Послідовний порт із інтерфейсом RS-232

Інтерфейс RS-232 призначений для підключення до комп ‘ютера стандартних зовнішніх пристроїв (принтера, сканера, модема, миші та ін.), а також для зв’язку комп’ютерів між собою. Дані в RS-232C передаються в послідовному коді побайтно. Кожний байт супроводжується стартовим і стоповими бітами. Дані можуть передаватися як в один , так і в інший бік (дуплексний режим).
Комп’ютер має 25-контактний ( DB25P ) або 9-контактний (DB9P) роз’єм для підключення RS-232C. Призначення контактів роз’єму наведено в таб.2.1.
Таблиця 2-1 Призначення контактів роз’єму RS-232
Назва | Номер контакту | Призначення | Напрям
DCD | 1 | 8 | Зв`язок модемів встановлено | До ПЕВМ
RX | 2 | 3 | Прийняті дані | До ПЕВМ
ТХ | 3 | 2 | Передані дані | З ПЕВМ
DTR | 4 | 20 | Готовність ПЕВМ до роботи | З ПЕВМ
SG | 5 | 7 | Сигнальна земля | -----------
DSR | 6 | 6 | Готовність модему до роботи | До ПЕВМ
RTS | 7 | 4 | Запит на передачу | З ПЕВМ
CTS | 8 | 5 | Готовність модему до передачі | До ПЕВМ
RI | 9 | 2 | Індікатор виклику | До ПЕВМ
FG | --- | 1 | Захисна земля | -------
Для двонаправленої передачі частіше всього використовується трьохпровідний зв’язок. Для двохпровідної лінії зв’язку у випадку тільки однонаправленої передачі інформації використовуються тільки сигнали SG та TxD або SG та RхD. Всі 10 сигналів інтерфейсу можуть бути задіяні тільки при з’єднанні комп’ютера з модемом..
Формат даних, що передаються, показаний на рис.2.1. Власне дані супроводжуються стартовим бітом, бітом парності ( біт парності може бути відсутнім ) і одним або двома стоповими бітами.
Отримавши стартовий біт, приймач вибирає з лінії біти даних через визначені інтервали часу.
Тактові частоти приймача і передавача обов’язково повинні бути однакові (припустима розбіжність –не більше 10%). Швидкість передачі
+8…12 В

відсутність відсутність сигналу
сигналу -8…-12 В
старт-біт 8 біт даних 1-2 стоп-біти
біт парності (якщо є)
Рис.2.1 Формат передавання даних інтерфейсу RS-232
по інтерфейсу RS-232C може вибиратися з ряду : 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 біт/с.
Всі сигнали RS-232C передаються спеціально вибраними рівнями, якй забезпечують високу завадостійкість зв’язку ( рис.2.1 ). Дані передаються у інверсному коді ( логічній одиниці відповідає низький рівень, представлений напругою –8…-12 В, логічному нулю - високий рівень із напругою +8…+12 В ).
Обмін по RS-232C здійснюється за допомогою звернень до спеціально виділених для цього портів СОМ1 ( адреси 3F8h…3FFh, переривання ІRQ4 ), COM2 ( адреси 2F8h…2FFh, переривання ІRQ3 ), COM3 ( адреса 3E8h…3EFh, переривання ІRQ10 ), COM4 ( адреси 2E8h…2EFh, переривання ІRQ11 ).
Призначення портів із відповідними адресами для портів СОМ1…СОМ4 є повністю аналогічними ( наприклад, функціонально аналогічними є порти із адресами 3F8h, F8h, 3E8h, E8h ). Призначення бітів портів 3F8 та 3F9 залежить від значення спеціального біту керування , що записаний у 7 розряді порту 3FB ( тут і далі розглядається порт СОМ1, маючи на увазі, що для СОМ2…СОМ4 все робиться аналогічно ).
При нульовому значекнні керуючого біту порт 3F8 служить для запису в нього байту даних, що передається і читання з нього байту, що приймається. При одиничному значенні керуючого біту цей порт використовується для запису в нього молодшого байта коду поділювача частоти тактового генератора , який визначає швидкість передачі та
прийому. Зв’язок цього коду та швидкості передачі V наведений в табл.2.2.
Таблиця 2-2 Залежність швидкості передачі від коду поділювача
Код ( h ) | 180 | С0 | 60 | 30 | 18 | С | 6 | 3 | 2 | 1
V, ( кбіт\с ) | 0,3 | 0,6 | 1,2 | 2,4 | 4,8 | 9,6 | 19,2 | 38,4 | 57,6 | 115,2
При значенні керуючого біту, що дорівнює одиниці порт 3F9 використовується для запису старшого байта коду поділювача частоти. При нульовому значенні керуючого біту цей порт використовується для керування перериваннями із форматом :
біт 0 : 1 – дозвіл переривання по закінченні приймання даних,
0 – заборона переривання,
біт 1 : 1 – дозвіл переривання по закінченні передавання даних,
0 – заборона переривання,
біт 2 : 1 – дозвіл переривання при виявленні помилки в лінії,
0 – заборона переривання,
біт 3 : 1 – дозвіл переривання при зміні вхідних керуючих сигналів RS-
232,
0 – заборона переривання,
біти 4…7 – не використовуються.
Порт 3FА є регістром ідентифікації переривання. Використовується тільки для читання. Його вміст вказує на причину переривання . Формат регістру наступний :
біт 0 : 1 – відсутні переривання, що вимагають обслуговування,
0 – є переривання, що вимагають обслуговування,
біти 1,2 : 00 – переповнення приймача, помилка парності або формату
даних при прийманні, скидання – читанням адреси 3FD,
01 – дані передані, скидання – записом до адреси 3F8,
10 – дані прийняті і є доступними для читання, скидання –
читанням з 3F8,
11 – зміна вхідних керуючих сигналів RS-232, скидання –
читанням з 3FE.
Порт 3FB - керуючий регістр, доступний для читання та запису. Його формат :
біти 0,1 : кількість біт даних, що передаються :
00 – 5 біт,
01 – 6 біт,
10 – 7 біт,
11 – 8 біт,
біт 2 : кількість стопових біт :
0 – 1 біт,
1 - 2 біти,
біти 3,4 : контроль парності : 0х – контроль парності не використовується,
10 – контроль на непарність,
11 – контроль на парність,
біт 5 : завдання контрольного біту :
1 – контрольний біт завжди рівний 0 ( якщо вибраний контроль на
парність ) або 1 ( якщо вибраний контроль на непарність ),
0 – контрольний біт не використовується,
біт 6 : 1 – постійне передавання нуля,
0 – нормальне передавання символів,
біт 7 : керуючий біт для вибору призначення портів 3F8 та 3F9.
Порт 3FC використовується для керування модемом . Керує станом управляючих ліній інтерфейсу RS-232. Застосовується доволі рідко. Його формат наведений нижче :
біт 0 : стан лінії DTR,
біт 1 : стан лінії RTS,
біт 2 : стан вихідного сигналу контролера послідовного інтерфейсу OUT1,
біт 3 : стан вихідного сигналу контролера послідовного інтерфейсу OUT2,
біт 4 : режим роботи контролера послідовного інтерфейсу :
0 – робочий,
1 – діагностичний,
біти 5…7 – не використовуються.
Порт 3FD - регістр стану лінії із форматом :
біт 0 : 1 – дані одержані і готові для читання, скидання – читанням даних,
0 – дані не одержані,
біт 1 : 1 – помилка переповнення при приймання ( новий байт прийнятий
раніше, ніж прочитаний попередній, попередній байт втрачається ),
0 – помилки переповнення немає,
біт 2 : 1 – помилка парності при прийманні,
0 – помилки парності при прийманні немає,
біт 3 : 1 – помилка синхронізації ( не прийнятий стоповий біт ),
0 – помилки синхронізації немає,
біт 4 : 1 – виявлений запит на припинення передавання ( постійне переда-
вання нуля ),
0 – запит на припинення передавання не виявлений,
біт 5 : 1 – буферний регістр передавання пустий ( можна записувати на-
ступний байт для передавання ),
0 – буферний регістр передавання заповнений,
біт 6 : 1 – регістр зсуву передавача пустий ( передавання завершене ),
0 – регістр зсуву передавача заповнений,
біт 7 : 1 – тайм – аут,
0 – нормальний режим роботи.
Порт 3FE - регістр стану модему із форматом :
біт 0 : лінія CTS змінила стан після попереднього читання з регістру ста-
ну модема,
біт 1 : лінія DSR змінила стан,
біт 2 : лінія RI змінила стан,
біт 3 : лінія DCD змінила стан,
біт 4 : стан лінії CTS,
біт 5 : стан лінії DSR,
біт 6 : стан лінії RI,
біт 7 : стан лінії DCD.
Для ініціалізації передачі даних необхідно записати дані за адресою 3F8 ( попередньо треба переконатися ,що буферний регістр передавача пустий ). Прийняті дані читаються з адреси 3F8 ( попередньо потрібно переконатися , що дані прийнято ).
Контролер послідовного інтерфейсу забезпечує дуплексний обмін даними , тобто можливо одночасно приймати і передавати дані. Але всі параметри обміну ( швидкість, формат знаку та ін.) для приймання та для передавання повинні бути однакові.
Для ініціалізації контролера послідовного інтерфейсу необхідно зробити наступні кроки :
записати за адресою 3FB керуючий байт з одиницею в 7 біті;
записати код поділювача частоти за адресами 3F8 та 3F9;
записати за адресою 3FB керуючий байт з пулем в 7 біті і з необхідними значеннями інших бітів;
записати керуючий байт за адресою 3F9;
записати керуючий байт за адресою 3FC.
2.2 Паралельний порт Centronics персонального комп’ютера
Інтерфейс Centronics та, відповідно, паралельний порт персонального комп’ютера орієнтовані на підключення принтера. Підтвердженням цьому є назва сигналів інтерфейсу – AVTO FD- автоматичний перевід паперу, РЕ- кінець паперу та ін. Однак при розробці нестандартних пристроїв для підключення до інтерфейсу Centronics його сигнали можуть бути використані довільно.
Призначення сигналів Centronics ( тип вихідних каскадів для всіх сигналів – ТТЛ ) описане нижче.
D0…D7 – 8-розрядна шина даних для передачі з комп’ютера до принтера. Логіка сигналів додатня..
STROBE – сигнал стробування даних. Дані дійсні як по передньому , так і по задньому фронту цього сигналу. Сигнал говорить приймачу (принтеру), що можна приймати дані.
-АСК – сигнал підтвердження прийняття даних та готовність приймача (принтера) прийняти наступні дані. Тобто тут реалізується асинхронний обмін.
BUSY – сигнал зайнятості принтера обробкою отриманих даних і неготовністю отримати наступні дані. Активний також при переході принтера в стан off-line або при похибці, а також при відсутності паперу. Комп’ютер починає новий цикл передачі тільки після зняття сигналів–
АСК та BUSY.
-АUTO FD – сигнал автоматичнго переходу строки. Отримавши його, принтер переводить каретку на у строку.
Решта сигналів не є взагалі обов’язковими.
РЕ – сигнал кінця паперу. Отримавши його,комп’ютер переходить в режим чекання. Якщо в принтер вставити аркуш паперу , то сигнал знімається.
SLCT – сигнал готовності приймача. За його допомогою принтер говорить про те, що він обраний і готовий до роботи. У багатьох принтерів має постійний високий рівень.
-SLCT IN – сигнал принтеру про те що він вибраний і відбудеться передача даних.
-ЕRROR – сигнал помилки принтера. Активний при внутрішній помилці, переході принтера в стан off-line та при відсутності паперу. Є одним із де-
Таблиця 2-3 Опис сигналів роз’єму паралельного порту
Контакт .комп’ютера | Ланцюг | І/О | Контакт принтера
1 | - STROBE | OUT | 1
2 | D0 | OUT | 2
3 | D1 | OUT | 3
4 | D2 | OUT | 4
5 | D3 | OUT | 5
6 | D4 | OUT | 6
7 | D5 | OUT | 7
8 | D6 | OUT | 8
9 | D7 | OUT | 9
10 | -ASK | IN | 10
11 | BUSY | IN | 11
12 | PE | IN | 12
13 | SLCT | IN | 13
14 | -AUTO FD | OUT | 14
15 | - ERROR | IN | 32
16 | - INIT | OUT | 31
17 | - SLCT IN | OUT | 36
18…25 | GND | ___ | 16, 17, 19 … 30, 33
кількох сигналів, що дублюють одне одного.
Перед початком циклу передачі даних комп’ютер повинен переконатися, що сигнали BUSY та АСК зняті. Після цього виставляються дані, формується строб, знімається строб та знімаються дані. Принтер повинен встигнути прийняти дані з вибраним темпом. При отриманні строба принтер формує сигнал BUSY, а після закінчення обробки даних виставляє сигнал –АСК, знімає BUSY та знімає –АСК. Після чого починається новий цикл.
Всі сигнали інтерфейсу Centronics розраховані на підключення одного стандартного входу ТТЛ. Максимальна довжина з’єднювального кабеля по стандарту – 1,8м.
Всі перераховані сигнали інтерфейсу , можна поділити на чотири групи :
1 – восьмирозрядна шина даних для запису з комп’ютера ( сигнали D0…D7 ) ;
2 – чотирирозрядна шина керування для запису з комп’ютера ( сигнали - ---STROBE, - AUTO FD, - INIT та -SLCT IN ) ;
3 – п’ятирозрядна шина стану для читання в комп’ютер ( сигнали – ACK, BUSY, PE, SLCT та – ERROR );
4 – шина “землі”.
Всі сигнали програмно доступні, що дозволяє реалізувати довільні протоколи інформаційного обміну в рамках наявного їх набору та швидкодії комп’ютера.
Найпростіший аналіз набору сигналів дозволяє виділити основну проблему, що виникає при спряженні пристроїв з інтерфейсом Centronics.
Поскільки шина даних є однонаправленою, що дозволяє використовувати її тільки на вивід , для вводу даних необхідно використовувати сигнали з п’ятирозрядної шини стану. Таким чином, якщо не застосовувати спеціальних дій , розрядність інформаційного обміну по читанню обмежена п’ятьма лініями.
Формування та прийом сигналів інтерфейсу Centronics відбувається шляхом запису та читання виділених для нього портів вводу/виводу. В комп’ютері може використовуватися три порти Centronics, позначених LPT1 ( базова адреса 378h ), LPT2 ( базова адреса 278h ) та LPT3 ( базова адреса 3BCh ).
Паралельний порт має три адреси в просторі пристроїв вводу-виводу комп’ютера : BASE – регістр даних, BASE + 1 – регістр стану,
BASE +2 – регістр керування.
Базова адреса порту використовується для передачі принтеру байта даних. Встановлені на лініях дані можна вважати з цього ж порту.
Наступна адреса ( базовий +1) служить для читання бітів стану принтера ( біт 3 відповідає сигналу –ERROR, біт 4 - сигналу SLCT, біт5 – сигналу РЕ, біт 6 – сигналу АСК, біт 7 – сигналу BUSY ). Остання адреса (базовий + 2 ) призначена для запису бітів керування принтером ( біт 0 відповідає сигналу – STROBE, біт 1 – сигналу – AUTO FD, біт 2 – сигналу INIT, біт 3 – сигналу SLCT IN, біт4, якщо дорівнює одиниці, - дозволяє переривання від принтера ).
Програмування підключеної до паралельного порту апаратури полягає в установці відповідних бітів в регістрах даних та керування і читанні відповідних бітів з регістра стану. При цьому, якщо з регістром даних проблем не виникає ( це звичайний байтовий регістр ), то два інші регістри мають деякі особливості. По-перше деякі біти є інверсними. При запису до регістру керування нуля в цих бітах встановлюються одиниці, якщо на входах регістру стану встановлені нулі, то з цих бітів зчитуються одиниці .По-друге, якщо чотири біти регістру керування розташовані в молодших бітах байта ( біти 0-3 ), п’ять бітів регістру стану – в старших (біти 3-7 ). Повна інформація про відображення сигналів шин керування та стану інтерфейсу Centronics у регістрах паралельного порту комп’ютера.. наведена в таблиці 2.4.
Таблиця 2-4 Сигнали шин інтерфейсу Centronics
ШИНА | СИГНАЛ | БІТ | НАЯВНІСТЬ ІНВЕРСІЇ
КЕРУВАННЯ | -STROBE | 0 | ІНВЕРСНИЙ
- AUTO FD | 1 | ІНВЕРСНИЙ
| - INIT | 2 | ПРЯМИЙ
- SELECT IN | 3 | ІНВЕРСНИЙ
СТАН | - ERROR | 3 | ПРЯМИЙ
SLCT | 4 | ПРЯМИЙ
PE | 5 | ПРЯМИЙ
- ACK | 6 | ПРЯМИЙ
- BUSY | 7 | ІНВЕРСНИЙ

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать