Tehnik-ast.ru

Электро Техник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Кабель com порт rs232 мама мама распиновка

Распиновка COM порта(RS232)

При вычислении последовательный порт представляет собой последовательный интерфейс связи, через который информация передается или выдается за раз. На протяжении большей части истории персональных компьютеров данные передавались через последовательные порты на устройства, такие как модемы, терминалы и различные периферийные устройства.

Хотя такие интерфейсы, как Ethernet, FireWire и USB, все отправляют данные в виде последовательного потока, термин «последовательный порт» обычно идентифицирует аппаратное обеспечение, более или менее совместимое со стандартом RS-232, предназначенное для взаимодействия с модемом или с аналогичной связью Устройства.
Современные компьютеры без последовательных портов могут потребовать конвертеры с последовательным интерфейсом, чтобы обеспечить совместимость с последовательными устройствами RS-232. Серийные порты все еще используются в таких приложениях, как системы промышленной автоматизации, научные приборы, системы продаж и некоторые промышленные и потребительские товары. Серверные компьютеры могут использовать последовательный порт в качестве консоли управления или диагностики. Сетевое оборудование (например, маршрутизаторы и коммутаторы) часто используют последовательную консоль для конфигурации. Серийные порты по-прежнему используются в этих областях, поскольку они просты, дешевы, а их консольные функции высоко стандартизированы и широко распространены.

Распиновка COM порта(RS232)

Существует 2-е разновидности com порта, 25-и пиновый старый разъем и сменившей его более новый 9-и пиновый разъем.
Ниже приведена схема типового стандартного 9-контактного разъема RS232 с разъемами, этот тип разъема также называется разъемом DB9.

comport2

  1. Обнаружение несущей(DCD).
  2. Получение данных(RXD).
  3. Передача данных(TXD).
  4. Готовность к обмену со стороны приемника(DTR).
  5. Земля(GND).
  6. Готовность к обмену со стороны источника(DSR).
  7. Запрос на передачу(RTS).
  8. Готовность к передаче(CTS).
  9. Сигнал вызова(RI).

RJ-45 к DB-9 Информация о выводе адаптера последовательного порта для коммутатора

Консольный порт представляет собой последовательный интерфейс RS-232, который использует разъём RJ-45 для подключения к управляющему устройству, например ПК или ноутбуку. Если на вашем ноутбуке или ПК нет штыря разъема DB-9, и вы хотите подключить ноутбук или ПК к коммутатору, используйте комбинацию адаптера RJ-45 и DB-9.

DB-9RJ-45
Получение Данных23
Передача данных36
Готовность обмену47
Земля55
Земля54
Готовность обмену62
Запрос на передачу78
Готовность к передаче81

1 Черный
2 Коричневый
3 Красный
4 Оранжевый
5 Желтый
6 Зеленый
7 Синий
8 Серый (или белый)

Распиновка PC serial port (RS-232 DE9)

RS-232, is a standard introduced in 1960 for serial communication transmission of data. It formally defines the signals connecting between a DTE (data terminal equipment) such as a computer terminal, and a DCE (data communication equipment), such as a modem. The RS-232 standard had been commonly used in computer serial ports. The standard defines the electrical characteristics and timing of signals, the meaning of signals, and the physical size and pinout of connectors. PC serial port is based on RS-232 standard, you may find signals details in the RS-232 interface pinout.

RS-232, when compared to later interfaces such as RS-422, RS-485 and Ethernet, has lower transmission speed, short maximum cable length, large voltage swing, large standard connectors, no multipoint capability and limited multidrop capability. In modern personal computers, USB has displaced RS-232 from most of its peripheral interface roles. Many computers no longer come equipped with RS-232 ports (although some motherboards come equipped with a COM port header that allows the user to install a bracket with a DE-9 port) and must use either an external USB-to-RS-232 converter or an internal expansion card with one or more serial ports to connect to RS-232 peripherals. Nevertheless, thanks to their simplicity and past ubiquity, RS-232 interfaces are still used — particularly in industrial machines, networking equipment, and scientific instruments where a short-range, point-to-point, low-speed wired data connection is adequate.

This PC serial port interface is single ended (interconnect two devices only, via RS232 serial cable), the data rate is less than 20 kbps. RS232 is the voltage loop serial interface with full-duplex communication represented by voltage levels with respect to system ground. A common ground between the PC and the associated device is necessary. Hot-plug isn't supported, but sometimes allowed. Nowdays only 9-pin connector is still in use for PCs.

