Последовательный порт, он же COM-порт
Наряду с параллельным портом COM-порт, или последовательный порт является одним из традиционных портов ввода-вывода компьютера, использовавшимся еще в первых ПК. Хотя в современных компьютерах COM-порт имеет ограниченное применение, тем не менее, информация о нем, возможно, будет полезной многим пользователям.
Содержание статьи
- Назначение последовательного порта – история и современное использование
- Принцип работы последовательного порта и его отличие от параллельного
- Последовательный интерфейс RS-232
- Конфигурирование и прерывания
- Заключение
Назначение последовательного порта – история и современное использование
Последовательный порт, как и параллельный, появился задолго до появления персональных компьютеров архитектуры IBM PC. В первых персоналках COM-порт использовался для подсоединения периферийных устройств. Однако сфера его применения несколько отличалась от сферы применения параллельного порта.
Если параллельный порт использовался в основном для подключения принтеров, то COM-порт (кстати, приставка COM – это всего лишь сокращение от слова communication) обычно применялся для работы с телекоммуникационными устройствами, такими, как модемы. Тем не менее, к порту можно подключить, например, мышь, а также другие периферийные устройства.
COM-порт, основные сферы применения:
- Подключение терминалов
- ~ внешних модемов
- ~ принтеров и плоттеров
- ~ мыши
- Прямое соединение двух компьютеров
В настоящее время сфера применения СОМ-порта значительно сократилась благодаря внедрению более быстрого и компактного, и, кстати, тоже последовательного, интерфейса USB. Почти вышли из употребления внешние модемы, рассчитанные на подключение к порту, а также «COM-овские» мыши. Да и редко кто теперь соединяет два компьютера при помощи нуль-модемного кабеля.
Тем не менее, в ряде специализированных устройств последовательный порт до сих используется.
Можно найти его и на многих материнских платах. Дело в том, что по сравнению с USB COM-порт имеет одно важное преимущество – согласно стандарту последовательной передачи данных RS-232, он может работать с устройствами на расстоянии в несколько десятков метров, в то время как радиус действия кабеля USB, как правило, ограничен 5 метрами.
Принцип работы последовательного порта и его отличие от параллельного
В отличие от параллельного (LPT) порта, последовательный порт передает данные побитно по одной-единственной линии, а не по нескольким одновременно. Последовательности битов группируются в серии данных, начинающиеся стартовым битом и кончающиеся стоповым битом, а также битами контроля четности, использующимися для контроля ошибок. Отсюда происходит и еще одно английское название, которое имеет последовательный порт – Serial Port.
Последовательный порт имеет две линии, по которым передаются собственно данные – это линии для передачи данных от терминала (ПК) к коммуникационному устройству и обратно.
Кроме того, существует еще несколько управляющих линий. Обслуживает Serial port специальная микросхема UART, которая способна поддерживать относительно высокую скорость передачи данных, достигающую 115 000 бод (байт/с). Правда, стоит отметить, что реальная скорость обмена информацией зависит от обоих коммуникационных устройств. Кроме того, в функции контроллера UART входит преобразование параллельного кода в последовательный и обратно.
Порт использует электрические сигналы сравнительного высокого напряжения – до +15 B и -15 В. Уровень логического нуля последовательного порта составляет +12 В, а логической единицы – -12 В. Такой большой перепад напряжений позволяет гарантировать высокую степень помехоустойчивости передаваемых данных. С другой стороны, используемые в Serial port высокие напряжения требуют сложных схемотехнических решений. Это обстоятельство также поспособствовало снижению популярности порта.
Последовательный интерфейс RS-232
Работа Serial port на ПК базируется на стандарте передачи данных для последовательных устройств RS-232.
Стандарт RS-232 был создан в 1969 г, а его последняя версия, TIA 232, вышла в 1997 г. В настоящее время RS-232 считается устаревшим, однако большинство операционных систем до сих пор его поддерживает.
В современных компьютерах разъем Serial port представляет собой 9-штырьковый разъем типа «вилка» DB-9, хотя стандарт RS-232 описывает также разъем с 25–ю контактами – DB-25, который часто применялся на старых компьютерах. Разъем DB-9 обычно расположен на системной плате ПК, хотя в старых компьютерах он мог находиться на специальной мультикарте, вставляемой в слот расширения.
