|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Adattatore seriale asincrono per porta COM. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Компьютеры Concetti e termini di base Quasi ogni computer è dotato di almeno un adattatore seriale asincrono. Di solito si tratta di una scheda separata o posizionata direttamente sulla scheda madre del computer. È anche chiamato adattatore RS-232-C asincrono o porta RS-232-C. Ogni adattatore asincrono contiene solitamente diverse porte RS-232-C attraverso le quali è possibile collegare dispositivi esterni al computer. Ciascuna di queste porte corrisponde a diversi registri attraverso i quali il programma vi accede e ad una specifica linea IRQ per segnalare al computer un cambiamento nello stato della porta. Durante la procedura di avvio del BIOS, a ciascuna porta RS-232-C viene assegnato un nome logico COM1 - COM4 (numero porta COM 1 - 4). L'interfaccia RS-232-C è stata sviluppata dalla Electronic Industries Association (EIA) come standard per il collegamento di computer e varie periferiche seriali. Il PC IBM non supporta completamente l'interfaccia RS-232-C; piuttosto, il connettore contrassegnato sul case del computer come porta dati seriale contiene alcuni dei segnali inclusi nell'interfaccia RS-232-C e con livelli di tensione corrispondenti a questo standard. Al giorno d'oggi, la porta dati seriale è ampiamente utilizzata. Ecco un elenco non esaustivo delle applicazioni:
Concetti e termini di base La trasmissione seriale dei dati significa che i dati vengono trasmessi su un'unica linea. In questo caso i bit del byte di dati vengono trasmessi uno dopo l'altro utilizzando un unico filo. Per la sincronizzazione, un gruppo di bit di dati è solitamente preceduto da uno speciale bit di inizio, il gruppo di bit è seguito da un bit di parità e da uno o due bit di stop. A volte potrebbe mancare il bit di parità. Ciò è illustrato dalla figura seguente:
La figura mostra che lo stato iniziale della linea dati seriale è il livello logico 1. Questo stato della linea è chiamato contrassegnato - MARK. Quando inizia la trasmissione dei dati, il livello della linea passa a 0. Questo stato della linea è chiamato vuoto - SPAZIO. Se la linea rimane in questo stato per più di un certo tempo, si considera che la linea sia entrata nello stato BREAK. Il bit di avvio START segnala l'inizio del trasferimento dei dati. Successivamente vengono trasmessi i bit di dati, prima quelli meno significativi, poi quelli più significativi. Se viene utilizzato il bit di parità P, viene trasmesso anche quello. Il bit di parità è impostato in modo che il numero totale di uno (o zeri) in un pacchetto di bit sia pari o dispari, a seconda di come sono impostati i registri della porta. Questo bit viene utilizzato per rilevare errori che possono verificarsi durante la trasmissione dei dati a causa di interferenze sulla linea. Il dispositivo ricevente ricalcola la parità dei dati e confronta il risultato con il bit di parità ricevuto. Se la parità non corrisponde, si ritiene che i dati siano stati trasmessi con un errore. Naturalmente, un tale algoritmo non fornisce una garanzia al XNUMX% di rilevamento degli errori. Pertanto, se durante la trasmissione dei dati viene modificato un numero pari di bit, la parità viene preservata e l'errore non verrà rilevato. Pertanto, in pratica, vengono utilizzati metodi di rilevamento degli errori più complessi. Alla fine vengono inviati uno o due bit STOP per completare il trasferimento dei byte. Quindi, prima che arrivi il bit di avvio successivo, la linea torna allo stato MARK. L'uso del bit di parità, dei bit di inizio e dei bit di stop determina il formato di trasmissione dei dati. Ovviamente, trasmettitore e ricevitore devono utilizzare lo stesso formato dati, altrimenti lo scambio non sarà possibile. Un'altra caratteristica importante è la velocità di trasferimento dei dati. Deve essere lo stesso anche per il trasmettitore e il ricevitore. La velocità di trasferimento dei dati viene solitamente misurata in baud (dal nome dell'inventore francese della macchina telegrafica Emile Baudot - E. Baudot). I baud determinano il numero di bit trasmessi al secondo. Vengono presi in considerazione anche i bit di avvio/arresto e il bit di parità. A volte viene utilizzato un altro termine: bit al secondo (bps). Qui intendiamo la velocità di trasferimento dati effettiva, esclusi i bit di sovraccarico. Implementazione hardware Il tuo computer potrebbe avere una o due porte seriali. Queste porte si trovano sulla scheda madre o su una scheda separata che si inserisce negli slot di espansione della scheda madre. Esistono anche schede contenenti quattro o otto porte dati seriali. Vengono spesso utilizzati per collegare più computer o terminali a un computer centrale. Queste schede sono chiamate multiporta." La porta dati seriale si basa sul chip Intel 8250 o sui suoi analoghi moderni: Intel 16450, 16550, 16550A. Questo chip è un ricetrasmettitore asincrono universale (UART - Trasmettitore ricevitore asincrono universale). Il chip contiene diversi registri interni accessibili tramite comandi I/O. Il chip 8250 contiene i registri del trasmettitore e del ricevitore dei dati. Quando un byte viene trasmesso, viene scritto nel registro buffer del trasmettitore, da dove viene poi scritto nel registro a scorrimento del trasmettitore. Il byte viene spostato bit per bit fuori dal registro a scorrimento, così come ci sono i registri a scorrimento e buffer del ricevitore. Il programma ha accesso solo ai registri del buffer, copia le informazioni sui registri a scorrimento e il processo di spostamento viene eseguito automaticamente dal chip UART. I registri che controllano la porta seriale asincrona verranno descritti nel prossimo capitolo. La porta seriale asincrona è collegata a dispositivi esterni tramite un apposito connettore. Esistono due standard per i connettori di interfaccia RS-232-C, sono DB25 e DB9. Il primo connettore ha 25 pin e il secondo ha 9 pin. Ecco la piedinatura del connettore seriale DB25:
Insieme al connettore a 25 pin, viene spesso utilizzato un connettore a 9 pin:
Solo due pin di questi connettori vengono utilizzati per la trasmissione e la ricezione dei dati. Il resto trasmette vari segnali ausiliari e di controllo. In pratica, il collegamento di un particolare dispositivo può richiedere un numero diverso di segnali. L'interfaccia RS-232-C definisce lo scambio tra due tipi di dispositivi: DTE (Data Terminal Equipment - dispositivo terminale) e DCE (Data Communication Equipment - dispositivo di comunicazione). Nella maggior parte dei casi, ma non sempre, il computer è un dispositivo terminale. Modem, stampanti, plotter sono sempre dispositivi di comunicazione. Consideriamo ora più in dettaglio i segnali dell'interfaccia RS-232-C. Segnali di interfaccia RS-232-C Qui considereremo l'interazione tra un computer e un modem, nonché due computer direttamente collegati tra loro. Per prima cosa, vediamo come il computer si connette al modem. Gli ingressi TD e RD sono utilizzati in modo diverso dai dispositivi DTE e DCE. Il dispositivo DTE utilizza l'ingresso TD per trasmettere dati e l'ingresso RD per ricevere dati. Al contrario, un dispositivo DCE utilizza l'ingresso TD per la ricezione e l'ingresso RD per la trasmissione dei dati. Pertanto, per collegare il dispositivo terminale e il dispositivo di comunicazione, i pin dei relativi connettori devono essere collegati direttamente:
Anche le restanti linee durante il collegamento del computer e del modem devono essere collegate come segue:
Considera il processo di handshake tra un computer e un modem. All'inizio di una sessione di comunicazione, il computer deve assicurarsi che il modem possa effettuare una chiamata (è funzionante). Quindi, dopo aver chiamato l'abbonato, il modem deve informare il computer che ha effettuato una connessione al sistema remoto. Più in dettaglio, ciò avviene come segue. Il computer segnala sulla linea DTR per indicare al modem che è pronto per condurre una sessione di comunicazione. In risposta, il modem invia un segnale sulla linea DSR. Quando un modem ha effettuato una connessione a un altro modem remoto, invia un segnale sulla linea DCD per informare il