Com порт распиновка. Распиновка COM-порта (RS-232): подробное руководство по подключению

Источник

Распиновка порта RS232

Последовательный асинхронный интерфейс в RS232 (известен также как com-порт) был разработан, а затем стандартизирован более полувека тому назад. На ранних этапах развития техники персональных компьютеров широко использовался для модемного подключения к телефонной сети. В настоящее время считается устаревшим в первую очередь из-за своего невысокого быстродействия, вызванного применением однофазных (недифференциальных) линейных сигналов.

Внешний вид 9 контактного разъема RS232

В новой технике RS232 заменяется на заметно более быстродействующий USB, однако пока еще массово встречается на практике. Сom-порт, распиновка которого обсуждается далее, очень популярен в оборудовании промышленного и медицинского назначения.

В быту потребность в использовании соединительных кабелей для подключения к com-порту чаще всего возникает в случае работы с периферийным оборудованием прежних лет выпуска при необходимости обеспечения их взаимодействия с персональным компьютером. Кроме того, он о часто встречается в программаторах.

Характерные черты порта

Панельная и кабельная части интерфейса RS232 выполнены на 9-контактном соединителе типа D-Sub. Контакты расположены в два ряда, правильность подключения вилки к розетке обеспечена несимметричной формой юбки корпуса. Контакты нумеруются по схеме, которая показана на рисунке ниже.

распиновка com порта 9 pin

Распиновка com порта 9 pin осуществляется в соответствии с нумерацией контактов и их назначением, информация об этом приводится в таблице ниже.

Ряд устройств в процессе своей работы использует только часть контактов, от этого зависит фактическая распайка com порта. Данные об этом можно найти в технической документации оборудования.

Особенности соединительного кабеля

В качестве соединительного кабеля из-за отсутствия необходимости использования всех контактов обычно берется витая пара, отдельные провода которой запаиваются на контакты вилки и розетки разъема. Из-за довольно компактной конструкции места пайки целесообразно дополнительно заизолировать кембриком или термоусадочной трубкой.

Максимальная дальность связи по стандарту не должна превышать полутора десятков метров. В случае необходимости ее увеличения следует переходить на экранированный вариант кабеля.

Источник

Схема распайки компьютерного порта COM — rs232, DE-9, DB-9, CANNON9

RS-232 (англ. Recommended Standard 232) — в телекоммуникации, стандарт последовательной синхронной и асинхронной передачи двоичных данных между терминалом (англ. Data Terminal Equipment, DTE) и конечным устройством (при опечатках com -сщь, kom, rs232 — rс 232, кы232).

Принцип работы rs232

По структуре это обычный асинхронный последовательный протокол, то есть передающая сторона по очереди выдает в линию 0 и 1, а принимающая отслеживает их и запоминает. Данные передаются пакетами по одному байту (8 бит). Вначале передаётся стартовый бит, противоположной полярности состоянию незанятой (idle) линии, после чего передаётся непосредственно кадр полезной информации, от 5 до 8-ми бит. Увидев стартовый бит, приемник выжидает интервал T1 и считывает первый бит, потом через интервалы T2 считывает остальные информационные биты. Последний бит — стоповый бит (состояние незанятой линии), говорящий о том, что передача завершена. Возможно 1, 1.5, 2 стоповых бита. В конце байта, перед стоп битом, может передаваться бит четности (parity bit) CRC (для контроля качества передачи). Он позволяет выявить ошибку в нечетное число бит (используется, так как наиболее вероятна ошибка в 1 бит).

Устройства для связи по последовательному каналу соединяются кабелями с 9-ю или 25-ю контактными разъёмами типа D-sub. Обычно они обозначаются DE-9 (или некорректно: DB-9), DB-25, CANNON 9, CANNON 25. Первоначально в RS-232 использовались DB-25, но, поскольку многие приложения использовали лишь часть предусмотренных стандартом контактов, стало возможно применять для этих целей 9-штырьковые разъёмы DE-9 (D-subminiature), которые рекомендованы стандартом RS-574.

Ассоциация электронной промышленности (EIA) развивает стандарты по передаче данных. Стандарты EIA имеют префикс «RS». «RS» означает рекомендуемый стандарт , но сейчас стандарты просто обозначаются как «EIA» стандарты.
RS-232 был введён в 1962 году. Стандарт развивался, и в 1969 г. представлена третья редакция (RS-232C). Четвёртая редакция была в 1987 (RS-232D, известная также под EIA-232D). RS-232 идентичен стандартам МККТТ (CCITT) V.24/V.28, X.20bis/X.21bis и ISO IS2110. Самой последней модификацией является модификация «Е», принятая в июле 1991г. как стандарт EIA/TIA-232E. В данном варианте нет никаких технических изменений, которые могли бы привести к проблемам совместимости с предыдущими вариантами этого стандарта. Не стоит путать RS-232 с RS-485. Для связи данных интерфейсов необходим преобразователь.

В компьютерных портах принято обозначение F (Female) — «мама» — штекер гнездо, M (Male)- «папа» — штекер с штырьками .

Стоить отметить что rs232 длина кабеля по спецификации составляет 15 метров. Но с помощью качественного экранированного провода витой пары успешно работают на расстоянии порядка 110 метров например Glave и принтер чеков. Стоить иметь в виду, что чем выше скорость обмена тем больше помех и меньшее рабочее расстояние. Но в то же время под час встречается оборудование которое при длине провода более чем полтора метра — не работает, или работает с перебоями.

Причем под час замена оборудования не дает какого либо действенного результата. В итоге здесь при возможности и конечно при поддержки программного обеспечения ставиться например, в том же случае с кухонными принтером заказов — принт-сервер, подсоединяя локальную сеть (по стандарту уже от точки к точки рабочее расстояние возрастает до 200 метров, вместо 15 метров для ком порта). Назначать принт-серверам айпишники, и втыкать уже тот же стандартный полтора метровый провод от ком порта принт-сервера и ком порту принтера чеков.

Схема распайки компьютерного порта COM — rs232, DE-9, DB-9, CANNON9:

Источник

Разъем рс 232. Распиновка COM порта(RS232)

RS232 — это определение стандарта, который описывает интерфейс, использующийся для подсоединения устройств передачи данных к компьютеру. Впервые стандарт был разработан и принят в 60-е годы двадцатого столетия, но до сих пор своей актуальности не утратил. В 1991 году была подготовлена его последняя редакция EIA/TIA-232-E, которая используется и по сегодняшний день. Первой компанией, которая использовала его в своих компьютерах, была фирма IBM, а в наше время RS232 является частью структуры практически каждого персонального компьютера. Он получил название Communication port (COM-порт).

С помощью стандарта RS232 обеспечивается соединение между двумя устройствами: компьютером (Data Terminal Equipment) и само оборудование передачи информации (Data Communications Equipment). Знание этих обозначений в сокращенном варианте (DTE и DCE) важно знать для того, чтобы уметь разобраться с техническим описанием и порядком подключения и эксплуатации конкретных устройств. Любой уважающий себя программист знаком с данным стандартом.

DCE — чаще всего это модем, но RS232 подходит и для подключения других периферийных устройств, например, принтера или мыши. Передача данных осуществляется с помощью проводов. Аппаратная реализация стандарта обозначает тот факт, что он всегда работает на ПК независимо от того, какую операционную систему установили на компьютер. С COM-портом программы могут взаимодействоват ь абсолютно любыми средствами: с помощью функций BIOS, через компоненты операционной системы, посредством прямого кода микропроцессора, а также через компоненты языков высшего уровня. RS232 обеспечивает подсоединение компьютера к локальной сети интернет через технологию Ethernet, а также входит в систему передачи информации между персональным компьютером и промышленным оборудованием.

Одним словом, стандарт RS232 является универсальным. Но, несмотря на это, на смену ему пришли другие способы соединения компьютера с периферийными устройствами. Речь идет, например, о USB-портах.

Чем отличается RS-232 от USB

Стандарт отличается простотой программирования от USB, поэтому реализовать протокол обмена данными по этой более современной технологии было достаточно сложно. Этим активно занимались как специалисты, так и радиолюбители.

Неоспоримым преимуществом RS-232 является тот факт, что максимальная скорость, которая возможна при обмене через данный интерфейс, вряд ли будет перекрыта современными беспроводными устройствами связи. В последнее время наблюдается тенденция к ограничению мощности радиотрансиверов, которые используются для обмена данными по беспроводному соединению. Это не позволяет увеличить скорость передачи информации, которая сегодня составляет максимум 9600 бод, а с интерфейсом RS-232 — 115 200 бод.

Используемые уровни сигналов

Для стандарта RS-232 характерны два уровня сигналов — 0 и 1. Логическим 1 и 0 соответствуют разные уровни напряжения — отрицательный и положительный соответственно. При прохождении по кабелю сигнал может не только искажаться, но и ослабляться. По мере того, как увеличивается длина кабеля, растет ослабление. Это можно легко объяснить электрической емкостью кабеля. Поэтому его длина обычно ограничивается 17-ю метрами для обеспечения достаточной максимальной нагрузочной емкости, которая составляет 2500 пФ. При этом скорость передачи данных составит 9600 бит в секунду. В принципе, добиться нормальной работы кабеля и соединения можно и при гораздо большей его длине. Специалисты утверждают, что увеличить неэкранированный кабель им удалось в два раза, а экранированный — в пять. В каждом конкретном случае учитываются различный уровень электромагнитных колебаний.

Для обеспечения соединения необходим кабель, подсоединяемый по схеме «контакт в контакт». В основном используются ноль-модемные типы кабелей, в которых расположены перекрещивающиес я провода.

Передача информации

Стандарт RS232 считается последовательным интерфейсом, так как поток передается по принципу «первым зашел — первым вышел». Передача информационного потока происходит последовательно, бит за битом. Когда по кабелю не передается никакая информация, линия переходит в состояние логической 1.

Где используется Стандарт RS232

Сфера применения стандарта RS232 достаточно широка. Прежде всего, это узкоспециализиро ванное оборудование, датчики, встраиваемая техника, измерительные приборы. Несмотря на то, что до сих пор можно встретить его в некоторых компьютерах, перспектив у RS232 на будущее практически нет. Остались такие отголоски прошлого еще и в некоторых экономических и промышленных отраслях. Стандарт постепенно относят к числу устаревших, его все реже используют в современных устройствах обработки и передачи информации.

Взаимодействие различных приборов с компьютерной техникой через интерфейс RS-232 можно встретить на предприятиях, которые занимаются серийными испытаниями, проводят научные эксперименты. Это объясняется исключительной необходимостью автоматизации процессов получения, сбора и анализа данных и результатов.

Стандарт RS-232 активно используется в многофункциональ ных измерительных приборах, например, счетчике электроэнергии, оснащенном дополнительной функцией контроля за расходами по установленным тарифам. Через интерфейс RS-232 осуществляется считывание и передача данных.

Описание интерфейса RS-232, формат используемых разъемов и назначение выводов, обозначения сигналов, протокол обмена данными.

Интерфейс RS-232, совсем официально называемый «EIA/TIA-232-E», но более известный как интерфейс «COM-порта», ранее был одним из самых распространенных интерфейсов в компьютерной технике. Он до сих пор встречается в настольных компьютерах, несмотря на появление более скоростных и «интеллектуальных» интерфейсов, таких как USB и FireWare. К его достоинствам с точки зрения радиолюбителей можно отнести невысокую минимальную скорость и простоту реализации протокола в самодельном устройстве.

Физический интерфейс реализуется одним из двух типов разъемов: DB-9M или DB-25M, последний в выпускаемых в настоящее время компьютерах практически не встречается.

Из таблиц видно, что 25-контактный интерфейс отличается наличием полноценного второго канала приема-передачи (сигналы, обозначенные «#2»), а также многочисленных дополнительных управляющих и контрольных сигналов. Однако, часто, несмотря на наличие в компьютере «широкого» разъема, дополнительные сигналы на нем просто не подключены.

Логические уровни передатчика: «0» — от +5 до +15 Вольт, «1» — от -5 до -15 Вольт.

Логические уровни приемника: «0» — выше +3 Вольт, «1» — ниже -3 Вольт.

Данные характеристики определены стандартом как минимальные, гарантирующие совместимость устройств, однако реальные характеристики обычно существенно лучше, что позволяет, с одной стороны, питать маломощные устройства от порта (например, так спроектированы многочисленные самодельные data-кабели для сотовых телефонов), а с другой — подавать на вход порта инвертированный TTL-уровень вместо двуполярного сигнала.

CD — Устройство устанавливает этот сигнал, когда обнаруживает несущую в принимаемом сигнале. Обычно этот сигнал используется модемами, которые таким образом сообщают хосту о обнаружении работающего модема на другом конце линии.

RXD — Линия приема хостом данных от устройства. Подробно описана в разделе «Протокол обмена данными».

TXD — Линия передачи хостом данных к устройству. Подробно описана в разделе «Протокол обмена данными».

DTR — Хост устанавливает этот сигнал, когда готов к обмену данными. Фактически сигнал устанавливается при открытии порта коммуникационной программой и остается в этом состоянии все время, пока порт открыт.

DSR — Устройство устанавливает этот сигнал, когда включено и готово к обмену данными с хостом. Этот и предыдущий (DTR) сигналы должны быть установлены для обмена данными.

RTS — Хост устанавливает этот сигнал перед тем, как начать передачу данных устройству, а также сигнализирует о готовности к приему данных от устройства. Используется при аппаратном управлении обменом данными.

CTS — Устройство устанавливает этот сигнал в ответ на установку хостом предыдущего (RTS), когда готово принять данные (например, когда предыдущие присланные хостом данные переданы модемом в линию или есть свободное место в промежуточном буфере).

RI — Устройство (обычно модем) устанавливает этот сигнал при получении вызова от удаленной системы, например при приеме телефонного звонка, если модем настроен на прием звонков.

В протоколе RS-232 существуют два метода управления обменом данных: аппаратный и программный, а также два режима передачи: синхронный и асинхронный. Протокол позволяет использовать любой из методов управления совместно с любым режимом передачи. Также допускается работа без управления потоком, что подразумевает постоянную готовность хоста и устройства к приему данных, когда связь установлена (сигналы DTR и DSR установлены).