9- штырьковое гнездо DB-9 на материнской плате
Разъем DB-9 на кабеле подключаемого к порту устройства
В отличие от параллельного порта, разъемы с обеих сторон двустороннего последовательного кабеля идентичны. Помимо линий для передачи самих данных, порт содержит несколько служебных линий, по которым между терминалом (компьютером) и телекоммуникационным устройством (модемом) может передаваться управляющая информация. Хотя теоретически для работы последовательного порта достаточно лишь трех каналов – прием данных, передача данных и земля, практика показала, что наличие служебных линий делает связь более эффективной, надежной и, как следствие, более быстрой.
Назначение линий разъема Serial port DB-9 согласно RS-232 и их соответствие контактам разъема DB-25:
| Контакт DB-9 | Английское название | Русское название | Контакт DB-25 |
| 1 | Data Carrier Detect | Несущая обнаружена | 8 |
| 2 | Transmit Data | Передаваемые данные | 2 |
| 3 | Receive Data | Принимаемые данные | 3 |
| 4 | Data Terminal Ready | Готовность терминала | 20 |
| 5 | Ground | Земля | 7 |
| 6 | Data Set Ready | Готовность передающего устройства | 6 |
| 7 | Request To Send | Запрос на отправку данных | 4 |
| 8 | Clear To Send | Передача данных разрешена | 5 |
| 9 | Ring Indicator | Индикатор звонка | 22 |
Конфигурирование и прерывания
Поскольку в компьютере может быть несколько последовательных портов (до 4), то в системе для них выделяется два аппаратных прерывания — IRQ 3 (COM 2 и 4) и IRQ 4 (COM 1 и 3) и несколько прерываний BIOS.
Многие коммуникационные программы, а также встроенные модемы используют для своей работы прерывания и адресное пространство портов COM. При этом обычно применяются не реальные порты, а так называемые виртуальные порты, которые эмулируются самой операционной системой.
Как и в случае многих других компонентов материнской платы, параметры работы портов COM, в частности, значения прерываний BIOS, соответствующих аппаратным прерываниям, можно настроить через интерфейс BIOS Setup. Для этого используются такие опции BIOS, как COM Port, Serial Port, Onboard Serial Port, Serial Port Address, и т.п.
Заключение
Последовательный порт ПК в настоящее время не является широко используемым средством для ввода-вывода информации. Тем не менее, поскольку существует большое количество оборудования, прежде всего, телекоммуникационного назначения, созданного для работы с последовательным портом, а также благодаря некоторым достоинствам протокола последовательной передачи данных RS-232, последовательный интерфейс пока еще не следует списывать со счетов, как абсолютно устаревший рудимент архитектуры персонального компьютера.
Порекомендуйте Друзьям статью:
Последовательный порт | это… Что такое Последовательный порт?
Наружные разъёмы материнской платы: PS/2 (1 — мышь, 2 — клавиатура), 100BASE-T8P8C (3), USB (4), RS-232 DE-9 (5), IEEE 1284 (LPT) DB-25 (6), видеопорт VGA (7), игровой порт (8)) и аудиоразъемы мини-TRS (9)
Разъём DE-9, используемый для интерфейса RS-232
После́довательный порт, англ. serial port (а также серийный порт или COM-порт[1], англ. communications port) — двунаправленный последовательный интерфейс.
Последовательным данный порт называется потому, что информация через него передаётся по одному биту, бит за битом (в отличие от параллельного порта). Хотя некоторые другие интерфейсы компьютера — такие как Ethernet, FireWire и USB — также используют последовательный способ обмена, название «последовательный порт» закрепилось за портом, имеющим стандарт RS-232C.
Особенностью данного порта по сравнению с другими «последовательными» технологиями является факт отсутствия каких-либо временных требований между 2 байтами. Временные требования есть только между битами одного байта (включая старт, стоп и четность), величина, обратная временной паузе между битами одного байта, называется baud rate — скорость передачи. Также в этой технологии отсутствует понятие «пакет».
Другие «последовательные» технологии, такие, как X.25, USB или Ethernet, имеют понятие «пакет», и накладывают жесткие временные требования между всеми битами одного пакета.
По этой причине в терминологии Cisco IOS данный порт назывался async — в отличие от синхронных serial, т.е. X.25. По этой же причине модуль Windows, реализующий PPP поверх данного порта, называется AsyncMac.sys (в стандарте PPP отдельно описана реализация PPP, использующего понятие «пакет», над последовательным портом, этого понятия не имеющим).
