Последовательный интерфейс

Лабораторная работа

Исследование портов последовательной передачи данных

Цель работы: изучить протокол организации обмена, аппаратную реализацию, исследовать режимы работы и особенности сопряжения устройств с СОМ-портами.

Назначение: последовательный или СОМ-портпредназначен для организации обмена информацией устройств, использующих последовательный способ передачи данных с персональным компьютером типа IBM РС. Порт последовательной передачи данных называют ещё портом RS-232С или асинхронным адаптером RS-232С. Компьютер IBM РС поддерживает интерфейс RS-232С не в полной мере, то есть разъём, обозначенный на корпусе компьютера как порт последовательной передачи данных, содержит некоторые из сигналов, входящих в интерфейс RS-232С и имеющих соответствующие этому стандарту уровни напряжения.

В настоящее время порт последовательной передачи данных используется довольно широко, в частности:

- для подключения мыши;

- для подключения графопостроителей, сканеров, принтеров, дигитайзеров;

- для связи двух компьютеров с использованием специального кабеля;

- для подключения модемов;

- для подключения к сети персональных компьютеров.

Последовательный интерфейс

Последовательный интерфейс для передачи данных в одну сторону использует одну сигнальную линию, по которой информационные биты передаются друг за другом последовательно. Такой способ передачи и определяет название интерфейса и порта, его реализующего. Последовательная передача данных может осуществляться как в асинхронном, так и в синхронном режимах.

Формат асинхронной передачи представлен на рисунке 1.

Старт бит стоп

бит паритета бит

лог.0 возможно

0 начало

0 1 2 3 4 5 6 7 Р следующей передачи

лог.1

внутренние

стробы

Рис. 1 Формат асинхронной передачи

Старт-бит, имеющий всегда значение логического нуля, обеспечивает простой механизм синхронизации приёмника по сигналу от передатчика. По приёму старт-бита счётчик-делитель опорной частоты приёмника обнуляется и начинает генерировать строб импульсы, по которым фиксирует последующие принимаемые биты. Очевидно, допустимое рассогласование скоростей, при котором данные будут приняты верно при формате 8 бит данных, бита паритета и одного стоп-бита не может превышать 5%. Реально рассогласование частот должно быть ещё меньше. С повышением частоты передачи требования к согласованности частот передатчика и приёмника более строгие.

Формат асинхронной посылки позволяет выявлять возможные ошибки передачи:

- нарушение паритета при неправильно принятом значении контрольного бита;

- ошибка формата, если при обнаружении перепада, сигнализирующего о начале посылки по стробу стоп-бита, зафиксирован уровень логической единицы;

- если во время, отведённое под стоп-биты, обнаружен уровень логического нуля (то же ошибка формата).

Контроль формата позволяет обнаруживать обрыв линии. При этом обычно принимается логический ноль, который сначала трактуется как старт-бит и нулевые биты данных, но потом срабатывает контроль стоп-бита.

Для асинхронного режима принят ряд стандартных скоростей обмена: 50, 75, 110, 150, 300 и далее с удвоением до 115200 бит/с. Количество стоп-бит может быть 1; 1,5; 2.

Асинхронный обмен в РС реализуется с помощью СОМ-порта с использованием протокола RS-232С.

Синхронный режим передачи предполагает постоянную активность канала связи. Посылка начинается с синхробайта, за которым вплотную следует поток информационных бит. Если из передатчика нет данных для передачи, он заполняет паузу непрерывной посылкой байтов синхронизации. Обязательна внешняя синхронизация приёмника с передатчиком, обычно с помощью отдельной линии для передачи сигнала синхронизации, либо с использованием самосинхронизирующего кодирования данных, при котором на приёмной стороне из принятого сигнала могут быть выделены и импульсы синхронизации. Из синхронных адаптеров в настоящее время чаще применяются адаптеры интерфейса V35.

Последовательный интерфейс на физическом уровне может иметь различные реализации, различающиеся способами передачи электрических сигналов. Существует ряд родственных международных стандартов: RS-232С, RS-423А, RS-422А и RS-485, которые отличаются схемами соединения передатчика с приёмником, длиной линии и максимальной скоростью передачи данных.

В РС наибольшее распространение получил простейший из этих – стандарт RS-232С: длина L £ 15 м, скорость передачи V = 20 Кбит/с (рисунок 2).

Рис 2. Схема соединения приёмника и передатчика RS-232С

Дата добавления: 2015-08-27