Аппаратный метод управления реализуется с помощью сигналов RTS и CTS. Для передачи данных хост (компьютер) устанавливает сигнал RTS и ждет установки устройством сигнала CTS, после чего начинает передачу данных до тех пор, пока сигнал CTS установлен. Сигнал CTS проверяется хостом непосредственно перед началом передачи очередного байта, поэтому байт, который уже начал передаваться, будет передан полностью независимо от значения CTS. В полудуплексном режиме обмена данными (устройство и хост передают данные по очереди, в полнодуплексном режиме они могут делать это одновременно) снятие сигнала RTS хостом означает его переход в режим приема.

Программный метод управления заключается в передаче принимающей стороной специальных символов остановки (символ с кодом 0x13, называемый XOFF) и возобновления (символ с кодом 0x11, называемый XON) передачи. При получении данных символов передающая сторона должна соответственно остановить передачу или возобновить ее (при наличии данных, ожидающих передачи). Этот метод проще с точки зрения реализации аппаратуры, однако обеспечивает более медленную реакцию и соответственно требует заблаговременного извещения передатчика при уменьшении свободного места в приемном буфере до определенного предела.

Синхронный режим передачи подразумевает непрерывный обмен данными, когда биты следуют один за другим без дополнительных пауз с заданной скоростью. Этот режим COM-портом не поддерживается .

Асинхронный режим передачи состоит в том, что каждый байт данных (и бит контроля четности, в случае его наличия) «оборачивается» синхронизирующей последовательностью из одного нулевого старт-бита и одного или нескольких единичных стоп-битов. Схема потока данных в асинхронном режиме представлена на рисунке.

Один из возможных алгоритмов работы приемника следующий:

1. Ожидать уровня «0» сигнала приема (RXD в случае хоста, TXD в случае устройства).
2. Отсчитать половину длительности бита и проверить, что уровень сигнала все еще «0»
3. Отсчитать полную длительность бита и текущий уровень сигнала записать в младший бит данных (бит 0)
4. Повторить предыдущий пункт для всех остальных битов данных
5. Отсчитать полную длительность бита и текущий уровень сигнала использовать для проверки правильности приема с помощью контроля четности (см. далее)
6. Отсчитать полную длительность бита и убедиться, что текущий уровень сигнала «1».

Строго говоря, интерфейс RS 232 — это название стандарта (RS — recommended standard — рекомендованный стандарт, 232 — его номер), описывающего интерфейс для соединения компьютера и устройства передачи данных.

Стандарт был разработан достаточно давно, в 60-х годах 20-го века. В настоящее время действует редакция стандарта, принятая в 1991 году ассоциациями электронной и телекоммуникационной промышленности, под названием EIA/TIA-232-E .

Тем не менее, большинство людей по-прежнему использует название RS-232, которое накрепко приросло к самому интерфейсу.

Устройства

Интерфейс RS-232 обеспечивает соединение двух устройств, одно из которых называется DTE (Data Terminal Equipment) — ООД (Оконечное Оборудование Данных), второе — DCE (Data Communications Equipment) — ОПД (Оборудование Передачи Данных).

Как правило, DTE (ООД) — это компьютер, а DCE (ОПД) — это модем, хотя RS-232 использовался и для подключения к компьютеру периферийных устройств (мышь, принтер), и для соединения с другим компьютером или .

Важно запомнить эти обозначения (DTE и DCE). Они используются в названиях сигналов интерфейса и помогают разобраться с описанием конкретной реализации.

Типы разъемов

Изначально стандарт описывал применение 25-контактного соединителя, типа DB25. DTE-устройство должно оснащаться вилкой (male — «папа»), DCE-устройство — розеткой (female — «мама»). Позднее, с появлением IBM PC, стали использовать усеченный вариант интерфейса и 9-контактные соединители DB9, наиболее распространенные в настоящее время.

Распайка RS-232

В приведенной ниже таблице показано назначение контактов 9-контактного соединителя DB9. Таблица показывает распайку вилки оборудования обработки данных (DTE) , например, ПЭВМ. Розетка устройства передачи данных (DCE) распаяна так, что два разъема стыкуются напрямую, или через кабель, распаянный «контакт в контакт».

1 — Carrier Detect (CD) Наличие несущей частоты

2 — Received Data (RD) Принимаемые данные

3 — Transmitted Data (TD) Передаваемые данные

4 — Data Terminal Ready (DTR) Готовность ООД

5 — Signal Ground Общий

6 — Data Set Ready (DSR) Готовность ОПД

7 — Request To Send (RTS) Запрос на передачу

8 — Clear To Send (CTS) Готов передавать

9 — Ring Indicator (RI) Наличие сигнала вызова

Для передачи данных предназначены цепи RD и TD. Остальные цепи предназначены для индикации состояния устройств (DTR, DSR), управления передачей (RTS, CTS) и индикации состояния линии (CD, RI). Полный набор цепей используется только для подключения к ПЭВМ внешнего модема. В остальных случаях, например при подключении к ПЭВМ промышленного контроллера, используется ограниченный набор цепей, зависящий от аппаратной и программной реализации стыка в контроллере.

Схема кабеля RS-232

Как было сказано выше, для соединения строго соответствующих стандарту устройств DTE и DCE нужен кабель «контакт в контакт». Для соединения двух DTE-устройств используют так называемые нуль-модемные кабели, в которых провода «перекрещиваются» в соответствии с назначением сигналов. На практике перед распайкой кабеля всегда следует разобраться с документацией на оба соединяемых устройства.

Стартовый бит всегда идет уровнем логического нуля, стоповый — единицей. Состояние бита паритета определяется настройкой передатчика. Бит дополняет число единичных битов данных до нечетности (parity odd), четности (parity even), может не использоваться (parity none), быть всегда единицей (mark) или нулем (space).

Перспективы

На самом деле перспектив у RS-232 нет. В настоящее время появляется всё больше компьютеров, не оснащенных этим интерфейсом. Однако в эксплуатации находится большое число устройств с интерфейсом RS-232. Для стыковки ПЭВМ с такими устройствами используют переходники USB — RS-232.

После подключения такого переходника и установки драйверов в ПЭВМ появляется виртуальный COM-порт, через который можно общаться с устройством.

Интерфейс RS-232C предназначен для подключения аппаратуры, передающей или принимающей данные (ООД — оконечное оборудование данных, или АПД — аппаратура передачи данных; DTE — Data Terminal Equipment), к оконечной аппаратуре каналов данных (АКД; DCE — Data Communication Equipment). В роли АПД может выступать компьютер, принтер, плоттер и другое периферийное оборудование. В роли АКД обычно выступает модем. Конечной целью подключения является соединение двух устройств АПД. Полная схема соединения приведена на рис. 1; интерфейс позволяет исключить канал удаленной связи вместе с парой устройств АКД, соединив устройства непосредственно с помощью нуль-модемного кабеля (рис. 2).

Рис.1. Полная схема соединения по RS-232C

Рис.2. Соединение по RS-232C нуль-модемным кабелем

Стандарт описывает управляющие сигналы интерфейса, пересылку данных, электрический интерфейс и типы разъемов. В стандарте предусмотрены асинхронный и синхронный режимы обмена, но COM-порты поддерживают только асинхронный режим. Функционально RS-232C эквивалентен стандарту МККТТ V.24/ V.28 и стыку С2, но они имеют различные названия сигналов.

Стандарт RS-232C описывает несимметричные передатчики и приемники — сигнал передается относительно общего провода — схемной земли (симметричные дифференциальные сигналы используются в других интерфейсах — например, RS-422). Интерфейс не обеспечивает гальванической развязки устройств. Логической единице (состояние MARK) на входе данных (сигнал RxD) соответствует диапазон напряжения от –12 до –3 В; логическому нулю — от +3 до +12 В (состояние SPACE). Для входов управляющих сигналов состоянию ON (“включено”) соответствует диапазон от +3 до +12 В, состоянию OFF (“выключено”) — от –12 до –3 В. Диапазон от –3 до +3 В — зона нечувствительности, обусловливающая гистерезис приемника: состояние линии будет считаться измененным только после пересечения порога (рис. 3). Уровни сигналов на выходах передатчиков должны быть в диапазонах от –12 до –5 В и от +5 до +12 В. Разность потенциалов между схемными землями (SG) соединяемых устройств должна быть менее 2 В, при более высокой разности потенциалов возможно неверное восприятие сигналов. Заметим, что сигналы уровней ТТЛ (на входах и выходах микросхем UART) передаются в прямом коде для линий TxD и RxD и в инверсном — для всех остальных.

Интерфейс предполагает наличие защитного заземления для соединяемых устройств, если они оба питаются от сети переменного тока и имеют сетевые фильтры.

ВНИМАНИЕ

Подключение и отключение интерфейсных кабелей устройств с автономным питанием должно производиться при отключенном питании. Иначе разность невыровненных потенциалов устройств в момент коммутации может оказаться приложенной выходным или входным (что опаснее) цепям интерфейса и вывести из строя микросхемы.

Стандарт RS-232C регламентирует типы применяемых разъемов.

На аппаратуре АПД (в том числе на COM-портах) принято устанавливать вилки DB-25P или более компактный вариант — DB-9P. Девятиштырьковые разъемы не имеют контактов для дополнительных сигналов, необходимых для синхронного режима (в большинстве 25-штырьковых разъемах эти контакты не используются).

На аппаратуре АКД (модемах) устанавливают розетки DB-25S или DB-9S.

Это правило предполагает, что разъемы АКД могут подключаться к разъемам АПД непосредственно или через переходные “прямые” кабели с розеткой и вилкой, у которых контакты соединены “один в один”. Переходные кабели могут являться и переходниками с 9 на 25-штырьковые разъемы (рис. 4).

Если аппаратура АПД соединяется без модемов, то разъемы устройств (вилки) соединяются между собой нуль-модемным кабелем (Zero-modem, или Z-modem), имеющим на обоих концах розетки, контакты которых соединяются перекрестно по одной из схем, приведенных на рис. 5.

Рис. 3. Прием сигналов RS-232C

Рис. 4. Кабели подключения модемов

Рис. 5. Нуль-модемный кабель: а — минимальный, б — полный

Если на каком-либо устройстве АПД установлена розетка — это почти 100 % того, что к другому устройству оно должно подключаться прямым кабелем, аналогичным кабелю подключения модема. Розетка устанавливается обычно на тех устройствах, у которых удаленное подключение через модем не предусмотрено.

В табл. 1 приведено назначение контактов разъемов COM-портов (и любой другой аппаратуры передачи данных АПД). Контакты разъема DB-25S определены стандартом EIA/TIA-232-E, разъем DB-9S описан стандартом EIA/TIA-574. У модемов (АКД) название цепей и контактов такое же, но роли сигналов (вход-выход) меняются на противоположные.

Таблица 1. Разъемы и сигналы интерфейса RS-232C

1 Ленточный кабель 8-битных мультикарт.
2 Ленточный кабель 16-битных мультикарт и портов на системных платах.
3 Вариант ленточного кабеля портов на системных платах.
4 Широкий ленточный кабель к 25-контактному разъему.

Подмножество сигналов RS-232C, относящихся к асинхронному режиму, рассмотрим с точки зрения COM-порта PC. Для удобства будем пользоваться мнемоникой названий, принятой в описаниях COM-портов и большинства устройств (она отличается от безликих обозначений RS-232 и V.24). Напомним, что активному состоянию управляющих сигналов (“включено”) и нулевому значению бита передаваемых данных соответствует положительный потенциал (выше +3 В) сигнала интерфейса, а состоянию “выключено” и единичному биту — отрицательный (ниже –3 В). Назначение сигналов интерфейса приведено в табл. 2. Нормальную последовательность управляющих сигналов для случая подключения модема к COM-порту иллюстрирует рис. 6.

Таблица 2. Назначение сигналов интерфейса RS-232C

Рис. 6. Последовательность управляющих сигналов интерфейса

1. Установкой DTR компьютер указывает на желание использовать модем.
2. Установкой DSR модем сигнализирует о своей готовности и установлении соединения.
3. Сигналом RTS компьютер запрашивает разрешение на передачу и заявляет о своей готовности принимать данные от модема.
4. Сигналом CTS модем уведомляет о своей готовности к приему данных от компьютера и передаче их в линию.
5. Снятием CTS модем сигнализирует о невозможности дальнейшего приема (например, буфер заполнен) — компьютер должен приостановить передачу данных.
6. Сигналом CTS модем разрешает компьютеру продолжить передачу (в буфере появилось место).
7. Снятие RTS может означать как заполнение буфера компьютера (модем должен приостановить передачу данных в компьютер), так и отсутствие данных для передачи в модем. Обычно в этом случае модем прекращает пересылку данных в компьютер.
8. Модем подтверждает снятие RTS сбросом CTS.
9. Компьютер повторно устанавливает RTS для возобновления передачи.
10. Модем подтверждает готовность к этим действиям.
11. Компьютер указывает на завершение обмена.
12. Модем отвечает подтверждением.
13. Компьютер снимает DTR, что обычно является сигналом на разрыв соединения (“повесить трубку”).
14. Модем сбросом DSR сигнализирует о разрыве соединения.

Из рассмотрения этой последовательности становятся понятными соединения DTR–DSR и RTS–CTS в нуль-модемных кабелях.

Асинхронный режим передачи

Асинхронный режим передачи является байт-ориентированным (символьно-ориентированным): минимальная пересылаемая единица информации — один байт (один символ). Формат посылки байта иллюстрирует рис. 7. Передача каждого байта начинается со старт-бита, сигнализирующего приемнику о начале посылки, за которым следуют биты данных и, возможно, бит четности (Parity). Завершает посылку стоп-бит, гарантирующий паузу между посылками. Старт-бит следующего байта посылается в любой момент после стоп-бита, то есть между передачами возможны паузы произвольной длительности. Старт-бит, имеющий всегда строго определенное значение (логический 0), обеспечивает простой механизм синхронизации приемника по сигналу от передатчика. Подразумевается, что приемник и передатчик работают на одной скорости обмена. Внутренний генератор синхронизации приемника использует счетчик-делитель опорной частоты, обнуляемый в момент приема начала старт-бита. Этот счетчик генерирует внутренние стробы, по которым приемник фиксирует последующие принимаемые биты. В идеале стробы располагаются в середине битовых интервалов, что позволяет принимать данные и при незначительном рассогласовании скоростей приемника и передатчика. Очевидно, что при передаче 8 бит данных, одного контрольного и одного стоп-бита предельно допустимое рассогласование скоростей, при котором данные будут распознаны верно, не может превышать 5 %. С учетом фазовых искажений и дискретности работы внутреннего счетчика синхронизации реально допустимо меньшее отклонение частот. Чем меньше коэффициент деления опорной частоты внутреннего генератора (чем выше частота передачи), тем больше погрешность привязки стробов к середине битового интервала, и требования к согласованности частот становятся более строгие. Чем выше частота передачи, тем больше влияние искажений фронтов на фазу принимаемого сигнала. Взаимодействие этих факторов приводит к повышению требований к согласованности частот приемника и передатчика с ростом частоты обмена.

Рис.7. Формат асинхронной передачи RS-232C

Формат асинхронной посылки позволяет выявлять возможные ошибки передачи.

• Если принят перепад, сигнализирующий о начале посылки, а по стробу старт-бита зафиксирован уровень логической единицы, старт-бит считается ложным и приемник снова переходит в состояние ожидания. Об этой ошибке приемник может не сообщать.
• Если во время, отведенное под стоп-бит, обнаружен уровень логического нуля, фиксируется ошибка стоп-бита.
• Если применяется контроль четности, то после посылки бит данных передается контрольный бит. Этот бит дополняет количество единичных бит данных до четного или нечетного в зависимости от принятого соглашения. Прием байта с неверным значением контрольного бита приводит к фиксации ошибки.
• Контроль формата позволяет обнаруживать обрыв линии: как правило, при обрыве приемник “видит” логический нуль, 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, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600 и 115200 бит/с. Иногда вместо единицы измерения “бит/с” используют “бод” (baud), но при рассмотрении двоичных передаваемых сигналов это некорректно. В бодах принято измерять частоту изменения состояния линии, а при недвоичном способе кодирования (широко применяемом в современных модемах) в канале связи скорости передачи бит (бит/с) и изменения сигнала (бод) могут отличаться в несколько раз.

Количество бит данных может составлять 5, 6, 7 или 8 (5- и 6-битные форматы распространены незначительно). Количество стоп-бит может быть 1, 1,5 или 2 (“полтора бита” означает только длительность стопового интервала).

Управление потоком данных

Для управления потоком данных (Flow Control) могут использоваться два варианта протокола — аппаратный и программный. Иногда управление потоком путают с квитированием. Квитирование (handshaking) подразумевает посылку уведомления о получении элемента, в то время как управление потоком предполагает посылку уведомления о возможности или невозможности последующего приема данных. Зачастую управление потоком основано на механизме квитирования.

Аппаратный протокол управления потоком RTS/CTS (hardware flow control) использует сигнал CTS, который позволяет остановить передачу данных, если приемник не готов к их приему (рис. 8). Передатчик “выпускает” очередной байт только при включенной линии CTS. Байт, который уже начал передаваться, задержать сигналом CTS невозможно (это гарантирует целостность посылки). Аппаратный протокол обеспечивает самую быструю реакцию передатчика на состояние приемника. Микросхемы асинхронных приемопередатчиков имеют не менее двух регистров в приемной части — сдвигающий, для приема очередной посылки, и хранящий, из которого считывается принятый байт. Это позволяет реализовать обмен по аппаратному протоколу без потери данных.

Рис.8. Аппаратное управление потоком

Аппаратный протокол удобно использовать при подключении принтеров и плоттеров, если они его поддерживают. При непосредственном (без модемов) соединении двух компьютеров аппаратный протокол требует перекрестного соединения линий RTS — CTS.

При непосредственном соединении у передающего терминала должно быть обеспечено состояние “включено” на линии CTS (соединением собственных линий RTS — CTS), в противном случае передатчик будет “молчать”.

Применяемые в IBM PC приемопередатчики 8250/16450/16550 сигнал CTS аппаратно не отрабатывают, а только показывают его состояние в регистре MSR. Реализация протокола RTS/CTS возлагается на драйвер BIOS Int 14h, и называть его “аппаратным” не совсем корректно. Если же программа, пользующаяся COM-портом, взаимодействует с UART на уровне регистров (а не через BIOS), то обработкой сигнала CTS для поддержки данного протокола она занимается сама. Ряд коммуникационных программ позволяет игнорировать сигнал CTS (если не используется модем), и для них не требуется соединение входа CTS с выходом даже своего сигнала RTS. Однако существуют и иные приемопередатчики (например, 8251), в которых сигнал CTS отрабатывается аппаратно. Для них, а также для “честных” программ, использование сигнала CTS на разъемах (а то и на кабелях) обязательно.

Программный протокол управления потоком XON/XOFF предполагает наличие двунаправленного канала передачи данных. Работает протокол следующим образом: если устройство, принимающее данные, обнаруживает причины, по которым оно не может их дальше принимать, оно по обратному последовательному каналу посылает байт-символ XOFF (13h). Противоположное устройство, приняв этот символ, приостанавливает передачу. Когда принимающее устройство снова становится готовым к приему данных, оно посылает символ XON (11h), приняв который противоположное устройство возобновляет передачу. Время реакции передатчика на изменение состояния приемника по сравнению с аппаратным протоколом увеличивается, по крайней мере, на время передачи символа (XON или XOFF) плюс время реакции программы передатчика на прием символа (рис. 9). Из этого следует, что данные без потерь могут приниматься только приемником, имеющим дополнительный буфер принимаемых данных и сигнализирующим о неготовности заблаговременно (имея в буфере свободное место).

Рис.9. Программное управление потоком XON/XOFF

Преимущество программного протокола заключается в отсутствии необходимости передачи управляющих сигналов интерфейса — минимальный кабель для двустороннего обмена может иметь только 3 провода (см. рис. 5, а). Недостатком, помимо обязательного наличия буфера и большего времени реакции (снижающего общую производительность канала из-за ожидания сигнала XON), является сложность реализации полнодуплексного режима обмена. В этом случае из потока принимаемых данных должны выделяться (и обрабатываться) символы управления потоком, что ограничивает набор передаваемых символов.

Кроме этих двух распространенных стандартных протоколов, поддерживаемых и ПУ, и ОС, существуют и другие.

RS -232 – это название стандарта (RS– рекомендуемый стандарт, 232 – его номер), который был разработан в 60-х годах прошлого века для подключения к компьютеру внешних устройств (принтера, сканера, мыши и др.), а также связи компьютеров между собой. ИнтерфейсRS-232 разрабатывался для соединения устройств двух видов: терминального и связного. Терминальное оборудование (DTE), например компьютер, может посылать или принимать данные по последовательному интерфейсу. Связное оборудование (DCE) понимается как устройство, которое может практически реализовать последовательную передачу данных.

Наиболее часто в качестве DCEиспользуется модем, организующий обмен информацией с использованием телефонных линий связи. Возможно также соединение двухDTE-устройств, например, компьютеров непосредственно с помощью интерфейсаRS-232 без использования модемов. СтандартRS-232 описывает виды и параметры сигналов, способы их передачи, типы разъемов.

Разъемы RS -232. Применяются 25-контактный разъемDB-25 или более компактный 9-контактный вариантDB-9.

Сигналы RS -232. Стандарт предусматривает асинхронный и синхронный режимы обмена, но в настоящее время практически используется только асинхронный, тем более, чтоCOM-порты поддерживают только асинхронный режим. В интерфейсе имеются две линии сигналов последовательных данных:TxD– передаваемые иRxD– принимаемые, а также несколько линий сигналов управления:RTSиCTS– первая пара квитирования,DTRиDSR– вторая пара квитирования,DCDиRI– сигналы состояния модема. Имеется общий проводSG- сигнальное заземление и линияPG– защитное заземление (корпус).

В интерфейсе используется небалансный метод передачи сигналов с несимметричными передатчиками и приемниками. Соединение передатчика и приемника приведено на рис. 14.1, где приняты следующие условные обозначения: T(Transmitter) – передатчик;R(Receiver) – приемник;TI(TransmitterInput) – цифровой вход передатчика;RO(ReceiverOutput) – цифровой выход приемника;U T – линейное напряжения на выходе передатчика иU R – на входе приемника.

Рис. 14.1. Соединение передатчика и приемника в интерфейсе RS-232

Уровни сигналов на выходах передатчиков должны быть в диапазоне от -15 до -5 В для представления логической 1 и в диапазоне от +5 до +15 В для представления логического 0. На практике величина напряжений логических уровней сигналов не превышает ±12 В.

Форматы передачи данных. В интерфейсе RS-232 используется асинхронный метод передачи последовательных данных. В отсутствие передачи сообщений линии данных находятся в состоянии логической 1. Сообщения передаются кадрами. Каждый кадр состоит из стартового бита, битов данных, бита паритета и стоповых битов. Старт-бит всегда имеет уровень логического 0. Количество битов данных по стандарту может быть 5, 6, 7 и 8. Чаще всего используются 8 или 7 битов. Количество стоп-битов: 1 или 2. Стоповые биты всегда имеют уровень логической 1. Биты данных передаются, начиная с младшего. Скорость передачи в RS-232 может выбираться из ряда: 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 бит/с. Синхронизация генератора приемника осуществляется в момент поступления старт-бита из линии связи от передатчика.

Для преобразования параллельных данных в последовательные и наоборот, устройства, подключаемые к интерфейсу RS-232, должны иметь модуль универсального асинхронного приемопередатчика UART. Этот модуль работает, как правило, с сигналами ТТЛ-уровней. Для преобразования этих сигналов в уровни интерфейса RS-232 и наоборот используются передатчики и приемники.

Соединение устройств интерфейса. Стандарт RS-232 предполагает непосредственное соединение контактов разъемов устройств DTE и DCE. Если аппаратура DTE, например, два компьютера подключаются без модемов, то их разъемы соединяются между собой нуль-модемным кабелем. При этом возможно несколько вариантов подключения. На рис. а приведено соединение с полным протоколом квитирования. Оно требует 7 проводов кабеля. На рис. б приведен пример нуль-модемного соединения, которое требует только трех проводов кабеля для двустороннего обмена данными. Для того, чтобы устройства могли передавать данные по интерфейсу, их выходы RTS соединяются со своими входами CTS, а выходы DTR – со своими входами DSR и DCD. Таким образом, оба устройства DTE-1 и DTE-2 всегда будут готовы к передаче.

Соединение компьютеров нуль-модемным кабелем:

а) — с полным протоколом квитирования; б) — без сигналов квитирования

Управление потоком данных означает возможность остановить, а после этого возобновить передачу данных без их потери. Могут использоваться два варианта протокола: аппаратный и программный.

Аппаратный протокол управления потоком обычно использует пару сигналов квитирования RTS/CTS. При этом контакт RTS разъема одного устройства соединяется с контактом CTS разъема другого устройства. На рис. 14.3,а приведена схема подключения устройства DTE-1 (например, компьютера) к устройству DTE-2 (например, принтеру или контроллеру) при односторонней передаче.

Когда приемник (DTE-2) готов к приему, он устанавливает сигнал на контакте своего разъема RTS. Передатчик (DTE-1), получив этот сигнал на контакте CTS своего разъема, передает очередной байт данных. Если сигнал CTS на разъеме передатчика будет сброшен, то он прекращает передачу. Сообщение, которое уже начало передаваться, задержать сигналом CTS невозможно. Если необходима двусторонняя передача (дуплексный обмен), то аппаратный протокол требует перекрестного соединения линий RTS и CTS, как показано на рис. 14.3,б.

Программный протокол управления потоком заключается в посылке принимающей стороной специальных символов останова передачи XOFF и возобновления передачи XON. При этом предполагается наличие двунаправленного канала обмена данными. Работу этого протокола можно описать следующим образом. Передающее устройство посылает данные на контакт своего разъема TxD, а приемное принимает их с контакта RxD своего разъема. Если приемное устройство не может принимать данные, то оно посылает на линию связи (контакт TxD) байт-символ XOFF. Передатчик, приняв этот символ с контакта RxD, останавливает передачу. Затем, когда принимающее устройство снова становится готовым к приему данных, оно посылает байт-символ XON. Приняв его, передающее устройство возобновляет передачу.

Рис. 14.3. Соединение двух DTE с аппаратным протоколом управления потоком RTS/CTS: а) — при односторонней передаче; б) — при двусторонней передаче

Длина соединительного кабеля. Длина кабеля влияет на максимальную скорость передачи информации. Максимальная длина стандартного кабеля 15 метров при скорости передачи 19200 бит/с. При уменьшении скорости передачи длина кабеля может быть существенно увеличена.

Достоинства интерфейса RS -232 : большой парк работающего оборудования, использующего этот стандарт; простота и дешевизна соединительного кабеля; простота и доступность программного обеспечения для работы с интерфейсом.

Недостатки интерфейса : невысокая скорость обмена; малая длина соединительного кабеля; невысокая помехоустойчивость; интерфейс предназначен для соединения, как правило, только двух устройств (передатчика и приемника).

Распиновка портов

Когда-то давным давно — еще в прошлом веке — когда у нас в лаборатории стояла персоналка с процессором i80286 у нас был в наличии принтер CM6337, которые нужно было скоммутировать, поскольку «стандартные» кабеля не подходили. С задачей мы тогда справились, найдя в интернете FAQ‘е одной из конференций FIDO, в котором нашлась распиновка 32-пинового разъема ИРПР М.

В то же время я сделал себе ксерокопию распиновок стандартных на тот момент портов (не помню уже из какой книги) и на днях мне попался этот листочек на глаза — удивительно, что он сохранился. Сейчас эта информация скорее всего никому не понадобится уже, но мало ли… выкладываю распиновки на память (в качестве справки).

1. Игровой порт DB15-Female

8. Контроллер флоппи-диска

9. IDC-40 Male

10. ESDI IDC-34

Ещё заметки на эту тему:

Вход rs 232. Распиновка COM порта(RS232). Последовательная передача данных

Последовательный интерфейс RS-232 — это промышленный стандарт для последовательной двунаправленной асинхронной передачи данных. Ранее использовался в персональных компьютерах для подключения принтеров, модемов, мыши и пр. В настоящее время активно вытесняется пришедшим ему на смену интерфейсом USB, однако в микроконтроллерных системах — это один из наиболее часто встречающихся интерфейсов.

Спецификации RS-232C не огpаничивают максимальнyю длинy кабеля, но огpаничивают максимальное значение его емкости величиной 2500 пф. Емкость интеpфейсных кабелей pазлична, однако общепpинятой длиной yдовлетвоpяющей данной спецификации считается длина 15 метров (до 20000 бод) Чем выше скоpость пеpедачи, тем больше искажения сигнала, вызванные емкостными хаpактеpистиками кабеля.

Выпyскаются специальные интеpфейсные кабели пpямой связи RS-232C низкой емкости, котоpые yдовлетвоpительно pаботают со скоpостью 9600 бод на pасстоянии до 150 м.

Число подключаемых пpиемников и пеpедатчиков подключаемых к одной линии — 1/1, (в отличие от стандаpтов RS-422 1 передатчик/ 10 пpиемников или RS-485 32/32).

В отличие от параллельного порта, состоящего из восьми информационных линий и за один так передающего байт, порт RS-232 требует наличия только одной такой линии, по которой последовательно передается бит за битом. Это позволяет сократить количество информационных линий для передачи данных между устройствами, но уменьшает скорость.

Последовательная передача данных

Последовательный поток данных состоит из битов синхронизации и собственно битов данных. Формат последовательных данных содержит четыре части: стартовый бит, биты данных (5-8 бит), проверочный и стоповый биты; вся эта конструкция иногда называется символом . На рисунке изображен типичный формат последовательных данных.

Формат последовательных данных, формируемых UART

Когда данные не передаются, на линии устанавливается уровень логической единицы. Это называется режимом ожидания . Начало режима передачи данных характеризуется передачей уровня логического нуля длительностью в одну элементарную посылку. Такой бит называется стартовым . Биты данных посылаются последовательно, причем младший бит — первым; всего их может быть от пяти до восьми. За битами данных следует проверочный бит, предназначенный для обнаружения ошибок, которые возникают во время обмена данными. Последней передается стоповая посылка, информирующая об окончании символа. Стоповый бит передается уровнем логической единицы. Длительность стоповой посылки — 1, 1.5 или 2 тактовых интервала. Электронное устройство, которое генерирует и принимает последовательные данные, называется универсальным асинхронным приемопередатчиком (Universal Asynchronous Receiver Transmitter, или UART).

Обмен информацией с помощью UART происходит следующим образом:

• приемник обнаруживает первый фронт стартового бита и выжидает один или полтора тактовых интервала, поскольку считывание должно начаться точно в середине первой посылки;
• через один тактовый интервал считывается второй бит данных, причем это происходит точно в середине второй посылки;
• после окончания информационного обмена приемник считывает проверочный бит для обнаружения ошибок и стоповый бит;
• приемник переходит в режим ожидания следующей порции данных.

Скорость передачи информации в последовательном интерфейсе измеряется в бодах (бод — количество передаваемых битов за 1 секунду). Стандартные скорости равны 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 бод и т.д. Зная скорость в бодах, можно вычислить число передаваемых символов в секунду. Например, если имеется восемь бит данных без проверки на четность и один стоповый бит, то общая длина последовательности, включая стартовый бит, равна 10. Скорость передачи символов соответствует скорости в бодах, деленной на 10. Таким образом, при скорости 9600 бод (см.рисунок выше) будет передаваться 960 символов в секунду.

Проверочный бит предназначен для обнаружения ошибок в передаваемых битах данных. Когда он присутствует, осуществляется проверка на четность или нечетность. Если интерфейс настроен на проверку по четности, такой бит будет выставляться в единицу при нечетном количестве единиц в битах данных, и наоборот. Это простейший пособ проверки на наличие одиночных ошибок в передаваемом блоке данных. Однако, если во время передачи искажению подверглись несколько битов, подобная ошибка не обнаруживается. Проверочный бит генерируется передающим UART таким образом, чтобы общее количество удиниц было нечетным или четным числом в зависимости от настройки интерфейса; приемное устройство должно иметь такую же настройку. Приемный UART считает количество единиц в принятых данных. Если данные не проходят проверку, генерируется сигнал ошибки.

В UART применяются уровни напряжения ТТЛ. Для передачи данных по каналу связи напряжение с помощью специализированных преобразователей конвертируется с инверсией: логическому нулю соответствует диапазон напряжений от +3 до +12В, логической единице — от -3 до -12В.

Разъемы RS-232 и соединение устройств

Основными разъемами, применяемыми с портом RS-232 являются DB-9S и DB-25S. На рисунке показана распиновка разъема DB-9.

Номера пинов 9-контактного разъема

а в таблице показано соответсвие сигналов контактам RS-232 для 9-ти и 25-ти контактных разъемов и их функции на компьютере

Соединение между компьютером и внешним устройством по протоколу RS-232 производится, как правило, используя, так называемое, нуль-модемное соединение . Возможно также соединение, использующее только три линии: первая для передачи данных, вторая — для приема и третья — в качестве общего проводника. Соединение организуется таким образом, что передаваемые данные от первого устройства поступают на приемную линию второго.

Соединение устройств по протоколу RS-232

В системах с используется второй тип соединения.

Назначение сигналов

Интерфейс RS-232C предназначен для подключения аппаратуры, передающей или принимающей данные (ООД — оконечное оборудование данных, или АПД — аппаратура передачи данных; DTE — Data Terminal Equipment), к оконечной аппаратуре каналов данных (АКД; DCE — Data Communication Equipment). В роли АПД может выступать компьютер, принтер, плоттер и другое периферийное оборудование. В роли АКД обычно выступает модем. Конечной целью подключения является соединение двух устройств АПД. Полная схема соединения приведена на рис. 1; интерфейс позволяет исключить канал удаленной связи вместе с парой устройств АКД, соединив устройства непосредственно с помощью нуль-модемного кабеля (рис. 2).

Рис.1. Полная схема соединения по RS-232C

Рис.2. Соединение по RS-232C нуль-модемным кабелем

Стандарт описывает управляющие сигналы интерфейса, пересылку данных, электрический интерфейс и типы разъемов. В стандарте предусмотрены асинхронный и синхронный режимы обмена, но COM-порты поддерживают только асинхронный режим. Функционально RS-232C эквивалентен стандарту МККТТ V.24/ V.28 и стыку С2, но они имеют различные названия сигналов.

Стандарт RS-232C описывает несимметричные передатчики и приемники — сигнал передается относительно общего провода — схемной земли (симметричные дифференциальные сигналы используются в других интерфейсах — например, RS-422). Интерфейс не обеспечивает гальванической развязки устройств. Логической единице (состояние MARK) на входе данных (сигнал RxD) соответствует диапазон напряжения от –12 до –3 В; логическому нулю — от +3 до +12 В (состояние SPACE). Для входов управляющих сигналов состоянию ON (“включено”) соответствует диапазон от +3 до +12 В, состоянию OFF (“выключено”) — от –12 до –3 В. Диапазон от –3 до +3 В — зона нечувствительности, обусловливающая гистерезис приемника: состояние линии будет считаться измененным только после пересечения порога (рис. 3). Уровни сигналов на выходах передатчиков должны быть в диапазонах от –12 до –5 В и от +5 до +12 В. Разность потенциалов между схемными землями (SG) соединяемых устройств должна быть менее 2 В, при более высокой разности потенциалов возможно неверное восприятие сигналов. Заметим, что сигналы уровней ТТЛ (на входах и выходах микросхем UART) передаются в прямом коде для линий TxD и RxD и в инверсном — для всех остальных.

Интерфейс предполагает наличие защитного заземления для соединяемых устройств, если они оба питаются от сети переменного тока и имеют сетевые фильтры.

ВНИМАНИЕ

Подключение и отключение интерфейсных кабелей устройств с автономным питанием должно производиться при отключенном питании. Иначе разность невыровненных потенциалов устройств в момент коммутации может оказаться приложенной выходным или входным (что опаснее) цепям интерфейса и вывести из строя микросхемы.

Стандарт RS-232C регламентирует типы применяемых разъемов.

На аппаратуре АПД (в том числе на COM-портах) принято устанавливать вилки DB-25P или более компактный вариант — DB-9P. Девятиштырьковые разъемы не имеют контактов для дополнительных сигналов, необходимых для синхронного режима (в большинстве 25-штырьковых разъемах эти контакты не используются).

На аппаратуре АКД (модемах) устанавливают розетки DB-25S или DB-9S.

Это правило предполагает, что разъемы АКД могут подключаться к разъемам АПД непосредственно или через переходные “прямые” кабели с розеткой и вилкой, у которых контакты соединены “один в один”. Переходные кабели могут являться и переходниками с 9 на 25-штырьковые разъемы (рис. 4).

Если аппаратура АПД соединяется без модемов, то разъемы устройств (вилки) соединяются между собой нуль-модемным кабелем (Zero-modem, или Z-modem), имеющим на обоих концах розетки, контакты которых соединяются перекрестно по одной из схем, приведенных на рис. 5.

Рис. 3. Прием сигналов RS-232C

Рис. 4. Кабели подключения модемов

Рис. 5. Нуль-модемный кабель: а — минимальный, б — полный

Если на каком-либо устройстве АПД установлена розетка — это почти 100 % того, что к другому устройству оно должно подключаться прямым кабелем, аналогичным кабелю подключения модема. Розетка устанавливается обычно на тех устройствах, у которых удаленное подключение через модем не предусмотрено.

В табл. 1 приведено назначение контактов разъемов COM-портов (и любой другой аппаратуры передачи данных АПД). Контакты разъема DB-25S определены стандартом EIA/TIA-232-E, разъем DB-9S описан стандартом EIA/TIA-574. У модемов (АКД) название цепей и контактов такое же, но роли сигналов (вход-выход) меняются на противоположные.

Таблица 1. Разъемы и сигналы интерфейса RS-232C

1 Ленточный кабель 8-битных мультикарт.
2 Ленточный кабель 16-битных мультикарт и портов на системных платах.
3 Вариант ленточного кабеля портов на системных платах.
4 Широкий ленточный кабель к 25-контактному разъему.

Подмножество сигналов RS-232C, относящихся к асинхронному режиму, рассмотрим с точки зрения COM-порта PC. Для удобства будем пользоваться мнемоникой названий, принятой в описаниях COM-портов и большинства устройств (она отличается от безликих обозначений RS-232 и V.24). Напомним, что активному состоянию управляющих сигналов (“включено”) и нулевому значению бита передаваемых данных соответствует положительный потенциал (выше +3 В) сигнала интерфейса, а состоянию “выключено” и единичному биту — отрицательный (ниже –3 В). Назначение сигналов интерфейса приведено в табл. 2. Нормальную последовательность управляющих сигналов для случая подключения модема к COM-порту иллюстрирует рис. 6.

Таблица 2. Назначение сигналов интерфейса RS-232C

Рис. 6. Последовательность управляющих сигналов интерфейса

1. Установкой DTR компьютер указывает на желание использовать модем.
2. Установкой DSR модем сигнализирует о своей готовности и установлении соединения.
3. Сигналом RTS компьютер запрашивает разрешение на передачу и заявляет о своей готовности принимать данные от модема.
4. Сигналом CTS модем уведомляет о своей готовности к приему данных от компьютера и передаче их в линию.
5. Снятием CTS модем сигнализирует о невозможности дальнейшего приема (например, буфер заполнен) — компьютер должен приостановить передачу данных.
6. Сигналом CTS модем разрешает компьютеру продолжить передачу (в буфере появилось место).
7. Снятие RTS может означать как заполнение буфера компьютера (модем должен приостановить передачу данных в компьютер), так и отсутствие данных для передачи в модем. Обычно в этом случае модем прекращает пересылку данных в компьютер.
8. Модем подтверждает снятие RTS сбросом CTS.
9. Компьютер повторно устанавливает RTS для возобновления передачи.
10. Модем подтверждает готовность к этим действиям.
11. Компьютер указывает на завершение обмена.
12. Модем отвечает подтверждением.
13. Компьютер снимает DTR, что обычно является сигналом на разрыв соединения (“повесить трубку”).
14. Модем сбросом DSR сигнализирует о разрыве соединения.

Из рассмотрения этой последовательности становятся понятными соединения DTR–DSR и RTS–CTS в нуль-модемных кабелях.

Асинхронный режим передачи

Асинхронный режим передачи является байт-ориентированным (символьно-ориентированным): минимальная пересылаемая единица информации — один байт (один символ). Формат посылки байта иллюстрирует рис. 7. Передача каждого байта начинается со старт-бита, сигнализирующего приемнику о начале посылки, за которым следуют биты данных и, возможно, бит четности (Parity). Завершает посылку стоп-бит, гарантирующий паузу между посылками. Старт-бит следующего байта посылается в любой момент после стоп-бита, то есть между передачами возможны паузы произвольной длительности. Старт-бит, имеющий всегда строго определенное значение (логический 0), обеспечивает простой механизм синхронизации приемника по сигналу от передатчика. Подразумевается, что приемник и передатчик работают на одной скорости обмена. Внутренний генератор синхронизации приемника использует счетчик-делитель опорной частоты, обнуляемый в момент приема начала старт-бита. Этот счетчик генерирует внутренние стробы, по которым приемник фиксирует последующие принимаемые биты. В идеале стробы располагаются в середине битовых интервалов, что позволяет принимать данные и при незначительном рассогласовании скоростей приемника и передатчика. Очевидно, что при передаче 8 бит данных, одного контрольного и одного стоп-бита предельно допустимое рассогласование скоростей, при котором данные будут распознаны верно, не может превышать 5 %. С учетом фазовых искажений и дискретности работы внутреннего счетчика синхронизации реально допустимо меньшее отклонение частот. Чем меньше коэффициент деления опорной частоты внутреннего генератора (чем выше частота передачи), тем больше погрешность привязки стробов к середине битового интервала, и требования к согласованности частот становятся более строгие. Чем выше частота передачи, тем больше влияние искажений фронтов на фазу принимаемого сигнала. Взаимодействие этих факторов приводит к повышению требований к согласованности частот приемника и передатчика с ростом частоты обмена.

Рис.7. Формат асинхронной передачи RS-232C

Формат асинхронной посылки позволяет выявлять возможные ошибки передачи.

• Если принят перепад, сигнализирующий о начале посылки, а по стробу старт-бита зафиксирован уровень логической единицы, старт-бит считается ложным и приемник снова переходит в состояние ожидания. Об этой ошибке приемник может не сообщать.
• Если во время, отведенное под стоп-бит, обнаружен уровень логического нуля, фиксируется ошибка стоп-бита.
• Если применяется контроль четности, то после посылки бит данных передается контрольный бит. Этот бит дополняет количество единичных бит данных до четного или нечетного в зависимости от принятого соглашения. Прием байта с неверным значением контрольного бита приводит к фиксации ошибки.
• Контроль формата позволяет обнаруживать обрыв линии: как правило, при обрыве приемник “видит” логический нуль, 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, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600 и 115200 бит/с. Иногда вместо единицы измерения “бит/с” используют “бод” (baud), но при рассмотрении двоичных передаваемых сигналов это некорректно. В бодах принято измерять частоту изменения состояния линии, а при недвоичном способе кодирования (широко применяемом в современных модемах) в канале связи скорости передачи бит (бит/с) и изменения сигнала (бод) могут отличаться в несколько раз.

Количество бит данных может составлять 5, 6, 7 или 8 (5- и 6-битные форматы распространены незначительно). Количество стоп-бит может быть 1, 1,5 или 2 (“полтора бита” означает только длительность стопового интервала).

Управление потоком данных

Для управления потоком данных (Flow Control) могут использоваться два варианта протокола — аппаратный и программный. Иногда управление потоком путают с квитированием. Квитирование (handshaking) подразумевает посылку уведомления о получении элемента, в то время как управление потоком предполагает посылку уведомления о возможности или невозможности последующего приема данных. Зачастую управление потоком основано на механизме квитирования.

Аппаратный протокол управления потоком RTS/CTS (hardware flow control) использует сигнал CTS, который позволяет остановить передачу данных, если приемник не готов к их приему (рис. 8). Передатчик “выпускает” очередной байт только при включенной линии CTS. Байт, который уже начал передаваться, задержать сигналом CTS невозможно (это гарантирует целостность посылки). Аппаратный протокол обеспечивает самую быструю реакцию передатчика на состояние приемника. Микросхемы асинхронных приемопередатчиков имеют не менее двух регистров в приемной части — сдвигающий, для приема очередной посылки, и хранящий, из которого считывается принятый байт. Это позволяет реализовать обмен по аппаратному протоколу без потери данных.

Рис.8. Аппаратное управление потоком

Аппаратный протокол удобно использовать при подключении принтеров и плоттеров, если они его поддерживают. При непосредственном (без модемов) соединении двух компьютеров аппаратный протокол требует перекрестного соединения линий RTS — CTS.

При непосредственном соединении у передающего терминала должно быть обеспечено состояние “включено” на линии CTS (соединением собственных линий RTS — CTS), в противном случае передатчик будет “молчать”.

Применяемые в IBM PC приемопередатчики 8250/16450/16550 сигнал CTS аппаратно не отрабатывают, а только показывают его состояние в регистре MSR. Реализация протокола RTS/CTS возлагается на драйвер BIOS Int 14h, и называть его “аппаратным” не совсем корректно. Если же программа, пользующаяся COM-портом, взаимодействует с UART на уровне регистров (а не через BIOS), то обработкой сигнала CTS для поддержки данного протокола она занимается сама. Ряд коммуникационных программ позволяет игнорировать сигнал CTS (если не используется модем), и для них не требуется соединение входа CTS с выходом даже своего сигнала RTS. Однако существуют и иные приемопередатчики (например, 8251), в которых сигнал CTS отрабатывается аппаратно. Для них, а также для “честных” программ, использование сигнала CTS на разъемах (а то и на кабелях) обязательно.

Программный протокол управления потоком XON/XOFF предполагает наличие двунаправленного канала передачи данных. Работает протокол следующим образом: если устройство, принимающее данные, обнаруживает причины, по которым оно не может их дальше принимать, оно по обратному последовательному каналу посылает байт-символ XOFF (13h). Противоположное устройство, приняв этот символ, приостанавливает передачу. Когда принимающее устройство снова становится готовым к приему данных, оно посылает символ XON (11h), приняв который противоположное устройство возобновляет передачу. Время реакции передатчика на изменение состояния приемника по сравнению с аппаратным протоколом увеличивается, по крайней мере, на время передачи символа (XON или XOFF) плюс время реакции программы передатчика на прием символа (рис. 9). Из этого следует, что данные без потерь могут приниматься только приемником, имеющим дополнительный буфер принимаемых данных и сигнализирующим о неготовности заблаговременно (имея в буфере свободное место).

Рис.9. Программное управление потоком XON/XOFF

Преимущество программного протокола заключается в отсутствии необходимости передачи управляющих сигналов интерфейса — минимальный кабель для двустороннего обмена может иметь только 3 провода (см. рис. 5, а). Недостатком, помимо обязательного наличия буфера и большего времени реакции (снижающего общую производительность канала из-за ожидания сигнала XON), является сложность реализации полнодуплексного режима обмена. В этом случае из потока принимаемых данных должны выделяться (и обрабатываться) символы управления потоком, что ограничивает набор передаваемых символов.

Кроме этих двух распространенных стандартных протоколов, поддерживаемых и ПУ, и ОС, существуют и другие.

Существует несколько стандартов RS-232, различающихся буквой в суффиксе: RS-232C.5 илн 0+3,3 В) в уровни RS-232, где биты передаются разпополярными уровнями напряжения, притом инвертированными относительно IJART. В UART действует положительная логика, где логическая 1 есть высокий уровень (+3 или +5 В), а у RS-232 наоборот, логическая I есть отрицательный уровень от -3 до -12 В, а логический 0 — положительный уровень от +3 до +12 В.

Сама идея передачи по этому интерфейсу заключается в передачи целого байта по одному проводу в аиде последовательных импульсов, каждый ич которых может быть 0 или 1. Если в определенные моменты времени считывать состояние линии, то можно восстановить то. что было послано. Однако эта простая идея натыкается на определенные трудности. Для приемника и передатчика, связанных между собой тремя проводами («земля» и два сиг нальных провода «туда» и «обратно»), приходится задавать скорость передачи и приема, которая должна быть одинакова для устройств на обоих концах линии. Эти скорости стандартизированы, и выбираются из ряда 1200, 2400. 4800, 9600. 14 400, 19 200. 28 800, 38 400, 56 000, 57 600, 115 200, 128 000, 256 000 (более медленные скорости я опустил) 2 . Число это обозначает количество передаваемых/принимаемых бит в секунду (бод). Проблема состоит в том, что приемник и передатчик — это физически совершенно разные системы, и скорости эти для них не могут быть строго одинаковыми в принципе (из-за разброса параметров тактовых генераторов), и даже если их каким-то фантастическим образом синхронизировать в начале, то они в любом случае быстро «разъедутся». Поэтому такая передача всегда сопровождается начальным (стартовым) битом, который служит для синхронизации. После нею идут восемь (или девять — если используется проверка на четность) информационных битов, а затем стоповые биты, которых может быт ь один, два и более, но это уже не имеет принципиального значения — почему, мы сейчас увидим.

Общая диаграмма передачи таких последовательностей показана на рис. ГИЛ. Хитрость заключается в том, что состояния линии передачи, называемые стартовый и столовый биты, имеют разные уровни. В данном случае стартовый бит передается положительным уровнем напряжения (логическим нулем), а столовый- отрицательным уровнем (логической единицей) 3 , по-

Обычный формат данных, по которому работает львиная доля всех устройств, обозначается 8nl, что читается так: 8 информационных бит, no parity,

тому фронт стартового бита всегда однозначно распознается. В этот-то момент и происходит синхронизация. Приемник отсчитывает время от фронта стартового бита, равное Ъ А периода заданной частоты обмена (чтобы попасть примерно в середину следующего бита), и затем восемь (или девять, если это задано заранее) раз подряд с заданным периодом регистрирует состояние линии. После этого линия переходит в состояние стопового бита и может в нем пребывать сколь угодно долго, пока не придет следующий стартовый бит. Задание минимального количества стоповых битов, однако, производится тоже- для того чтобы приемник знал, сколько времени минимально ему нужно ожидать следующего стартового бита (как минимум, это может быть, естественно, один период частоты обмена, т. е. один стоповый бит). Если по истечении этого времени стартовый бит не придет, приемник может регистрировать так называемый Timeout, т. е. перерыв, по-русски, и заняться своими делами. Если же линия «зависнет» в состоянии логического 0 (высокого уровня напряжения), то это может восприниматься устройством, как состояние «обрыва» линии- не очень удобный механизм, и в микроконтроллерах он через UART не поддерживается. Это не мешает нам, естественно, для установки или определения такого состояния просто отключать UART и устанавливать состояние логического нуля на выводе TxD (что и есть имитация физического «обрыва»), или определять уровень логического 0 на выводе RxD, но серьезных причин для использования этой возможности, я, честно говоря, не вижу (см. на эту тему также замечание в главе 20).

Рис. П4.1. Диаграмма передачи данных по последовательному интерфейсу RS-232

в формате 8N2

1 столовый бит. «No parity» означает, что проверка на четность не производится. Это самая распространенная схема работы такого порта, причем, т. к. никакими тайм-аугами (Timeout) мы также себе голову заморачивать не будем, то нам в принципе все равно, сколько стоповых битов будет, но во избежание излишних сложностей следует их устанавливать всегда одинаково — у передатчика и у приемника. На диаграмме рис. П4.1 показана передача некоего кода, а также, для наглядности, передача байта, состоящего из всеч единиц и из всех нулей в формате, опять же для наглядности, 8п2.

Из описанного алгоритма работы понятно, что погрешность несовпадения скоростей обмена может быть такой, чтобы фронты не «разъезжались» за время передачи/приема всех десяти-двенадцати битов более, чем на полпериода, т. е. в принципе фактическая разница скоростей может достигать 4-5%, но на практике их стараются все же сделать как можно ближе к стандартным величинам.

Приемник RS-232 часто дополнительно снабжают схемой, которая фиксирует уровень не единожды за период действия бита, а трижды, при этом за окончательный результат принимается уровень двух одинаковых из трех полученных состояний линии, таким образом удается избежать случайных помех. Длина линии связи по стандарту не должна превышать 15 м. но на практике это могут быть много большие величины. Если скорость передачи не выбирать слишком высокой, то такая линия может надежно работать на десятки метров (автору этих строк удавалось без дополнительных ухищрений наладить обмен с компьютером на скорости 4800 по кабелю, правда, довольно толстому, длиной около полукилометра). В табл. П4.1 приведены ориентировочные эмпирические данные по длине неэкранированной линии связи для различных скоростей передвчи.

Таблица П4.1. Длина кабеля RS-232 для разных скоростей передачи данных

Эти данные ни в коем случае не могут считаться официальными — слишком много влияющих факторов (уровень помех, толщина проводов, их взаимное расположение в кабеле, фактические уровни напряжения, выходное/входное сопротивление портов и т. п.). В случае экранированного кабеля 4 эти величины можно увеличить примерно в полтора-два раза. Во всех случаях использования «несанкционированной» длины кабеля связи следует применять меры по дополнительной проверке целостности данных- контроль четности, и/или программные способы (вычисление контрольных сумм и т. п.), описанные в главе 20.

Для работы в обе стороны нужно две линии, которые у каждого приемопередатчика обозначаются RxD (приемная) и TxD (передающая). В каждый момент времени может работать только одна из линий, т. е. приемопередатчик либо передает, либо принимает данные, но не одновременно (так называемый «полудуплексный режим» — это сделано потому, что у UART-микросхем чаще всего один регистр и на прием и на передачу). Кроме линий RxD и TxD, в разъемах RS-232 присутствуют также и другие линии. Полный список всех контактов для обоих стандартных разъемов типа DB (9- и 25-контактного) приведен в табл. П4.2. Нумерация контактов DB-разъема обычно написана прямо на нем, она также есть на рис. 10.8 в главе 10 (на примере гнезда разъема для игрового порта DB-15F).

Таблица П4.2. Контакты для ОВ-разьемов

Таблица П4.2 (окончание)

Для нормальной совместной работы приемника и передатчика выводы RxD н TxD, естественно, нужно соединять накрест — TxD одного устройства с RxD второго и наоборот (то же относится и к RTS-CTS и т. д.). Кабели RS-232, которые устроены именно таким образом, называются еще нуль-модемными (в отличие от простых удлинительных). Их стандартная конфигурация показана на рис. П4.2. В варианте «с» (справа на рисунке) дополнительные выводы соединены именно так, как описано ранее.

Рис. П4.2. Схемы нуль-модемных кабелей RS-232: a.b — различные полные варианты,

с — минимальный вариант

Выходные линии RTS и DTR иногда могут использовать и для «незаконных» целей — питания устройств, подсоединенных к СОМ-порту. Именно так устроены, например, компьютерные мыши, работающие через СОМ. Позже мы покажем пример устройства (преобразователя уровней), которое будет использовать питание от вывода RTS. А как при необходимости можно установить эти линии в нужное состояние?

Про RS-232 (распайка кабелей, разъемов, краткое описание)

Контакты RS-232C

Распайка «модемного» кабеля интерфейса RS-232C

Обмен данными и интерфейс RS-232

Устранение неполадок при связи через RS-232

Контакты разъема DB-9 интерфейса RS-232C

Распайка «нуль-модемного» кабеля интерфейса RS-232C

Распайка кабеля RS-232C для коммутаторов Kramer

При работе в потенциально зашумлённых условиях нам нужны надёжные средства для передачи данных. Самым распространённым стандартом всё ещё остаётся архаичный RS-232C (Recommended Standard 232 Version С), принятый ассоциацией электронной промышленности EIA (Electronic Industries Association) в августе 1969 г.
Достоинства RS-232:
Популярность — все компьютеры РС (но не Mac) оборудованы по крайней мере одним портом RS-232
Лёгкость приобретения готовых кабелей
Возможность применения аппаратного управления процессом передачи (зачастую не используется!)
Недостатки RS-232:
Связь типа «точка-точка» (DTE? DCE)
Низкая, по современным меркам, скорость (обычно 9600 бод [бит в секунду])
Работает только на небольших расстояниях (до 10 м)
Состав линий связи между устройствами DTE и DCE точно не определён. Стандарт описывает функции до 25 соединительных линий, но не указывает, должна или не должна использоваться та или иная линия. Лучше (технологически) обстоят дела в стандарте RS-422. По этому стандарту связь осуществляется по двум парам проводов, а передаваемый сигнал может приниматься более чем одним устройством. Согласно стандарту RS-485 (улучшенный RS-422) используется одна пара проводов, которая используется для передачи или приёма многими устройствами.
Характеристики и преимущества RS-422 / RS-485:
Может использоваться для многоточечных соединений
Является стандартном де-факто для значительной части вещательной видео индустрии!
Может использоваться на расстояниях до 1,2 км
Высокая помехоустойчивость за счёт использования дифференциальных (балансных) линий связи
Удлинитель линии связи KRAMER VP-43 Range Extender:
Предназначен для преодоления ограничений по расстоянию для наших продуктов, имеющих управление через RS-232.
Осуществляет преобразование в интерфейс RS-422, а затем назад, в RS-232, что позволяет использовать в качестве физического носителя две пары проводов.
Может быть использован для увеличения расстояния связи для любого нуль-модемного соединения RS-232.
Также может быть использован для управления нашими изделиями через RS-422, либо к качестве преобразователя общего назначения из RS-232 в RS-422 и обратно.
Расширитель портов KRAMER VP-14 Port Extender:
Предназначен для преодоления ограничения интерфейса RS-232, который может осуществлять только соединения типа «точка-точка». Позволяет осуществлять связь между несколькими устройствами с интерфейсами RS-232.
Данные, которые поступают на любой из портов устройства, пересылаются на остальные 3 порта.
Может быть использован для управления коммутатором от 3 устройств DTE (например, компьютеров).
Работает во всех режимах связи (число битов, скорость, чётность и т. д.) и не требует настройки этих параметров.

Ниже приведены меры, которые могут помочь разрешить проблемы, возникающие при связи с устройствами Kramer через интерфейс RS-232.
1. Убедитесь, что между устройством (коммутатором, маршрутизатором) и управляющим компьютером (РС) установлено нуль-модемное соединение.
Проще всего (при использовании 25-контактного порта на РС) использовать нуль-модемный адаптер, прилагаемый к устройству. Подключите такой переходник 25-контактным разъёмом к последовательному порту РС, после чего прямым кабелем — т. е. с распайкой один к одному — соедините 9-контактный разъём адаптера с последовательным портом на устройстве. (Если адаптер используется с неполным кабелем, то необходимо, как минимум, соединить на 9-контактных разъёмах с обоих концов: контакт 2 с контактом 2, 3 — с 3 и 5 — с 5.)
При непосредственном подключении 25-контактного порта на РС к 9-контактному разъёму на устройстве (т. е. без нуль-модемного адаптера) соедините следующее:
Контакт 2 на 25-контактном разъёме — с контактом 2 на 9-контактном
Контакт 3 на 25-контактном разъёме — с контактом 3 на 9-контактном
Контакт 7 на 25-контактном разъёме — с контактом 5 на 9-контактном
Закоротите вместе контакты 6 и 20 на 25-контактном разъёме
Закоротите вместе контакты 4, 5 и 8 на 25-контактном разъёме
При непосредственном подключении 9-контактного порта на РС к 9-контактному разъёму на устройстве соедините следующее:
Контакт 2 на разъёме РС — с контактом 3 на разъёме устройства
Контакт 3 на разъёме РС — с контактом 2 на разъёме устройства
Контакт 5 на разъёме РС — с контактом 5 на разъёме устройства
Закоротите вместе контакты 4 и 6 на разъёме РС
Закоротите вместе контакты 1, 7 и 8 на разъёме РС
2. Убедитесь, что на устройстве правильно выставлены все DIP-переключатели.
3. Убедитесь, что установки для скорости передачи данных на РС и на устройстве совпадают, а на РС выбран правильный com-порт.
4. Если несколько устройств используются одновременно, убедитесь, что все они включены. Если в системе, работающей по схеме «ведущий/ведомый» (master/slave), какое-либо из устройств выключено, обмен в такой системе не будет надёжным.
5. Если в устройстве имеется функция «DISABLE TXD» (Отключить TXD), убедитесь, что эта функция выключена; аналогично, если для «отключения ответа» используется DIP-переключатель, убедитесь, что ответ разрешён.
6. Контакт 3 на разъёме RS-232 устройства используется для отправки данных в РС (это TXD устройства и RXD на РС). Контакт 2 на разъёме устройства используется для приёма данных от РС (это RXD устройства и TXD на РС). Может оказаться полезным с помощью цифрового запоминающего осциллографа убедиться в том, что устройство передаёт/принимает данные на указанных контактах.
7. В большинстве устройств используется «двунаправленный» протокол обмена. Это значит, что один и тот же код используется как для передачи в устройство команды на выполнение определённого действия, так и в качестве ответа от устройства (в РС) при нажатии кнопки на его передней панели для выполнения аналогичного действия. Например, если пользователь нажал кнопки и скоммутировал вход 4 на выход 5, устройство посылает в компьютер шестнадцатеричный код 7В; в то же время при получении устройством кода 7В оно также отработает подключение входа 4 на выход 5. Для такого протокола может оказаться полезным анализировать коды, посылаемые устройством при нажатии кнопок на его передней панели с тем, чтобы разобраться в протоколе обмена.
8. При устранении неполадок может оказаться полезным применять коммуникационную программу вроде Procomm или Viewcom чтобы вначале проанализировать коды, посылаемые устройством. Затем можно попробовать посылать такие коды назад (см. пункт 7), проверяя, что устройство правильно на них реагирует. Наконец, можно послать код, по которому устройство вернёт своё состояние.
9. Если должна использоваться написанная пользователем программа, по возможности вначале с помощью фирменной программы убедитесь в том, что связь между РС и устройством работает нормально.
10. Для оборудования, в котором управление через RS-232 предусмотрено в качестве опции и вводится установкой дополнительной аппаратной платы, проверьте, что такая плата правильно установлена (как описано в руководстве). В частности, для серии коммутаторов Х02 проверьте прямой кабель, подключаемый к модулю, и убедитесь, что на разъёмах нет замятых контактов.
11. Некоторые устройства могут получать управление от других элементов оборудования и могут настраиваться на работу через RS-232 с таким оборудованием, а не с компьютером. В этом случае необходимо правильно настроить устройство. Например, модели BC-2216 и BC-2616 (матричные коммутаторы звуковых сигналов 16X16) настраиваются на заводе (по умолчанию) на работу с BC-2516 (матричным коммутатором видео 16X16). В этом случае звуковая матрица получает управление от РС через видеоматрицу. Если звуковой матрицей надо управлять независимо, её следует соответственно перенастроить (на работу в режиме устройства, переключающего «только звук»).
12. Если необходимо выслать несколько команд, то перед отправкой дополнительной команды следует убедиться в том, что устройство отработало предыдущую команду. Для этого дождитесь получения ответа на предыдущую команду перед отправкой следующей.
13. Убедитесь в том, что для связи с устройством используется настоящий интерфейс RS-232! Некоторое оборудование (например, стандартный последовательный порт Macintosh), хотя и аналогичен RS-232, использует иные режимы обмена данными.
14. При использовании РС с операционной системой Windows NT4.0 (и ниже) следует принять дополнительные меры. Эта система не имеет функции «plug and play» и поэтому настройка портов компьютера в ней — непростая задача. Обратитесь к документации на Windows NT! Даже если Ваша программа работает на компьютере с иной операционной системой, возможно, что под Windows NT порт не будет правильно инициализироваться.
15. Учтите, что рабочее расстояние для RS-232 (по определению) не превышает 10 метров! Если требуется большая длина связи, следует использовать наш «удлинитель линии связи» VP-43.
16. По определению, интерфейс RS-232 предназначен для осуществления обмена между 2 портами (в нашем случае это РС и коммутатор). Если надо соединить вместе несколько устройств с интерфейсами RS-232, можно использовать VP-14 (например, если коммутатором надо управлять от 2-х компьютеров и контроллера BC-2000).
(ПРИМЕЧАНИЕ: Для некоторых изделий из нашей линейки допускается управление несколькими такими устройствами при их последовательном соединении прямыми кабелями — что кажется неправильным в свете вышесказанного! На самом деле мы настраиваем устройства в режимы «ведущий/ведомый» (master/slave), при этом с компьютером через RS-232 связано только одно, ведущее устройство. При таком включении ведущее устройство передаёт информацию на и от РС к ведомым устройствам, а интерфейсом RS-232 порты оказываются связанными попарно.)

Под обозначениями RS-232, RS-422 и RS-485 понимаются интерфейсы для цифровой передачи данных. Стандарт RS-232 более известен как обычный СОМ порт компьютера или последовательный порт (хотя последовательным портом также можно считать Ethernet, FireWire и USB). Интерфейсы RS-422 и RS-485 широко применяются в промышленности для соединения различного оборудования.

В таблице приведены основные отличия интерфейсов RS-232, RS-422 и RS-485.

* Для интерфейса RS-232 не обязательно использовать все линии контактов. Обычно используются линии данных TxD, RxD и провод земли GND, остальные линии необходимы для контроля над потоком передачи данных. Подробнее вы узнаете далее в статье.

Информация, передаваемая по интерфейсам RS-232, RS-422 и RS-485, структурирована в виде какого-либо протокола, например, в промышленности широко распространен протокол Modbus RTU.

Описание интерфейса RS-232

Интерфейс RS-232 (TIA/EIA-232) предназначен для организации приема-передачи данных между передатчиком или терминалом (англ. Data Terminal Equipment, DTE ) и приемником или коммуникационным оборудованием (англ. Data Communications Equipment, DCE ) по схеме точка-точка.

Скорость работы RS-232 зависит от расстояния между устройствами, обычно на расстоянии 15 метров скорость равна 9600 бит/с. На минимальном расстоянии скорость обычно равна 115.2 кбит/с, но есть оборудование, которое поддерживает скорость до 921.6 кбит/с.

Интерфейс RS-232 работает в дуплексном режиме, что позволяет передавать и принимать информацию одновременно, потому что используются разные линии для приема и передачи. В этом заключается отличие от полудуплексного режима, когда используется одна линия связи для приема и передачи данных, что накладывает ограничение на одновременную работу, поэтому в полудуплексном режиме в один момент времени возможен либо прием, либо передача информации.

Информация по интерфейсу RS-232 передается в цифровом виде логическими 0 и 1.

Логическому «0» (SPACE) соответствует напряжение в диапазоне от +3 до +15 В.

В дополнение к двум линиям приема и передачи, на RS-232 имеются специальные линии для аппаратного управления потоком и других функций.

Для подключения к RS-232 используется специальный разъем D-sub, обычно 9 контактный DB9, реже применяется 25 контактный DB25.

Разъемы DB делятся на Male – «папа» (вилка, pin) и Female – «мама» (гнездо, socket).

Распиновка разъема DB9 для RS-232

Распайка кабеля DB9 для RS-232

Существует три типа подключения устройств в RS-232: терминал-терминал DTE-DTE, терминал- коммуникационное оборудование DTE-DCE, модем-модем DCE-DCE.

Кабель DTE-DCE называется «прямой кабель», потому что контакты соединяются один к одному.

Кабель DCE-DCE называется «нуль-модемный кабель», или по-другому кросс-кабель.

Ниже приведены таблицы распиновок всех перечисленных типов кабеля, и далее отдельно представлена таблица с переводом основных терминов на русский язык.

Распиновка прямого кабеля DB9 для RS-232

Распиновка нуль-модемного кабеля DB9 для RS-232

Таблица с распиновкой разъемов DB9 и DB25.

Для работы с устройствами RS-232 обычно необходимо всего 3 контакта: RXD, TXD и GND. Но некоторые устройства требуют все 9 контактов для поддержки функции управления потоком передачи данных.

Структура передаваемых данных в RS-232

Одно сообщение, передаваемое по RS-232/422/485, состоит из стартового бита, нескольких бит данных, бита чётности и стопового бита.

Стартовый бит (start bit) — бит обозначающий начало передачи, обычно равен 0.

Данные (data bits) – 5, 6, 7 или 8 бит данных. Первым битом является менее значимый бит.

Бит четности (parity bit) – бит предназначенный для проверки четности. Служит для обнаружения ошибок. Может принимать следующие значения:

• Четность (EVEN), принимает такое значение, чтобы количество единиц в сообщении было четным
• Нечетность (ODD), принимает такое значение, чтобы количество единиц в сообщении было нечетным
• Всегда 1 (MARK), бит четности всегда будет равен 1
• Всегда 0 (SPACE), бит четности всегда будет равен 0
• Не используется (NONE)

Стоповый бит (stop bit) – бит означающий завершение передачи сообщения, может принимать значения 1, 1.5 (Data bit =5), 2.

Например, сокращение 8Е1 обозначает, что передается 8 бит данных, используется бит четности в режиме EVEN и стоп бит занимает один бит.

Управление потоком в RS-232

Для того чтобы не потерять данные существует механизм управления потоком передачи данных, позволяющий прекратить на время передачу данных для предотвращения переполнения буфера обмена.

Есть аппаратный и программный метод управления.

Аппаратный метод использует выводы RTS/CTS. Если передатчик готов послать данные, то он устанавливает сигнал на линии RTS. Если приёмник готов принимать данные, то он устанавливает сигнал на линии CTS. Если один из сигналов не установлен, то передачи данных не произойдет.

Программный метод вместо выводов использует символы Xon и Xoff (в ASCII символ Xon = 17, Xoff = 19) передаваемые по тем же линиям связи TXD/RXD, что и основные данные. При невозможности принимать данные приемник передает символ Xoff. Для возобновления передачи данных посылается символ Xon.

Как проверить работу RS-232?

При использовании 3 контактов достаточно замкнуть RXD и TXD между собой. Тогда все переданные данные будут приняты обратно. Если у вас полный RS-232, тогда вам нужно распаять специальную заглушку. В ней должны быть соединены между собой следующие контакты:

Описание интерфейса RS-422

Интерфейс RS-422 похож на RS-232, т.к. позволяет одновременно отправлять и принимать сообщения по отдельным линиям (полный дуплекс), но использует для этого дифференциальный сигнал, т.е. разницу потенциалов между проводниками А и В.

Скорость передачи данных в RS-422 зависит от расстояния и может меняться в пределах от 10 кбит/с (1200 метров) до 10 Мбит/с (10 метров).

В сети RS-422 может быть только одно передающее устройство и до 10 принимающих устройств.

Линия RS-422 представляет собой 4 провода для приема-передачи данных (2 скрученных провода для передачи и 2 скрученных провода для приема) и один общий провод земли GND.

Скручивание проводов (витая пара) между собой позволяет избавиться от наводок и помех, потому что наводка одинаково действует на оба провода, а информация извлекается из разности потенциалов между проводниками А и В одной линии.

Напряжение на линиях передачи данных может находится в диапазоне от -6 В до +6 В.

Логическому 0 соответствует разница между А и В больше +0,2 В.

Логической 1 соответствует разница между А и В меньше -0,2 В.

Стандарт RS-422 не определяет конкретный тип разъема, обычно это может быть клеммная колодка или разъем DB9.

Распиновка RS-422 зависит от производителя устройства и указывается в документации на него.

При подключении устройства RS-422 нужно сделать перекрестие между RX и TX контактами, как показано на рисунке.

Т.к. расстояние между приемником и передатчиком RS-422 может достигать 1200 метров, то для предотвращения отражения сигнала от конца линии ставится специальный 120 Ом согласующий резистор или «терминатор». Этот резистор устанавливается между RX+ и RX- контактами в начале и в конце линии.

Как проверить работу RS-422?

Для проверки устройств с RS-422 лучше воспользоваться конвертером из RS-422 в RS-232 или USB (I-7561U). Тогда вы сможете воспользоваться ПО для работы с СОМ портом.

Описание интерфейса RS-485

В промышленности чаще всего используется интерфейс RS-485 (EIA-485), потому что в RS-485 используется многоточечная топология, что позволяет подключить несколько приемников и передатчиков.

Интерфейс RS-485 похож на RS-422 тем что также использует дифференциальный сигнал для передачи данных.

Существует два типа RS-485:

• RS-485 с 2 контактами, работает в режиме полудуплекс
• RS-485 с 4 контактами, работает в режиме полный дуплекс

В режиме полный дуплекс можно одновременно принимать и передавать данные, а в режиме полудуплекс либо передавать, либо принимать.

В одном сегменте сети RS-485 может быть до 32 устройств, но с помощью дополнительных повторителей и усилителей сигналов до 256 устройств. В один момент времени активным может быть только один передатчик.

Скорость работы также зависит от длины линии и может достигать 10 Мбит/с на 10 метрах.

Напряжение на линиях находится в диапазоне от −7 В до +12 В.

Все, что вам нужно знать о распиновке последовательных разъемов

Последовательные разъемы

Устройства последовательной связи используют 9- или 25-контактные разъемы D-типа для кабельных соединений. Они обычно обозначаются как DB-9 или DB-25 с номером, используемым для различения количества выводов. Названия различных производителей могут заменять БД в спецификациях. Вилки содержат розетки и контакты, каждый из которых пронумерован и промаркирован.Схема последовательного подключения представлена ​​ниже.

Протокол RS232 использует 9-контактный последовательный порт, который может иметь разъемы типа «папа» или «мама». Самая последняя версия протокола известна как RS232C.

RS232C сохраняет функции RS232, но использует 25 контактов, а не 9-контактную последовательную распиновку. Независимо от того, используется ли последовательная распиновка DB9 или 25-контактное соединение, для подключения оконечных устройств требуются только три контакта.

RS232 управляет обменом данными между DTE и DCE с использованием последовательных выводов DB9 или DB25.Эти разъемы D-sub могут заканчиваться распиновкой «мама» RS232 или контактами «вилка» DB25 или DB9. Каждый штырь в распиновке последовательного разъема 9 или 25 имеет свою особую функцию. Вы также можете узнать распиновку RS485.

Функциональное описание:

Помимо определения электрических характеристик, RS232 определяет сигналы, используемые в разводке выводов последовательного кабеля и последовательных портах. В эти спецификации включены знакомые элементы, такие как временные сигналы и заземление.

Ниже приведен список сигналов, используемых в распиновке COM-порта RS232:

Защитное заземление — Этот сигнал подключается к заземлению шасси металлического разъема.

Общая земля — нулевой уровень опорного напряжения для всех сигналов управления.

TxD (контакт передачи) — для передачи данных от DTE к DCE.

RxD (контакт приема) — отправляет данные из DCE в DTE.

DTR (Data Terminal Ready) — DTE готово принять запрос.

DCD (обнаружение носителя данных) — DCE принимает носителя от DTE, расположенного в удаленном месте.

DSR (Data Set Ready) — АКД готова отправлять и получать информацию.

RI (индикатор звонка) — Обнаруживает входящий сигнал вызова на телефонной линии.

RTS (запрос на отправку) — вызов DTE для DCE для отправки данных.

RTR (готово к приему) — DTE настроено на получение данных, поступающих от DCE.

CTS (Clear To Send) — DCE находится в состоянии готовности к приему данных, поступающих от DTE.

Эти сигналы являются первичными сигналами RS232, но протокол также допускает вторичные сигналы.К ним относятся вторичное DTE, RTS, DCD, TxD и RxD. Вторичные сигналы используются для дополнительного подключения оборудования DTE и DCE.

Кабели RS-232

Нулевое модемное соединение

Нулевые модемы обеспечивают последовательную связь между DTE и устройствами DCE. Распиновка нуль-модема RS232 связывает контакт Tx вилочного разъема с контактом Rx на розетке RS232, а контакт вилки Rx с контактом Tx розетки.

Используя протокол RS232, вы можете соединить два компьютера без модемов с помощью нуль-модемного кабеля.Это подчеркивает одно из первоначальных применений протокола RS232, которое было разработано для того, чтобы позволить телетайпам общаться друг с другом через свои модемы.

Прямой кабель

Другой тип кабеля RS-232 — это прямой кабель. Это разъем типа «один к одному», он передает контакт одного устройства, который подключен к контакту передачи другого устройства, а контакт приемника одного устройства соединен с контактом приемника другого устройства.

Заключение:

В современных конструкциях оборудования используются инновационные протоколы последовательной связи, такие как USB, Ethernet и Wi-Fi.

Но все же RS232 доказал свою пригодность. Причина в том, что сигналы RS232 распространяются на большие расстояния. К тому же у него лучшая помехозащищенность. Доказано, что он совместим с различными производителями для взаимодействия компьютера и модемов.

Все, что вам нужно знать о распиновке последовательных разъемов

Последовательные разъемы

Устройства последовательной связи используют 9- или 25-контактные разъемы D-типа для кабельных соединений.Они обычно обозначаются как DB-9 или DB-25 с номером, используемым для различения количества выводов. Названия различных производителей могут заменять БД в спецификациях. Вилки содержат розетки и контакты, каждый из которых пронумерован и промаркирован. Схема последовательного подключения представлена ​​ниже.

Протокол RS232 использует 9-контактный последовательный порт, который может иметь разъемы типа «папа» или «мама». Самая последняя версия протокола известна как RS232C.

RS232C сохраняет функции RS232, но использует 25 контактов, а не 9-контактную последовательную распиновку.Независимо от того, используется ли последовательная распиновка DB9 или 25-контактное соединение, для подключения оконечных устройств требуются только три контакта.

RS232 управляет обменом данными между DTE и DCE с использованием последовательных выводов DB9 или DB25. Эти разъемы D-sub могут заканчиваться распиновкой «мама» RS232 или контактами «вилка» DB25 или DB9. Каждый штырь в распиновке последовательного разъема 9 или 25 имеет свою особую функцию. Вы также можете узнать распиновку RS485.

Функциональное описание:

Помимо определения электрических характеристик, RS232 определяет сигналы, используемые в разводке выводов последовательного кабеля и последовательных портах. В эти спецификации включены знакомые элементы, такие как временные сигналы и заземление.

Ниже приведен список сигналов, используемых в распиновке COM-порта RS232:

Защитное заземление — Этот сигнал подключается к заземлению шасси металлического разъема.

Общая земля — нулевой уровень опорного напряжения для всех сигналов управления.

TxD (контакт передачи) — для передачи данных от DTE к DCE.

RxD (контакт приема) — отправляет данные из DCE в DTE.

DTR (Data Terminal Ready) — DTE готово принять запрос.

DCD (обнаружение носителя данных) — DCE принимает носителя от DTE, расположенного в удаленном месте.

DSR (Data Set Ready) — АКД готова отправлять и получать информацию.

RI (индикатор звонка) — Обнаруживает входящий сигнал вызова на телефонной линии.

RTS (запрос на отправку) — вызов DTE для DCE для отправки данных.

RTR (готово к приему) — DTE настроено на получение данных, поступающих от DCE.

CTS (Clear To Send) — DCE находится в состоянии готовности к приему данных, поступающих от DTE.

Эти сигналы являются первичными сигналами RS232, но протокол также допускает вторичные сигналы. К ним относятся вторичное DTE, RTS, DCD, TxD и RxD. Вторичные сигналы используются для дополнительного подключения оборудования DTE и DCE.

Кабели RS-232

Нулевое модемное соединение

Нулевые модемы обеспечивают последовательную связь между DTE и устройствами DCE. Распиновка нуль-модема RS232 связывает контакт Tx вилочного разъема с контактом Rx на розетке RS232, а контакт вилки Rx с контактом Tx розетки.

Используя протокол RS232, вы можете соединить два компьютера без модемов с помощью нуль-модемного кабеля. Это подчеркивает одно из первоначальных применений протокола RS232, которое было разработано для того, чтобы позволить телетайпам общаться друг с другом через свои модемы.

Прямой кабель

Другой тип кабеля RS-232 — это прямой кабель. Это разъем типа «один к одному», он передает контакт одного устройства, который подключен к контакту передачи другого устройства, а контакт приемника одного устройства соединен с контактом приемника другого устройства.

Заключение:

В современных конструкциях оборудования используются инновационные протоколы последовательной связи, такие как USB, Ethernet и Wi-Fi.

Но все же RS232 доказал свою пригодность.Причина в том, что сигналы RS232 распространяются на большие расстояния. К тому же у него лучшая помехозащищенность. Доказано, что он совместим с различными производителями для взаимодействия компьютера и модемов.

Все, что вам нужно знать о распиновке последовательных разъемов

Последовательные разъемы

Устройства последовательной связи используют 9- или 25-контактные разъемы D-типа для кабельных соединений. Они обычно обозначаются как DB-9 или DB-25 с номером, используемым для различения количества выводов.Названия различных производителей могут заменять БД в спецификациях. Вилки содержат розетки и контакты, каждый из которых пронумерован и промаркирован. Схема последовательного подключения представлена ​​ниже.

Протокол RS232 использует 9-контактный последовательный порт, который может иметь разъемы типа «папа» или «мама». Самая последняя версия протокола известна как RS232C.

RS232C сохраняет функции RS232, но использует 25 контактов, а не 9-контактную последовательную распиновку. Независимо от того, используется ли последовательная распиновка DB9 или 25-контактное соединение, для подключения оконечных устройств требуются только три контакта.

RS232 управляет обменом данными между DTE и DCE с использованием последовательных выводов DB9 или DB25. Эти разъемы D-sub могут заканчиваться распиновкой «мама» RS232 или контактами «вилка» DB25 или DB9. Каждый штырь в распиновке последовательного разъема 9 или 25 имеет свою особую функцию. Вы также можете узнать распиновку RS485.

Функциональное описание:

Помимо определения электрических характеристик, RS232 определяет сигналы, используемые в разводке выводов последовательного кабеля и последовательных портах.В эти спецификации включены знакомые элементы, такие как временные сигналы и заземление.

Ниже приведен список сигналов, используемых в распиновке COM-порта RS232:

Защитное заземление — Этот сигнал подключается к заземлению шасси металлического разъема.

Общая земля — нулевой уровень опорного напряжения для всех сигналов управления.

TxD (контакт передачи) — для передачи данных от DTE к DCE.

RxD (контакт приема) — отправляет данные из DCE в DTE.

DTR (Data Terminal Ready) — DTE готово принять запрос.

DCD (обнаружение носителя данных) — DCE принимает носителя от DTE, расположенного в удаленном месте.

DSR (Data Set Ready) — АКД готова отправлять и получать информацию.

RI (индикатор звонка) — Обнаруживает входящий сигнал вызова на телефонной линии.

RTS (запрос на отправку) — вызов DTE для DCE для отправки данных.

RTR (готово к приему) — DTE настроено на получение данных, поступающих от DCE.

CTS (Clear To Send) — DCE находится в состоянии готовности к приему данных, поступающих от DTE.

Эти сигналы являются первичными сигналами RS232, но протокол также допускает вторичные сигналы. К ним относятся вторичное DTE, RTS, DCD, TxD и RxD. Вторичные сигналы используются для дополнительного подключения оборудования DTE и DCE.

Кабели RS-232

Нулевое модемное соединение

Нулевые модемы обеспечивают последовательную связь между DTE и устройствами DCE.Распиновка нуль-модема RS232 связывает контакт Tx вилочного разъема с контактом Rx на розетке RS232, а контакт вилки Rx с контактом Tx розетки.

Используя протокол RS232, вы можете соединить два компьютера без модемов с помощью нуль-модемного кабеля. Это подчеркивает одно из первоначальных применений протокола RS232, которое было разработано для того, чтобы позволить телетайпам общаться друг с другом через свои модемы.

Прямой кабель

Другой тип кабеля RS-232 — это прямой кабель.Это разъем типа «один к одному», он передает контакт одного устройства, который подключен к контакту передачи другого устройства, а контакт приемника одного устройства соединен с контактом приемника другого устройства.

Заключение:

В современных конструкциях оборудования используются инновационные протоколы последовательной связи, такие как USB, Ethernet и Wi-Fi.

Но все же RS232 доказал свою пригодность. Причина в том, что сигналы RS232 распространяются на большие расстояния. К тому же у него лучшая помехозащищенность.Доказано, что он совместим с различными производителями для взаимодействия компьютера и модемов.

— Руководство пользователя Local Manager

Local Manager поддерживают распиновку DCE.Это включает как порт консоли управления, так и последовательные порты, имеющиеся на дополнительных картах.

Чтобы подключить последовательные порты Local Manager к управляемому устройству с помощью вывода DTE, используйте прямой кабель .

Чтобы подключить последовательные порты Local Manager к управляемому устройству с распиновкой DCE (включая консольный порт другого LM), используйте свернутый кабель .

В этом разделе представлены выводы кабелей для подключения Local Manager к некоторым распространенным устройствам.

Адаптер DCE — RJ-45 — DB-9

Это расположение контактов обычно используется при подключении локального менеджера Uplogix к последовательному порту DB-9 вашего компьютера.

Адаптер DCE — RJ-45 — DB-25

Катушка

Используйте это для устройств, которым требуются свернутые кабели.

Балансировщик нагрузки F5 BigIP RJ-45 — DB-9

Чтобы подключить Local Manager к BigIP, вам необходимо использовать стандартный разъем RJ-45 — DB-9.

Сервер IBM AIX RJ-45 — DB-9

Для подключения локального менеджера к серверу IBM AIX необходимо использовать стандартный разъем RJ-45 — DB-9.

Memotec RJ-45 — RJ-11

Серверные технологии

ServerTech обычно требуется прямой кабель.

BayTech RPC серии

APC RJ-45 — RJ-12 (серия 7900)

Iridium 9522B для DB-9

Требуется только для автономных установок Iridium.Комплекты LEO-I подключаются стандартными прямыми кабелями с разъемами RJ-45.

Uplogix соответствуют всем применимым спецификациям по длине внешних кабелей.

• Ethernet: 100 м (330 футов)
• Последовательный порт RS-232: 15 м (50 футов)
• Последовательный порт RS-422 (комплект LEO-I): 150 м (500 футов)

COM-порты Crestron — информация о расположении выводов

Для AV3, PRO3, CP3N, CP3:

Для C3COM-3:
Подключения такие же, как указано выше, со следующими дополнениями:

• Свяжите снаружи TX- (контакт 2) и RX- (контакт 5) вместе
• Свяжите снаружи TX + (контакт 4) и RX + (контакт 3) вместе
  

Все устройства Crestron с COM-портами типа DB9-Male (PRO2, AV2, MC2E, MC2W, MP2, MP2E, RACK2, C2-COM3, C2-COM2, CNMSX-PRO, CNMSX-AV, ST-COM, Карты CNXCOM-2, CNMS и CNCOMH-2) имеют такую ​​же конфигурацию контактов, как показано ниже.

Двунаправленный RS232:

Двунаправленный RS422:

* ПРИМЕЧАНИЕ. — Передача и прием RS-422 являются сбалансированными сигналами, требующими двух линий плюс заземление в каждом направлении.RXD + и TXD + должны находиться в режиме ожидания с высоким уровнем (переход в низкий уровень в начале передачи данных). RXD и TXD- должны оставаться на низком уровне (переходить на высокий уровень в начале передачи данных). При необходимости RXD + / RXD- и TXD + / TXD- можно поменять местами для поддержания правильных уровней сигнала.

Двунаправленный RS485:

* ПРИМЕЧАНИЕ. Не все COM-порты поддерживают RS485.Просмотрите руководство по продукту в Интернете и / или обратитесь к файлам справки SIMPL для получения подробной информации.

Процессор ST-CP имеет два COM-порта, в которых используются разъемы типа RJ-11. Если смотреть на разъем RJ-11 с задней стороны ST-CP, контакт 1 находится в крайнем левом углу. Штырь 6 — крайний правый штифт.

* ПРИМЕЧАНИЕ. COM-порты ST-CP не поддерживают связь RS-422.Добавьте в систему модуль ST-COM, если устройство требует управления через RS-422.

DVP-4 и DVP4DI используют прямой кабель DB9 (не используйте нуль-модемный кабель).

Распиновка разъема последовательного разъема материнской платы RS232 @ pinoutguide.com

RS-232 (также называемый последовательным, COM-портом) по-прежнему является распространенным интерфейсом, и большинство ПК по-прежнему оснащены разъемом для последовательного интерфейса. Обычно он скрыт и доступен только как внутренний соединитель заголовка.

Существует 2 варианта заголовка (например, заголовок материнской платы) (AT / EVEREX) или (DTK / INTEL), которые соответствуют IDC10.
Вам нужен соответствующий порт (с соответствующей разводкой кабеля) в соответствии с типом заголовка, который у вас есть!
Пример: если вы хотите, чтобы DE-9 подключался к 10pinIDC, вам НЕОБХОДИМО установить порт RS-232 с заголовком шага (DTK / INTEL) или с заголовком шага (AT / Everex), в зависимости от вкуса слоя распиновки!

Распиновка разъема материнской платы RS232 (AT / EVEREX)

Распиновка разъема материнской платы RS232 (DTK / INTEL)

Контакт 10 снят с разъема.Внутренний разъем IDC подключен к внешнему порту с помощью простого плоского ленточного кабеля.

Распиновка сигналов последовательного порта ПК

Так как последовательный порт ПК основан на стандарте RS-232, вы можете найти подробную информацию о сигналах в документе о распиновке интерфейса RS-232

Руководство по расположению выводов и спецификациям RS232

Стоит отметить, что не каждый 25-контактный разъем D-sub имеет интерфейс, совместимый с RS-232-C.Некоторые производители ПК выбирают нестандартные сигналы и напряжения на определенных контактах распиновки COM-порта ПК. Например, на оригинальном IBM PC гнездовой разъем D-sub использовался для параллельного порта принтера Centronics.

Контакт 1: GND — заземление экрана.

Контакт 2: TxD → Переданные данные. Переносит данные из терминала данных в набор данных.

Контакт 3: RxD ← Полученные данные.Переносит данные из набора данных на терминал данных.

Контакт 4: RTS → Запрос на отправку. Терминал данных сигнализирует набору данных о необходимости подготовки к передаче данных.

Контакт 5: CTS ← Очистить для отправки. Набор данных сигнализирует терминалу данных, что он готов к приему данных.

Контакт 6: DSR ← Набор данных готов. DCE готов принимать и отправлять данные.

Контакт 7: GND — заземление системы. Нулевое опорное напряжение.

Контакт 8: CD ← Обнаружение несущей.Набор данных сигнализирует Терминалу данных об обнаруженном носителе другого устройства.

Контакт 9: Зарезервировано

Контакт 10: Зарезервировано

Контакт 11: STF → Выберите канал передачи.

Контакт 12: S.CD ← Обнаружение вторичной несущей.

Контакт 13: S.CTS ← Вторичный очистить для отправки.

Контакт 14: S.TXD → Данные вторичной передачи.

Контакт 15: TCK ← Синхронизация элемента сигнала передачи.

Контакт 16: S.RXD ← Данные вторичного приема.

Контакт 17: RCK ← Синхронизация элемента сигнала приемника.

Контакт 18: LL → Local Loop Control.

Контакт 19: S.RTS → Вторичный запрос на отправку

Контакт 20: DTR → Da Remote Loop Control.

Контакт 22: RI ← Кольцевой индикатор. Набор данных сигнализирует терминалу данных об обнаруженном состоянии вызывного сигнала.

Контакт 23: DSR → Селектор скорости передачи данных.

Контакт 24: XCK → Синхронизация элемента сигнала передачи.

Контакт 25: TI ← Тестовый индикатор.

Во время асинхронной связи и RTS, и CTS работают на протяжении всего сеанса. Тем не менее, если DTE подключено к многоточечной линии, данные передаются по одной станции (из-за совместного использования пары обратных телефонов), поэтому единственное использование RTS — это включение и выключение несущей модема. Станция повышает RTS, когда готова к передаче. Модем включает свою несущую, ждет, пока она не стабилизируется (обычно это занимает пару миллисекунд), и повышает CTS.Пока CTS работает, DTE передает. После завершения передачи станция отключает RTS, а затем модем отключает и CTS, и несущую.

Все тактовые сигналы на контактах 15, 17 и 24 последовательного кабеля в выводе COM-порта предназначены только для синхронной связи. Часы извлекаются из потока данных с помощью DSU, модема или DSU и отправляются в DTE для обеспечения устойчивого синхросигнала. Важно подчеркнуть, что принимаемые и передаваемые тактовые сигналы не обязательно должны быть идентичными и могут иметь разные скорости передачи.

Итак, вот упрощенная версия распиновки последовательного соединения, используемой на персональных компьютерах: 9-контактная распиновка RS-232.

Контакт 1: DCD ← Обнаружение носителя данных

Контакт 2: RxD ← Прием данных

Контакт 3: TxD → Передача данных

Контакт 4: DTR → Data Terminal Ready

Контакт 5: 0 В / COM — 0 В или заземление системы

Контакт 6: DSR ← Готовность к набору данных

Контакт 7: RTS → Запрос на отправку

Контакт 8: CTS ← Очистить для отправки

Контакт 9: RI ← Индикатор звонка

Уровни напряжения, которые представляют сигналы выводов последовательного порта RS232 относительно общей системы (питание / логическая земля).Уровень сигнала в активном состоянии (SPACE) положительный, а уровень сигнала в состоянии ожидания (MARK) отрицателен по отношению к общему значению. Протокол связи должен быть указан через RS-232. Кроме того, RS-232 имеет несколько линий подтверждения связи для использования с модемами (в большинстве случаев).

Интерфейс RS-232 предполагает, что и DTE, и DCE имеют одинаковые электрические шины с одинаковым заземлением. Очевидно, это предположение может быть совершенно неверным, когда речь идет о длинных линиях между DTE и DCE.

Максимальное напряжение холостого хода, указанное в стандарте RS232, составляет 25 В, но обычно уровни сигнала 5 В, 10 В, 12 В и 15 В.

Согласно стандарту RS-232 все данные биполярны. Для большинства оборудования состояние ВКЛ или 0 (ПРОБЕЛ) обозначается напряжением от +3 В до +12 В, а состояние ВЫКЛ или 1 состояние (ОТМЕТКА) указывается напряжением от -3 В до -12 В. Однако некоторые устройства не распознают отрицательные уровни, и для выключенного состояния достаточно 0 В. Иногда для включения состояния может быть достаточно меньшего напряжения. Тем самым можно значительно уменьшить общую дальность передачи / приема RS-232.

Нормальное напряжение для выходного сигнала составляет от +12 В до -12 В. Также существует так называемая «мертвая зона» в диапазоне от +3 В до -3 В, предназначенная для поглощения линейного шума. В других схемах расположения выводов последовательного порта, подобных RS-232, этот диапазон может быть другим (например, определение V.10 имеет мертвую зону от +0,3 В до -0,3 В). Многие приемники RS-232 могут легко обнаруживать перепады в 1 В или даже меньше.

Не существует ограничений на длину кабеля, определенных непосредственно стандартом RS-232, поэтому основным определяющим фактором является максимальная емкость, допускаемая соответствующей схемой управления.Как правило, критическая длина составляет 15 м (или около 300 м при использовании только кабелей с малой емкостью). Откровенно говоря, для больших расстояний стандарт RS-232 — не лучший вариант для высокоскоростной передачи данных на большие расстояния.

Помня о том, что не все производители устройств полностью поддерживают стандарт, рекомендуется изучить документацию и использовать коммутационный бокс для проверки каждого нового соединения. В некоторых случаях только метод проб и ошибок может помочь найти правильный кабель для подключения каждой пары устройств.

В соответствии со стандартом RS-232 устройство DCE должно быть подключено к DTE с помощью кабеля с одинаковыми номерами контактов в каждом разъеме (известного как «прямой кабель»). Любое несовпадение пола кабеля / разъема можно легко исправить с помощью переключателя пола. Также обычно используются кабели с 25-контактным разъемом D-sub на одном конце и 9-контактным разъемом RS-232 на другом. Любое оборудование с разъемами 8P8C обычно поставляется с кабелем с разъемами DB-9 или DB-25. Некоторые даже имеют сменные разъемы для дополнительной гибкости.

Если нет необходимости использовать RS-232 на полную мощность, вы можете использовать минимальное трехпроводное соединение: передача, прием и заземление. Для одностороннего потока данных существует двухпроводной вариант: данные и земля. А для двусторонней передачи данных с аппаратным управлением лучшей альтернативой является 5-проводная версия, которая аналогична 3-проводной, но с добавлением линий RTS и CTS.

Схема потока данных RS-232

Согласно стандарту RS-232 данные могут передаваться во многих вариантах.Однако наиболее распространенной является отправка пакетов, содержащих слово из 7–8 битов, а также биты запуска, остановки и контроля четности. Как вы можете видеть на диаграмме ниже, сначала идет стартовый бит (активный низкий, от +3 В до +15 В), затем биты данных, затем бит четности (если требуется протоколом) и, наконец, стоповый бит (используемый довести высокий логический уровень, от -3 В до -15 В).

Связь между RS232 и другими стандартами

Порты, совместимые с RS-232, не обязательно могут работать с несколькими другими стандартами последовательной передачи сигналов, такими как RS-422, RS-423, RS-449, RS-422, 423, RS-485 и т. Д.Для приемников GPS и глубиномеров, использующих уровень TTL, близкий к напряжению +5 ​​и 0, уровень метки перемещается в неопределенную область стандарта. Для использования стандарта RS-232 в такой среде вам понадобится текущий переводчик.

Как они соотносятся:

• RS-422 имеет аналогичную скорость с RS-232, но отличается сигнализацией
• Скорость RS-423 такая же без балансной сигнализации
• RS-449 списано

MIL-STD-188 похож на RS-232, но имеет отличный контроль времени нарастания и лучшее сопротивление.Думаете отказаться от устройства RS-232? Не так быстро! Как видите, этот последовательный протокол продолжает опровергать все заявления о том, что он был полностью заменен USB. Хотя современные системы связи требуют более сложной системы, такой как USB, мы продолжим использовать стандартные последовательные порты.

Сторонние приложения хорошо себя зарекомендовали в улучшении нашей работы с последовательным портом RS-232.