyalleri olmadan

Veri akışı kontrolü veri iletimini kaybetmeden durdurma ve sonra devam ettirme yeteneği anlamına gelir. İki protokol seçeneği kullanılabilir: donanım ve yazılım.

Donanım akış kontrol protokolü tipik olarak bir RTS / CTS el sıkışma sinyal çifti kullanır. Bu durumda, bir cihazın konektörünün RTS pini, diğer cihazın konektörünün CTS pinine bağlanır. İncirde. 14.3'te a, bir DTE-1 cihazının (örneğin bir bilgisayar) bir DTE-2 cihazına (örneğin bir yazıcı veya kontrolör) tek yönlü iletimde bağlanmasına ilişkin bir diyagramı göstermektedir.

Alıcı (DTE-2) almaya hazır olduğunda, RTS konnektör pininde bir sinyal verir. Bu sinyali konektörünün CTS pininde alan verici (DTE-1), bir sonraki veri baytını iletir. Verici konektöründeki CTS sinyali temizlenirse iletimi durdurur. Halihazırda iletilmeye başlanmış bir mesaj, CTS sinyali tarafından geciktirilemez. Çift yönlü aktarım (tam çift yönlü) gerekiyorsa, donanım protokolü, Şekil 2'de gösterildiği gibi RTS ve CTS hatlarının çapraz bağlantısını gerektirir. 14.3, b.

Yazılım akış kontrol protokolü, XOFF iletimini durdurmak ve XON iletimini sürdürmek için özel karakterleri gönderen alıcı uçtan oluşur. Bu, çift yönlü bir veri değişim kanalının varlığını varsayar. Bu protokolün işleyişi aşağıdaki gibi açıklanabilir. Verici, TxD pinine veri gönderir ve alıcı bunu konektörünün RxD pininden alır. Alıcı cihaz veri alamıyorsa, iletişim hattına (TxD pin) bir XOFF bayt sembolü gönderir. Bu karakteri RxD pininden alan verici iletimi durdurur. Ardından alıcı cihaz tekrar veri almaya hazır olduğunda XON byte karakteri gönderir. Bunu aldıktan sonra, verici cihaz iletimi sürdürür.

Pirinç. 14.3. İki DTE'nin RTS / CTS donanım akış kontrol protokolü ile bağlantısı: a) - tek yönlü aktarım ile; b) - iki yönlü şanzıman ile

Bağlantı kablosunun uzunluğu. Kablonun uzunluğu maksimum veri aktarım hızını etkiler. Standart bir kablonun maksimum uzunluğu, 19200 bps baud hızında 15 metredir. İletim hızını azaltarak, kablo uzunluğu önemli ölçüde artırılabilir.

Arayüzün avantajları Rs -232 : bu standardı kullanan geniş bir işletim ekipmanı filosu; bağlantı kablosunun basitliği ve düşük maliyeti; arayüzle çalışmak için yazılımın basitliği ve kullanılabilirliği.

Arayüzün dezavantajları : düşük döviz kuru; bağlantı kablosunun kısa uzunluğu; düşük gürültü bağışıklığı; arayüz, kural olarak sadece iki cihazı (verici ve alıcı) bağlamak için tasarlanmıştır.