Некоторые протоколы связи с индустриальным оборудованием налагают жесткие временные требования между байтами последовательного порта.
Такие протоколы крайне сложны в реализации в многозадачных ОС со слабой поддержкой реального времени, такой, как Windows, и потому зачастую требуют MS-DOS и устаревшего ПО почти 20-летней давности на управляющем компьютере.
Содержание
|
Назначение
Наиболее часто для последовательного порта персональных компьютеров используется стандарт RS-232C. Ранее последовательный порт использовался для подключения терминала, позже для модема или мыши. Сейчас он используется для соединения с источниками бесперебойного питания, для связи с аппаратными средствами разработки встраиваемых вычислительных систем, спутниковыми ресиверами, кассовыми аппаратами, а также с приборами систем безопасности объектов.
С помощью COM-порта можно соединить два компьютера, используя так называемый «нуль-модемный кабель» (см. ниже). Использовался со времен MS-DOS для перекачки файлов с одного компьютера на другой, в UNIX для терминального доступа к другой машине, а в Windows (даже современной) — для отладчика уровня ядра.
Достоинством технологии является крайняя простота оборудования. Недостатком является низкая скорость, крупные размеры разъемов, а также зачастую высокие требования к времени отклика ОС и драйвера и высокое количество прерываний (одно на половину аппаратной очереди, т.е. 8 байт).
Разъемы
На материнских платах ведущих производителей (например, Intel) или готовых системах (например, IBM, Hewlett-Packard, Fujitsu Siemens Computers) для последовательного порта принято следующее условное обозначение:
Варианты разъёма COM-порта типа DB-9F
Наиболее часто используются стандартизированные в 1969 году D-образные разъёмы: 9-ти и 25-ти контактные, (DB-9 и DB-25 соответственно).
Раньше использовались также DB-31 и круглые восьмиконтактные DIN-8. Максимальная скорость передачи, в обычном исполнении порта, составляет 115 200 бод.
Актуальность
Широко распространённый в IBM PC-совместимых компьютерах, последовательный порт в настоящее время морально устарел (Спецификация PC99 — один из примеров попытки избавиться в современных материнских платах от наследия старых интерфейсов), но ещё нередко присутствует на современных компьютерах и используется в промышленном и узкоспециальном оборудовании. В настоящее время в IBM PC-совместимых компьютерах активно вытесняется интерфейсом USB, в Macintosh — USB и FireWire.
Существуют стандарты на эмуляцию последовательного порта над USB и над Bluetooth (эта технология в значительной степени и проектировалась как «беспроводной последовательный порт»).
Тем не менее программная эмуляция данного порта широко используется и сегодня. Так, например, практически все мобильные телефоны эмулируют внутри себя классический COM-порт и модем для реализации тетеринга — доступа компьютера в Интернет через GPRS/EGDE/3G оборудование телефона.
При этом для физического подключения к компьютеру используется USB, Bluetooth или Wi-Fi[2].
Также программная эмуляция данного порта предоставляется «гостям» виртуальных машин VMWare и Microsoft Hyper-V, основная цель при этом — подключение отладчика уровня ядра Windows к «гостю».
Аппаратура
Разъем имеет контакты:
DTR (Data Terminal Ready — готовность к приёму данных) — выход на компьютере, вход на модеме. Означает готовность компьютера к работе с модемом. Сброс этой линии вызывает почти полную перезагрузку модема в первоначальное состояние, в т.ч. бросание трубки (некоторые управляющие регистры выживают после такого сброса). В UNIX это происходит в случае, если все приложения закрыли файлы на драйвере сериального порта. Мышь использует этот провод для получения питания.
DSR (Data Set Ready — готовность к передаче данных) — вход на компьютере, выход на модеме. Означает готовность модема. Если эта линия находится в нуле — то в ряде ОС становится невозможно открыть порт как файл.
RxD (Receive Data — приём данных) — вход на компьютере, выход на модеме. Поток данных, входящий в компьютер.
TxD (Transmit Data — передача данных) — выход на компьютере, вход на модеме. Поток данных, исходящих из компьютера.
CTS (Clear to Send — готовность передачи) — вход на компьютере, выход на модеме. Компьютер обязан приостановить передачу данных, пока этот провод не будет выставлен в единицу. Используется в аппаратном протоколе управления потоком для предотвращения переполнения в модеме.
RTS (Request to Send — запрос на передачу) — выход на компьютере, вход на модеме. Модем обязан приостановить передачу данных, пока этот провод не будет выставлен в единицу. Используется в аппаратном протоколе управления потоком для предотвращения переполнения в оборудовании и драйвере.
DCD (Carrier Detect — наличие несущей) — вход на компьютере, выход на модеме. Взводится модемом в единицу после установления соединения с модемом с той стороны, сбрасывается в ноль при разрыве связи.
Аппаратура компьютера может издавать прерывание при наступлении такого события.
RI (Ring Indicator — сигнал вызова) — вход на компьютере, выход на модеме. Взводится модемом в единицу после обнаружения вызывного сигнала телефонного звонка. Аппаратура компьютера может издавать прерывание при наступлении такого события.
SG (Signal Ground — сигнальная земля) — общий сигнальный провод порта, не является общей землёй, как правило, изолирован от корпуса ЭВМ или модема.
В нуль-модемном кабеле используются две перекрещенные пары: TXD/RXD и RTS/CTS.
Стандартная (со времен оригинальной IBM PC) аппаратура порта называется UART 16550 (в настоящее время включена в SuperIO микросхему на материнской плате вместе с рядом иных устройств). Со времен IBM PC в ней появилась аппаратная очередь байт, которая сильно снижает количество издаваемых устройством прерываний.
Программный доступ к СОМ-порту
UNIX
COM-порты в операционной системе Unix (Linux) — это файлы символьных устройств.
Обычно эти файлы располагаются в каталоге /dev и называются
- ttyS0, ttyS1, ttyS2 и т. д. в Linux
- ttyd0, ttyd1, ttyd2 и т. д. (или ttyu0, ttyu1
- ttya, ttyb, ttyc и т. д. в Solaris
- ttyf1, ttyf2, ttyf3 и т. д. в IRIX
- tty1p0, tty2p0, tty3p0 и т. д. в HP-UX
- tty01, tty02, tty03 и т. д. в Digital Unix
- ser1, ser2, ser3 и т. д. в QNX
Для программного доступа к СОМ-порту необходимо открыть на чтение/запись соответствующий файл и сделать вызовы специальных функций tcgetattr (для того, чтобы узнать текущие настройки) и tcsetattr (чтобы установить новые настройки). Также может потребоваться сделать вызовы ioctl с определенными параметрами. После этого при записи в файл данные будут отправляться через порт, а при чтении программа будет получать уже принятые данные из буфера СОМ-порта.
Устройства с именами «ttyxx» используются как серверные, т.е. приложение, открывшее данное устройство, обычно ожидает входящего звонка от модема. Классическим таким приложением, используемым по умолчанию, является getty, которая ожидает входящего звонка, далее настраивает COM-порт в соответствии с файлами конфигурации, выводит туда «login:», принимает имя пользователя и запускает как потомка команду «login ИмяПользователя», со стандартным вводом и выводом, перенаправленными в COM-порт. Эта команда в свою очередь запрашивает и проверяет пароль, и в случае успеха запускает (не как потомка, а вместо себя вызовом execve в том же процессе) default user shell, прописанный в файле /etc/passwd.
Эта технология исторически возникла в 1970ые годы, когда под ОС UNIX использовались компьютеры вроде PDP-11 (в СССР серия называлась СМ ЭВМ) или VAX, позволяющие подключение многих терминалов для работы многих пользователей. Терминалы — а значит, и весь интерфейс пользователя — при этом подключались через сериальные порты, с возможностью подключения вместо терминала модема и дальнейшего дозвона на компьютер по телефону.
Клиентские устройства сериального порта, предназначенные для совершения звонков вовне, в многих UNIX (не во всех) называются cuaxx.
Так как сериальный порт в UNIX доступен только через терминальный стек, он может быть управляющим терминалом для процессов и групп (посылать SIGHUP при разрыве связи от модема и SIGINT при нажатии Ctrl-C), на уровне ядра поддерживать редактирование последней введенной строки клавишами стрелочек, и т.д. Для отключения этой возможности с целью превращения устройства в «трубу» для потока байт необходимы вызовы ioctl.