Note: Direction is DTE (Computer) relative DCE (Modem)

Standard RS232 data packet

RS232 data is usually sent as a packet with 7 or 8 bit words, start, stop, parity bits (may be varied). Sample transmission shown on picture: Start bit (active low, usually between +3v and +15v) followed by data bits, parity bit (depends on protocol used) and finished by stop bit (used to bring logic high, usually between -3v and -15v).

Sample RS232 serial port device. How serial mouse works

Typical PC mouse controlling system has the following parts: sensors -> mouse controller -> communication link -> data interface -> driver -> software. Sensors are the movement detectors which sense the mouse movement and button swiches which sense the button states. Mouse controller reads the state of those sensors and takes acount of current mouse position. When this information changes the mouse controller sends a packet of data to the computer serial data interface controller. The mouse driver in the computer received that data packet and decodes the information from it and does actions based on the information.

PC RS232 serial mouse voltage levels:

Mouse takes standard RS-232C output signals (+-12V) as its input signals. Those outputs are in +12V when mouse is operated. Mouse takes some current from each of the RS-232C port output lines it is connected (about 10mA). Mouse send data to computer in levels that RS-232C receiver chip in the computer can uderstand as RS-232C input levels. Mouse outputs are normally something like +-5V, 0..5V or sometimes +-12V. Mouse electronics normally use +5V voltage.

Serial device hardware implementation

PC serial mouse uses typically DTR and RTS lines for generating +5V power for microcontroller circuit in the mouse. Because typical optomechanical mouse also needs power for 4 leds in the optocoupler movevement detectors, there is not much power to loose. A typical approach is to use diodes to take current from DTR and RTS lines and then feed it through resistor to all of the (infrared) leds in the movement detectors. The positive power supply usually taken from RTS and DTR lines (just after the diodes and before the resistor going to leds). The negative supply for transmitter is taken from TD pin. Typical PC serial port mouse takes 10 mA total current and operates at voltage range of 6-15V. The data itself in sent using standard asynchronous RS-232C serial format:

Serial mouse pinout explanation

PinSignalDescription
shellProtective Ground
3TDSerial data from host to mouse (only for power)
2RDSerial data from mouse to host
7RTSPositive voltage to mouse
8CTS
6DSR
5Signal Ground
4DTRPositive voltage to mouse and reset/detection

RTS = Request to Send CTS = Clear to Send DSR = Data Set Ready DTR = Data Terminal Ready

When DTR line is toggled, mouse should send one data byte containing letter M (ascii 77) to identify itself. To function correctly, both the RTS and DTR lines must be positive. The lines DTR-DSR and RTS-CTS must NOT be shorted. Implement the RTS toggle function by setting the RTS line negative and positive again. The negative pulse width is at least 100ms. After a cold boot, the RTS line is usually set to a negative level. In this case, setting the RTS line to a positive level is also considered an RTS toggle.

RS232 serial data parameters and packet format

1200bps, 7 databits, 1 stop-bit

Data packet is 3 byte packet. It is send to the computer every time mouse state changes (mouse moves or keys are pressed/released).

Note: The bit marked with X is 0 if the mouse received with 7 databits and 2 stop bits format. It is also possible to use 8 databits and 1 stop bit format for receiving. In this case X gets value 1. The safest thing to get everything working is to use 7 databits and 1 stopbit when receiving mouse information (and if you are making mouse then send out 7 databits and 2 stop bits).

The byte marked with 1. is send first, then the others. The bit D6 in the first byte is used for syncronizing the software to mouse packets if it goes out of sync.

LB is the state of the left button (1 means pressed down); RB is the state of the right button (1 means pressed down); X7-X0 movement in X direction since last packet (signed byte); Y7-Y0 movement in Y direction since last packet (signed byte)

На распиновку PC serial port (RS-232 DE9) есть 41 отзыв(а): 34 положительных и 4 отрицательных.

COM-порт. Сопряжение устройств с ПК. Программирование


Иногда приходится решать задачу связи электронного устройства с компьютером, будь то просто обмен данными или удалённое управление. Эта статья описывает, как это можно реализовать, используя последовательный порт. Главным его преимуществом является то, что стандартный программный интерфейс Windows (API) позволяет производить непосредственное управление выходными линиями, давая прямой контроль над ними, и имеет функцию ожидания некоторого события, связанного с COM-портом. Также стандарт RS-232, по которому выполнены COM-порты, допускает подключение и отключение кабелей во время работы устройств (hot plug).