computer. Se la tensione sulla linea DTR diminuisce, questo indica al modem che il computer non può più continuare la sessione di comunicazione, ad esempio perché il computer è spento. In questo caso, il modem interromperà la connessione. Se la tensione sulla linea DCD scende, questo indica al computer che il modem ha perso la connessione e non può più continuare la connessione. In entrambi i casi, questi segnali danno una risposta alla presenza di comunicazione tra il modem e il computer. Ora abbiamo esaminato il livello più basso di controllo della comunicazione: la stretta di mano. Esiste un livello superiore utilizzato per controllare la velocità di trasmissione, ma anche questo è implementato nell'hardware. In pratica, il controllo della velocità dei dati (controllo del flusso) è necessario quando grandi quantità di dati vengono trasferite ad alta velocità. Quando un sistema tenta di trasmettere dati a una velocità superiore a quella gestibile dal sistema ricevente, il risultato potrebbe essere la perdita di alcuni dati trasmessi. Per evitare che vengano trasmessi più dati di quelli che possono essere elaborati, viene utilizzato un controllo della comunicazione chiamato handshake con controllo del flusso. Lo standard RS-232-C definisce il controllo del flusso solo per una connessione half-duplex. Una connessione half-duplex è quella in cui In qualsiasi momento, i dati possono essere trasmessi solo in una direzione. Tuttavia, in realtà, questo meccanismo viene utilizzato anche per le connessioni duplex, quando i dati vengono trasmessi lungo una linea di comunicazione contemporaneamente in due direzioni. Controllo del flusso Nelle connessioni half-duplex il dispositivo DTE emette un segnale RTS quando desidera trasmettere dati. Il DCE risponde con un segnale sulla linea CTS quando è pronto e il DTE inizia a trasmettere i dati. Fino a quando entrambi i segnali RTS e CTS sono attivi, solo il DCE può trasmettere dati. Nelle connessioni full-duplex i segnali RTS/CTS hanno significati opposti rispetto a quelli che avevano nelle connessioni half-duplex. Quando il DTE può ricevere dati, invia un segnale sulla linea RTS. Se il DCE è quindi pronto a ricevere i dati, restituisce un segnale CTS. Se la tensione sulle linee RTS o CTS diminuisce, indica al sistema mittente che il sistema ricevente non è pronto a ricevere i dati. Di seguito riportiamo uno stralcio del dialogo tra computer e modem che avviene durante lo scambio di dati.
Naturalmente, tutto questo suona bene. In pratica, non tutto è così semplice. Non è difficile collegare un computer e un modem, poiché l'interfaccia RS-232-C è progettata proprio per questo. Ma se vuoi collegare due computer insieme usando lo stesso cavo che hai usato per collegare il modem e il computer, allora avrai dei problemi. Per collegare due dispositivi terminali - due computer - è necessario almeno un collegamento incrociato delle linee TR e RD:
Tuttavia, nella maggior parte dei casi ciò non è sufficiente, poiché per i dispositivi DTE e DCE le funzioni svolte dalle linee DSR, DTR, DCD, CTS e RTS sono asimmetriche. Il dispositivo DTE emette il segnale DTR e attende di ricevere i segnali DSR e DCD. A sua volta il dispositivo DCE fornisce i segnali DSR, DCD e attende il segnale DTR. Pertanto, se colleghi due dispositivi DTE insieme con il cavo utilizzato per collegare i dispositivi DTE e DCE, non saranno in grado di comunicare tra loro. Il processo di handshake non verrà completato. Passiamo ora ai segnali di controllo del flusso RTS e CTS. A volte, per collegare due dispositivi DTE, queste linee sono collegate insieme a ciascuna estremità del cavo. Il risultato è che l'altro dispositivo è sempre pronto a ricevere dati. Pertanto, se ad una velocità di trasmissione elevata il dispositivo ricevente non ha il tempo di ricevere ed elaborare i dati, è possibile la perdita di dati. Per risolvere tutti questi problemi, viene utilizzato un cavo speciale, comunemente chiamato null modem, per collegare due dispositivi DTE. Avendo due connettori e un cavo, puoi saldarlo facilmente da solo utilizzando i seguenti schemi.
Per completare il quadro consideriamo un ulteriore aspetto legato al collegamento meccanico delle porte RS-232-C. A causa della presenza di due tipi di connettori - DB25 e DB9 - spesso sono necessari adattatori da un tipo di connettore all'altro. Ad esempio, è possibile utilizzare un adattatore di questo tipo per collegare la porta COM del computer e un cavo null modem se il computer dispone di un connettore DB25 e il cavo termina con connettori DB9. Mostriamo uno schema di tale adattatore nella figura seguente:
Si noti che molti dispositivi (come terminali e modem) consentono di controllare lo stato delle singole linee RS-232-C tramite DIP switch interni. Questi interruttori possono cambiare il loro significato su diversi modelli di modem. Pertanto, per utilizzarli, dovresti studiare la documentazione del modem. Ad esempio, per i modem compatibili Hayes, se l'interruttore 1 è in posizione "giù", significa che il modem non verificherà la presenza di un segnale DTR. Di conseguenza, il modem potrebbe rispondere alle chiamate in arrivo anche se il computer non chiede al modem di stabilire una connessione. Parametri tecnici dell'interfaccia RS-232-C Quando si trasmettono dati su lunghe distanze senza l'uso di apparecchiature speciali, potrebbero verificarsi errori dovuti alle interferenze indotte dai campi elettromagnetici. Di conseguenza, vengono imposte restrizioni sulla lunghezza del cavo di collegamento tra i dispositivi DTR-DTR e DTR-DCE. Il limite di lunghezza ufficiale per il cavo di collegamento RS-232-C è di 15,24 metri. Tuttavia, in pratica questa distanza può essere molto maggiore. Dipende direttamente dalla velocità di trasferimento dati. Secondo McNamara (Technical Aspects of Data Communications, Digital Press, 1982) si definiscono i seguenti valori:
I livelli di tensione sulle linee del connettore sono -15..-3 volt per lo zero logico e +3..+15 volt per uno logico. L'intervallo da -3 a +3 volt corrisponde ad un valore indefinito. Se colleghi dispositivi esterni al connettore dell'interfaccia RS-232-C (così come quando colleghi due computer con un modem nullo), spegni prima lui e il computer e rimuovi anche la carica statica (collegando la terra). In caso contrario, l'adattatore asincrono potrebbe danneggiarsi. La terra del computer e la terra del dispositivo esterno devono essere collegate insieme. Pubblicazione: cxem.net
Un nuovo modo di controllare e manipolare i segnali ottici
05.05.2024 Tastiera Seneca Premium
05.05.2024 Inaugurato l'osservatorio astronomico più alto del mondo
04.05.2024
▪ Punto di accesso esterno Zyxel 802.11ax (Wi-Fi 6) ▪ Miglioramento dell'affidabilità di potenti semiconduttori al carburo di silicio ▪ Saltare la colazione è pericoloso per il cuore ▪ I nanotubi di carbonio possono essere un forte cancerogeno ▪ L'idrogel e la luce solare possono dissalare l'acqua
▪ sezione del sito Medicina. Selezione dell'articolo ▪ articolo di James Richardson. Aforismi famosi ▪ articolo Cos'è una tromba marina? Risposta dettagliata ▪ articolo Bogorodskaya erba. Leggende, coltivazione, metodi di applicazione ▪ articolo Ripariamo GA da soli. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Homepage | Biblioteca | Articoli | Mappa del sito | Recensioni del sito
www.diagram.com.ua |
Vedi altri articoli sezione 
Ultime notizie di scienza e tecnologia, nuova elettronica:
Tutte le lingue di questa pagina