Windows
COM-порты в операционной системе Windows — это именованные каналы для передачи данных, называемые обычно COM1, COM2 и т. д. по порядку обнаружения драйверов соответствующих устройств (такое именование давно считается устаревшим и приложениям рекомендуется искать PnP-имена всех таких устройств на машине вызовом SetupDiGetClassDevs, однако и по сей день многие приложения зависят от этих устарелых имен).
Например, для обмена информации через Bluetooth многие драйверы представляются операционной системе как COM-порт, и резервируют похожее имя. Следует также отметить, что организация взаимодействия по последовательному порту с точки зрения программирования реализуется значительно легче, чем другие способы.[источник не указан 1293 дня]
Для каждого порта в реестре имеется раздел. Эти разделы имеют такие имена:
HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Serial\Parameters\Serial10000
где последнее значение “Serial10000” — уникальный номер для каждого нового добавленного в систему COM-порта, для второго – “Serial10001” и т.д
Для связи с устройствами, поддерживающими Bluetooth, некоторым программам (например, к таким программам относятся: программа, которая синхронизирует список контактов с мобильным телефоном; программа, которая извлекает координаты GPS из GPS-приемника) на компьютере пользователя требуется COM-порт.
К программам, использующим COM-порты для поддержки связи с помощью технологии беспроводного подключения Bluetooth, непосредственно разработанных фирмой Microsoft, относятся:
- HotSync, используемый в ручных компьютерах
- ActiveSync, используемый в карманных ПК
- Microsoft Streets and Trips 2002
OS/2
Имеющийся драйвер COM.
SYS поддерживает только 4 COM-порта, каждый из которых должен иметь свою линию прерываний. Для обслуживания COM-портов с общей линией прерывания необходимо воспользоваться драйвером SIO[3].
Нуль-модемный кабель
Основная статья: Нуль-модемный кабель
В некоторых случаях возможно применение упрощённого варианта кабеля, в котором задействуются только контакты 2, 3 и 5.
См. также
- RS-232
- USB
- LPT
- Сигналы последовательных портов
- Последовательные и параллельные порты ввода-вывода
Примечания
- ↑ Используется только в терминологии ОС семейства Windows, исторически пришло из MS-DOS и классической IBM PC
- ↑ Что Такое Функция AllShare?
- ↑ Установка платы COM порта в компьютер
Ссылки
- Перевод руководства по программированию СОМ-порта в POSIX операционных системах
- MSDN. Serial Communications (Eng-1995)
- Программирование порта на java — позволяет работать из Windows, в отличие от официальных пакетов от Sun.
- Программирование COM порта на C++ под Windows. Готовая библиотека, исходные тексты, примеры программ.
- Яшкардин В.Л. Последовательный порт. Программирование COM-порта в Windows и MS-DOS. SoftElectro (2009). Архивировано из первоисточника 8 февраля 2012.
| Это заготовка статьи о компьютерах. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. Это примечание по возможности следует заменить более точным. |
Что такое последовательный порт в 2022 году
Ольга Вайс
Наряду с параллельным портом, COM-порт или последовательный порт является одним из традиционных компьютерных интерфейсов ввода-вывода, который все еще можно найти в POS-системах, некотором медицинском оборудовании, лабораторных приборах и других устройствах. старомодное оборудование.
Хотя в современных компьютерах COM-порт имеет ограниченное применение, информация о нем может быть полезна многим пользователям.
- Что такое последовательный порт?
- Что такое виртуальный COM-порт?
- Последовательный порт против параллельного порта
- Для чего используется COM-порт?
- Параметры COM-порта
- Каковы преимущества последовательной передачи данных?
- Типы последовательных портов
- Стандарт RS232. Распиновка последовательного порта.
- Типы последовательных разъемов
- Как проверить COM порты на компьютере
Что такое последовательный порт?
COM-порт — это двунаправленный последовательный интерфейс, который позволяет отправлять и получать данные побитно.
Последовательный порт появился задолго до появления персональных компьютеров архитектуры IBM. На первых машинах COM-порт использовался для подключения периферийных устройств.
Однако сфера его применения несколько отличалась от области параллельного порта. Если параллельный порт в основном использовался для подключения принтеров, то COM-порт (кстати, COM — это сокращение от «связь») обычно работал с телекоммуникационными устройствами, такими как модемы. Однако последовательная мышь, а также другие периферийные устройства также могут взаимодействовать с компьютером через последовательный интерфейс.
Сегодня связь через последовательный порт не так распространена, как раньше. COM-порт заменен на USB — более современный способ, не требующий специальных знаний для реализации. Однако современные стандарты совместимости между последовательным оборудованием и управляющим им программным обеспечением довольно долго формировались вокруг концепции COM-портов, которые в настоящее время считаются архаичными.
Это связано с тем, что изначально практически любое оборудование, в том числе GPS-приемники, было внешним, и его подключение к компьютеру осуществлялось через последовательный кабель, подключаемый к одному из аппаратных портов ПК.
Для настройки последовательной связи пользователю необходимо было указать правильный номер порта и скорость передачи данных.
Сейчас большинство современных компьютеров оснащены портами USB вместо COM-интерфейсов. Более того, GPS-приемники все чаще устанавливаются внутри устройств, а это означает, что кабельное соединение уже неэффективно.
Что такое виртуальный COM-порт?
Виртуальный последовательный порт — это специальный программный пакет, который программно эмулирует физический COM-интерфейс, что позволяет вам добавлять последовательные порты на ваш ПК без использования дополнительных физических аппаратных средств, таких как карты расширения и т. д. Виртуальный COM-порт — это решение, если есть отсутствие реальных последовательных портов в вашей системе.
Теперь, благодаря некоторому специальному программному обеспечению (например, Virtual Serial Port Driver, Virtual Serial Over Ethernet и т. д.), удаленное последовательное устройство может быть эмулировано на вашем локальном ПК таким образом, что вы можете взаимодействовать с ним, как если бы оно было подключен непосредственно к вашей машине.
В этом случае доступ к удаленным последовательным периферийным устройствам осуществляется через виртуальный COM-порт, созданный в вашей локальной системе специализированным приложением. И все последовательные приложения, взаимодействующие с удаленным периферийным устройством через виртуальный последовательный порт, распознают интерфейс как аппаратный.
Это позволяет обеспечить совместимость между устаревшим последовательным программным обеспечением и современным оборудованием.
Что касается способа управления COM-портами, то он существенно не меняется. Пользователям по-прежнему необходимо настраивать порты так же, как и в случае с физическим последовательным портом. Однако современный COM-порт — это уже не громоздкий интерфейс, расположенный на задней панели системного блока, а полностью программное решение.
Последовательный порт и параллельный порт
Последовательный и параллельный интерфейсы — это два разных типа компьютерных портов. В отличие от параллельного (LPT) порта, последовательный порт передает данные побитно по одной линии, а не по нескольким линиям одновременно.
Последовательности битов группируются в ряды данных, начиная со стартового бита и заканчивая стоповым битом. Отсюда и название «последовательный порт».
Последовательный порт имеет две линии, по которым передаются фактические данные. Это линии передачи данных от терминала (ПК) к устройству связи и обратно. Кроме того, есть несколько линий управления. Для правильной работы последовательных портов используется специальный чип контроллера, универсальный асинхронный приемник/передатчик (UART), который поддерживает относительно высокую скорость передачи данных, достигающую 115 000 бод (бит/с). (Однако стоит отметить, что реальная скорость передачи данных зависит от характеристик обоих устройств связи). Кроме того, контроллер UART преобразует параллельный код в последовательный и наоборот.
Последовательные порты используют электрические сигналы относительно высокого напряжения: до +15 В и -15 В. Уровень логического нуля последовательного порта составляет +12 В, а логический -12 В.
Такое большое падение напряжения обеспечивает высокая помехоустойчивость. С другой стороны, высокие напряжения, используемые последовательными портами, требуют сложных схемных решений.
Где используются последовательные порты
Как мы уже знаем, сфера использования COM-порта сократилась за счет введения более быстрого и компактного, кстати, тоже последовательного, интерфейса USB. Внешние модемы, предназначенные для подключения к COM-порту, а также COM-мыши практически вышли из употребления. И редко кто будет соединять два компьютера нуль-модемным кабелем.
Тем не менее, большое количество специализированных устройств, включая различные сканеры штрих-кодов, камеры наблюдения, промышленное оборудование, по-прежнему используют последовательный порт для подключения к компьютеру. Вы также можете найти COM-интерфейсы на многих материнских платах. Таким образом, с большим количеством доступных аппаратных и программных решений, разработанных для него, протокол RS232 никуда не денется.
По сравнению с USB у COM-порта есть важное преимущество — порт стандарта RS-232 9600 бит/с пропускает 15 метров экранированного кабеля, в то время как длина USB-кабеля обычно ограничивается 5 метрами.
Основные параметры COM-портов
COM-порт имеет следующие стандартные характеристики:
- Базовый адрес порта ввода/вывода;
- номер IRQ (прерывания);
- Размер одного блока информации;
- Скорость передачи данных;
- Режим определения четности;
- Метод управления потоком;
- Количество стоповых битов.
Каковы преимущества последовательной передачи данных?
- Для последовательной связи требуется меньше проводов, что снижает стоимость интерфейса.
- Поддерживает передачу данных на большие расстояния.
- В нем используется меньшее количество проводов, часто только один, что приводит к простому интерфейсу между передающими и принимающими устройствами или ИС.
- Последовательные протоколы просты в реализации.
Типы последовательных портов
Существует несколько типов интерфейсов передачи данных, каждый из которых предназначен для конкретных приложений на основе требуемого набора параметров и структуры протокола. Последовательные интерфейсы данных включают CAN, RS-232, RS-485, RS-422, I2C, I2S, LIN, SPI и SMBus, но RS-232, RS-485 и RS-422 по-прежнему являются наиболее надежными и распространенными.
| Интерфейсы | RS-232 | RS-422 | RS-485 |
| Количество устройств | 1 Передатчик 1 Приемник | 5 передатчиков 10 приемников для 1 передатчика | 32 передатчика 32 приемника |
| Тип протокола | дуплекс | дуплекс | полудуплекс |
| Максимальная длина кабеля | ~ 15,25 метра при 19,2 Кбит/с | ~ 1220 метров при 100 Кбит/с | ~ 1220 метров при 100 Кбит/с |
| Максимальная скорость передачи данных | 19,2 Кбит/с для 15 метров | 10 Мбит/с на 15 метров | 10 Мбит/с на 15 метров |
| Сигнал | несбалансированный | сбалансированный | сбалансированный |
| Минимальное входное напряжение | +/- 3В | Дифференциал 0,2 В | Дифференциал 0,2 В |
| Выходной ток | 500 мА | 150 мА | 250 мА |
Стандарт RS232.
Распиновка последовательного портаRS-232 — это стандартный протокол связи, используемый последовательными портами для связи компьютера и его периферийных устройств. Этот стандарт описывает процесс обмена данными между телекоммуникационным устройством, таким как модем, и компьютерным терминалом. Стандарт RS-232 определяет электрические характеристики сигналов, их назначение, продолжительность, а также размеры разъемов и их разводку.
Следует также отметить , что стандарт RS-232 является протоколом физического уровня и не определяет транспортные протоколы, которые будут использоваться для передачи данных. Транспортные протоколы могут различаться в зависимости от используемого коммуникационного оборудования и программного обеспечения.
Типы последовательных разъемов в компьютере.
Большинство компьютеров, на которых все еще можно найти последовательный порт, имеют 9-контактный штекерный разъем DB-9. Разъем DB-9 обычно находится на материнской плате ПК, хотя в старых компьютерах он может быть на специальной мультиплате, вставляемой в слот расширения.
Старая версия последовательного разъема — 25-контактный DB-25.
В отличие от параллельного порта разъемы на обеих сторонах последовательного кабеля идентичны. В дополнение к линиям передачи данных последовательный порт содержит несколько служебных линий, по которым может передаваться некоторая управляющая информация между терминалом (компьютером) и телекоммуникационным устройством (модемом). Хотя теоретически для работы последовательного порта достаточно всего трех линий: Receive Data, Transmit Data и Ground, практика показала, что наличие служебных линий делает связь более эффективной, надежной и быстрой.
Распиновка разъема DB9 по стандарту RS-232 и ее соответствие контактам разъема DB-25:
| Номер контакта DB-9 | Описание сигнала | DB-25 Номер контакта |
| 1 | (DCD) Обнаружение носителя данных | 8 |
| 2 | (TxD) Передаваемые данные | 2 |
| 3 | (RxD) Получение данных | 3 |
| 4 | (DTR) Терминал данных готов | 20 |
| 5 | (Земля) Земля | 7 |
| 6 | (DSR) Набор данных готов | 6 |
| 7 | (RTS) Запрос на отправку | 4 |
| 8 | (CTS) Очистить для отправки | 5 |
| 9 | (RI) Кольцевой индикатор | 22 |
GND — Земля, второй (общий) провод для всех сигналов.
(Сигналы всегда передаются по двум проводам).
TxD — Transmitted Data, асинхронный канал для отправки последовательных данных.
RxD — Received Data, асинхронный канал для приема последовательных данных.
RTS — Запрос на отправку, управляющий сигнал, говорящий о том, что у компьютера есть данные для отправки по каналу TxD на конечное устройство.
DTR — Data Terminal Ready, управляющий сигнал, говорящий о том, что компьютер (терминал) готов к обмену данными с конечным устройством.
CTS — Разрешить отправку, управляющий сигнал, указывающий, что конечное устройство готово к приему данных от терминала по каналу TxD. Обычно этот сигнал устанавливается конечным устройством после того, как оно получает от компьютера сигнал RTS=True (запрос на передачу) и готово к приему данных. Если конечное устройство не установит сигнал CTS=True, передача по каналу TxD не начнется.
Этот сигнал используется для аппаратного управления потоком.
DSR — Data Set Ready, управляющий сигнал, говорящий о том, что конечное устройство выполнило все настройки и готово начать отправку и получение данных с компьютера.
DCD — Data Carrier Detected, управляющий сигнал, информирующий компьютер (терминал) об обнаружении другого терминала, то есть конечное устройство, например модем, обнаружило другой модем, который хочет инициировать обмен данными между терминалы. Модем устанавливает сигнал DCD=True, который регистрируется на входе компьютера (терминала). Если терминал готов к обмену данными, он должен сообщить о своей готовности установкой сигнала DTR=True, после чего начнется обмен данными между двумя терминалами.
RI — Индикатор звонка, сигнал, который «сообщает» компьютеру (терминалу) о том, что конечное устройство принимает сигнал вызова.
Как проверить COM-порт на компьютере
Часто возникает необходимость открыть COM-порт при ремонте компьютера или диагностике.
Кроме того, может потребоваться проверить, работает ли ваш последовательный порт. Сжечь элемент очень просто. Чаще всего COM-порты повреждаются, когда пользователи неправильно отключают устройства.
Самый простой способ проверить работоспособность COM-интерфейса — подключить к нему мышь. Однако это не даст вам полной картины, так как манипулятор использует только половину из восьми доступных сигнальных линий. Только с помощью специального программного обеспечения для анализа COM-портов (например, Serial Port Monitor) вы получите возможность тщательно протестировать последовательный порт. Найдите список лучших анализаторов последовательных данных в нашем новом руководстве. В нем рассматриваются как программные, так и аппаратные решения для снифферов COM-портов и подчеркиваются явные преимущества, которые вы получаете с тем или иным решением.
Вам могут быть интересны статьи по теме
Заключение
В настоящее время последовательный порт не является широко используемым средством ввода/вывода информации.
Однако в связи с наличием большого количества устройств на базе СОМ, в первую очередь, телекоммуникационного оборудования, и благодаря некоторым преимуществам протокола последовательной передачи данных RS-232, последовательный интерфейс по-прежнему занимает прочное место во многих сферах жизни людей.
На рисунке ниже показан пример DB9.последовательный разъем на кабеле.
В стандарте использовалось 25 контактов, поскольку многие разъемы были большими и малоиспользуемыми, а меньший DE-9разъем стал популярным.
Его использование было более распространенным.
По сравнению с последовательным интерфейсом USB был менее сложным, простым в использовании и намного быстрее. В наше время может быть трудно найти компьютерную систему, включающую старые последовательные порты, необходимые для ввода или других периферийных устройств.
Последовательный порт до сих пор используется большинством современных компьютеров, которые подключаются к принтерам, КПК и цифровым камерам; тем не менее, последовательный порт устаревает во многих новых системах. Кроме того, на некоторых компьютерах доступно более двух последовательных портов.
Он также известен как коммуникационные (COM) порты. Если устройства используют одни и те же контакты, они могут передавать информацию только в одном направлении за раз, потому что это ограничит связь полудуплексом. Следовательно, последовательные устройства используют разные контакты, чтобы каждое устройство могло передавать данные, а также получать их, потому что использование разных контактов делает связь полнодуплексной, которая может передавать информацию в обоих направлениях одновременно.