Описание

COM-порт (последовательный порт) – двунаправленный интерфейс, передающий данные в последовательном виде (бит за битом) по протоколу RS-232. Это довольно-таки распространённый протокол, применяемый для связи одного устройства (например, компьютера) с другими посредством проводов длиной до 30м. Уровни логических сигналов здесь отличаются от стандартных: уровень логической единицы – от +5 до +15В, уровень логического нуля – от -5 до -15В, что требует дополнительных преобразований схемы, но обеспечивает хорошую помехоустойчивость.

Рассмотрим 9-пинововый разъём (DB-9M). Ниже представлена его распиновка:

№ выводаНаименованиеХарактер сигналаСигнал
1DCDВходнойData carrier detect
2RxDВыходнойTransmit data
3TxDВходнойReceive data
4DTRВыходнойData terminal ready
5GNDGround
6DSRВходнойData set ready
7RTSВыходнойRequest to send
8CTSВходнойClear to send
9RIВходнойRing indicator

Больше всего нас будут интересовать пины 2 (передача данных),3 (приём данных) и 5 (земля). Это минимальный набор для возможности двухстороннего общения приборов.

Подробно останавливаться на описании протокола не буду. Для этого есть ГОСТ’ы и т.п. Поэтому мы пойдём дальше и поговорим о том, как же управлять этим зверем.

Применение

Как уже говорилось, уровни ЛС RS-232 отличаются от стандартных уровней ТТЛ. Следовательно, нам необходимо как-то преобразовывать величины напряжений. Т.е. сделать 5В из +15В и 0В из -15В (и наоборот). Один из способов (и, наверное, самый простой) – использование специальной микросхемы MAX232. Она проста в понимании и одновременно может преобразовывать два логических сигнала.

Ниже приведена схема её включения:

Думаю, трудностей быть не должно. Это один из вариантов использования этой микросхемы: передача данных с микроконтроллера на ЭВМ и наоборот. Передаваемый сигнал поступает на ножки TxIN с одной стороны и на RxIN с другой. Входные сигналы снимаются с TxOUT и RxOUT соответственно.

Программирование

Для начала поговорим о программировании портов на низком уровне. Так будет более правильно. Я очень много нервов потратил, разбираясь с этим интерфейсом, пока не начал вникать в принцип его работы на более низком уровне, нежели простая передача символов. Если будет понятно это, значит и с языками высокого уровня проблем не будет.

Ниже представлены адреса COM-портов, с которыми нам придётся работать:

Название портаАдресIRQ
COM 13F8h4
COM 22F8h3
COM 33E8h4
COM 42E8h3

Они могут различаться. Установить значения можно в настройках BIOS’а. Это базовые адреса. От них же и будут зависеть адреса регистров, отвечающие за работу портов:

АдресDLABЧтение/ЗаписьАббревиатураНазвание регистра
+ 0=0WriteTransmitter Holding Buffer
=0ReadReceiver Buffer
=1Read/WriteDivisor Latch Low Byte
+ 1=0Read/WriteIERInterrupt Enable Register
=1Read/WriteDivisor Latch High Byte
+ 2ReadIIRInterrupt Identification Register
WriteFCRFIFO Control Register
+ 3Read/WriteLCRLine Control Register
+ 4Read/WriteMCRModem Control Register
+ 5ReadLSRLine Status Register
+ 6ReadMSRModem Status Register
+ 7Read/WriteScratch Register

Первая колонка – адрес регистра относительно базового. Например, для COM1: адрес регистра LCR будет 3F8h+3=3FB. Вторая колонка – DLAB (Divisor Latch Access Bit) бит, определяющий разное назначение для одного и того же регистра.. Т.е. он позволяет оперировать 12-ю регистрами, используя всего 8 адресов. Например, если DLAB=1, то, обращаясь по адресу 3F8h, мы будем устанавливать значение младшего байта делителя частоты тактового генератора. Если же DLAB=0, то, обращаясь по тому же адресу, в этот регистр будет записан передаваемый или принятый байт.

“Нулевой” регистр

Ему соответствуют регистры приёма/передачи данных и установки коэффициента делителя частоты генератора. Как уже было сказано выше, если DLAB=0, то регистр используется для записи принимаемых/передаваемых данных, если же он равен 1, то устанавливается значение младшего байта делителя частоты тактового генератора. От значения этой частоты зависит скорость передачи данных. Старший байт делителя записывается в следующую ячейку памяти (т.е. для порта COM1 это будет 3F9h). Ниже приведена зависимость скорости передачи данных от коэффициента делителя:

ДелительСкорость передачи
(в бодах)
ДелительСкорость передачи
(в бодах)
1040110244800
768150129600
384300619200
192600338400
961200257600
4824001115200

Interrupt Enable Register (IER)

Если DLAB=0, то он используется как регистр управления прерываниями от асинхронного адаптера, если DLAB=1, то в нём задаётся старший байт делителя частоты тактового генератора.

БитЗначение
1 – разрешемие прерывания при готовности принимаемых данных.
11 – разрешение прерывания после передачи байта (когда выходной выходной буфер передачи пуст).
21 – разрешение прерывания по обнаружении состояния "BREAK" или ошибки.
31 – разрешение прерывания по изменению на разъёме RS-232C.
4-7Не используются, должны быть равны 0.

Interrupt Identification Register (IIR)

Прерывание – это событие, при котором останавливается выполнение основной программы и начинается выполнение процедуры прерываний. Этот регистр определяет тип произошедшего прерывания.

БитЗначение
1 – нет прерываний, ожидающих обслуживания.
1-200 – переполнение приёмника, ошибка чётности или формата данных, или при состоянии "BREAK". Сбрасывается после чтения состояния линии и порта 3FDh.
01 – данные приняты и доступны для чтения. Сбрасывается после после чтения регистра LSR.
11 – Состояние модема. Устонавливается при изменении состояния входных линий CTS, RI, DCD, DSR.
3-7Равны 0.

Line Control Register (LCR)

Это управляющий регистр.

Бит 71Divisor Latch Access Bit – задание скорости обмена данными
Обычнй режим (управление прерываниями, приём/передача данных)
Бит 6Имитировать обрыв линии (посылает последовательность из нескольких нулей)
Биты 3 – 5Бит 5Бит 4Бит 3Выбор чётности
XXNo Parity
1Odd Parity
11Even Parity
11High Parity (Sticky)
111Low Parity (Sticky)
Бит 2Кол-во стоп-битов
1 стоп-бит
12 стоп-бита при 6,7 или 8 бит данных или 1.5 стоп-бита при 5 битах данных.
Биты 0 And 1Бит 1Бит 0Число битов данных
5 бит
16 бит
17 бит
118 бит

Проверка чётности подразумевает под собой передачу ещё одного бита – бита чётности. Его значение устанавливается таким образом, чтобы в пакете битов общее количество единиц (или нулей) было четно или нечетно, в зависимости от установки регистров порта. Этот бит служит для обнаружения ошибок, которые могут возникнуть при передаче данных из-за помех на линии. Приемное устройство заново вычисляет четность данных и сравнивает результат с принятым битом четности. Если четность не совпала, то считается, что данные переданы с ошибкой.

Стоп-бит означает окончание передачи данных.

Modem Control Register (MCR)

Регистр управления модемом.

БитЗначение
Линия DTR
1Линия RTS.
2Линия OUT1 (запасная)
3Линия OUT2 (запасная)
4Запуск диагностики при входе асинхронного адаптера, замкнутом на его выход.
5-7Равны 0

Line Status Register (LSR)

Регистр, определяющий состояние линии.

БитЗначение
Данные получены и готовы для чтения, автоматически сбрасывается при чтении данных.
1Ошибка переполнения. Был принят новый байт данных, а предыдущий ещё не был считан программой. Предыдущий байт потерен.
2Ошибка чётности, сбрасывается после чтения состояния линии.
3Ошибка синхронизации.
4Обнаружен запрос на прерывание передачи "BREAK" – длинная строка нулей.
5Регистр хранения передатчика пуст, в него можно записать новый байт для передачи.
6Регистр сдвига передатчика пуст. Этот регистр получает данные из регистра хранения и преобразует их в последовательный вид для передачи.
7Тайм-аут (устройство не связано с компьютером).

Modem Status Register (MSR)

Регистр состояния модема.

БитЗначение
Изменилось состояние линии CTS
1Изменилось состояние линии DSR
2Изменилось состояние линии IR
3Изменилось состояние линии DCD
4Состояние линии CTS
5Состояние линии DSR
6Состояние линии IR
7Состояние линии DCD

Ну вот и всё. Оперируя этими регистрами, можно напрямую общаться с COM-портом, управлять передачей и приёмом данных. Если вам не хочется возиться с памятью, можно воспользоваться уже готовыми компонентами для различных сред программирования: C++, VB, Delphi, Pascal и т.д. Они интуитивно понятны, поэтому, думаю, здесь не стоит заострять на них внимание.

Интерфейс стандарта RS-232

RS-232 (англ. Recommended Standard 232 или другое название EIA232 ) — стандарт физического уровня для асинхронного интерфейса UART (UniversalAsynchronousReceiver-Transmitter – «универсальный асинхронный приемопередатчик»). Широко известен как последовательный порт (англ. serial port, COM-порт, англ. communications port — сленговое название интерфейса стандарта RS-232) персональных компьютеров. В современных компьютерах, практически полностью вытеснен интерфейсом USB. До этого использовался для подключения к компьютерам широкого спектра оборудования, особенно нетребовательного к скорости обмена данными и отклонений условий применения от стандартных.

Интерфейс RS-232 (или 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. Например:

Пример организации передачи данных компьютер другое устройство с помощью интерфейса

Для электрических кабельных соединений используют разъёмы DB9 (9-ти контактные) или, реже, DB25 (25-ти контактные).

Разъемы DB9 и DB25 для RS-232

Распайка кабеля RS232 зависит от типа соединения компьютер-модем, модем-модем или компьютер-компьютер. Например, для разъёмов DB9:

Распиновка ножек для разьемов DB9

Таблица соответствий распиновки разъёмов DB9 и DB25:

Таблица соответствий распиновки разъёмов DB9 и DB25

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

25-контактный интерфейс RS232, с разъёмами DB25, может отличаться от 9-контактного разъёма DB9 добавкой полноценного второго канала приема-передачи данных, а также многочисленных дополнительных управляющих и контрольных сигналов. Однако, часто, несмотря на наличие в компьютере «широкого» разъема, дополнительные сигналы на нём просто не подключены (или не используются).

Для успешного обмена данными ряд переменных параметров протокола должны быть заданы одинаково на стороне приёмника и передатчика :

  • скорость обмена данными в битах в секунду (300, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200,

38400, 57600, или другая, если она поддерживается обеими сторонами) ;

  • количество бит данных от 4 до 8;
  • контроль чётности может быть чётным, нечётным или вообще отсутствовать;
  • длина стоп бита может достигать одну, полторы или две длительности бита данных.

К основным электрическим характеристикам относят :

  • логические уровни передатчика : «0» – от +5 В до +15 В, «1» – от -5 В до -15 В ;
  • логические уровни приёмника : «0» – от +3 В и выше, «1» – от -3 В и ниже ;
  • максимальная нагрузка передатчика : входное сопротивление приёмника не менее 3 кОм.

Принцип работы RS-232

Довольно часто в специальных приложениях используется пяти- или трёх-проводная связь по интерфейсу RS232. Например, связь частотных преобразователей Simodrive с программатором фирмы Siemens или персональным компьютером (при наличии специального программного обеспечения) для выполнения работ по параметрированию приводной системы и так далее.

Применение RS-232 для связи в современных системах электроприводов

Интерфейс RS232 применяют и другие известные производители частотных преобазоватоелей, в т. ч. и всем известная фирма Mitsubishi, что пока ещё не снимает его использование с повестки дня.
Кроме этого, ещё работают на производстве станки с установленными на них ”устаревшими” системами ЧПУ, где загрузка и выгрузка управляющих программ обработки, машинных и технологических параметров осуществляется с применением интерфейса RS232.

В современных технологиях большое значение имеют расстояние и скорость передачи данных, в этом RS232 “немного” проигрывает другим типам интерфейсов. Надёжная передача данных зависит от многих факторов (наличие посторонних электромагнитных помех, схемы прокладки кабеля, материала проводников, надёжности контактных соединений и так далее), но мы акцентируем внимание на длине кабеля. Чем длиннее кабель, тем больше его ёмкость, поэтому для надёжной передачи требуется более низкая скорость. Максимальным расстоянием для RS232 принято считать 15 метров, не ссылаясь на стандарты. Приблизительная зависимость длины кабеля от скорости передачи данных указана в таблице ниже.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Как я сделал трубогиб
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector