Aanvankelijk, toen ze verschenen personal computers, met hen kwamen verschillende niet-God-weet-wat geavanceerde, maar behoorlijk succesvolle samenwerking met alle andere vullingen, poorten of circuitinterfaces. Het woord poort duidt de methode van gegevensoverdracht aan. Het is als een geheugencel. Alleen informatie wordt in het RAM geschreven en blijft daar zolang een programma deze nodig heeft, totdat het programma deze verwerkt (of totdat iemand op de computer het programma zelf nog nodig heeft).
Poort en geheugen
Dat wil zeggen, het programma zal de gegevens uit het geheugen in de processor lezen, er iets mee doen, misschien nieuwe gegevens uit deze informatie ontvangen, die het naar een andere locatie zal schrijven. Of het gegeven zelf wordt eenvoudigweg herschreven naar een andere plaats. In ieder geval kan informatie die ooit is vastgelegd in het geheugen worden gelezen of gewist. De cel ziet eruit als een kist die tegen de muur staat. En al het geheugen bestaat uit een cel, elke cel heeft zijn eigen adres. Net als de kisten die op een rij tegen de muur staan in de kelder van een gierige ridder.
Nou ja, je kunt je een haven ook voorstellen als een cel. Alleen zo'n cel aan de achterkant is er een raam dat ergens achter de muur uitkomt. Je kunt er informatie in schrijven, en de informatie zal het meenemen en het raam uit vliegen, hoewel het een tijdje op dezelfde manier in de cel zal blijven als in een gewone cel RAM.
Of andersom: informatie kan vanuit het raam de havencel ‘binnenvliegen’. De processor ziet dit en leest de nieuwe informatie die verschijnt. En hij zal het aan het werk zetten - hij zal het ergens herschrijven, samen met enkele andere gegevens opnieuw berekenen. Het kan het zelfs naar een andere cel schrijven. Of naar een andere celpoort, dan kan deze informatie die via de eerste poort wordt ontvangen, "wegvliegen" naar het venster van de tweede poort - nou ja, zo beslist de processor. Om precies te zijn, het programma dat op dit moment de processor bestuurt en de gegevens verwerkt die in het geheugen zijn vastgelegd en uit de poorten komen.
Eenvoudig en mooi. Deze poorten werden onmiddellijk invoer-uitvoerpoorten genoemd. Via sommigen worden gegevens ergens heen gestuurd, via anderen worden ze ergens vandaan ontvangen.
Welnu, dan begint de beweging in een cirkel. Er is één apparaat en er is een ander. En nu is er een reeks karakters, die elk uit individuele binaire bits bestaan, en deze keten moet worden verzonden. Hoe overdragen? Je kunt onmiddellijk een heel teken verzenden langs een lijn van 8 draden - één draad = één bit, dan de code van een andere, dan een derde, enzovoort totdat je de hele keten verzendt.
En het was mogelijk om elk bit niet in de ruimte (via draden) te ontvouwen, maar in de tijd: verzend eerst één bit van het symbool, dan de tweede, enzovoort, acht keer. Het is duidelijk dat in het tweede geval aanvullende middelen nodig zijn om de symbolen op deze wijze in de tijd te ontvouwen.
Parallel en serieel
En de transmissiesnelheid zal anders zijn:
Het blijkt dat elke optie zijn voordelen heeft, maar ook zijn nadelen.
- Het is sneller om acht bits tegelijk te verzenden (dat wil zeggen byte voor byte), maar je hebt acht keer meer draden nodig
- Voor het verzenden van één bit tegelijk is slechts één informatieoverdracht nodig, maar dit zal acht keer langzamer zijn.
Dus in het eerste geval noemden ze de transmissie parallel, en in het tweede geval - serieel.
Poortinterface
En het hele systeem van zulke transmissie – in het ene geval op deze manier, in het andere – op die manier, interface genoemd. Eén interface is parallel, de andere is serieel. Bijna hetzelfde, poorten, de ene parallel, de andere serieel.
Hoe verschilt het concept van poort van het concept van “interface”? In de moderne technologie verschijnen woorden niet alleen, ze groeien en krijgen ‘onderwijs’. En net als mensen kunnen ze bekrompen specialisten worden, of ‘amateurs’. Dit is een typisch amateurwoord: “interface”. Omdat het ‘een plug voor elk gaatje’ is. De interfaces zijn:
En de betekenis van het woord is iets tussen iets. Inter - tussen, gezicht - gezicht. Het is prachtig geworden, daarom wordt het overal gebruikt. De gebruikersinterface van het Windows-systeem is bijvoorbeeld het schermoppervlak van het systeem, ontworpen om met een persoon te communiceren.
En het bestaat uit een afbeelding op het scherm getekend + regels voor de werking van elk element van de afbeelding (klik bijvoorbeeld met de muis op een knop op het scherm - deze wordt ingedrukt) + regels voor de reactie van elk element en het hele systeem als geheel + alle hardware die deelneemt aan de dialoog (muis, toetsenbord, scherm) + alle programma's die dialoog bieden, zowel vanaf de kant van het hele systeem als vanaf de kant van individuele apparaten (stuurprogramma's).
Ze hebben de persoon niet genoemd, maar aangezien hij ook deel uitmaakt van de interactie, moet hij over kennis en vaardigheden beschikken om in het systeem te werken, en hiervoor zijn er trainingsprogramma's, hulpsystemen... En van dit alles een mooi en er ontstaat een ruim woord: interface.
In ons thema betekent interface de zaken iets eenvoudiger.
Dit zijn hardware + software overdrachtsmiddelen + overdrachtsregels. Hardware - begrijpelijk. Maar software op computers en in moderne communicatiemiddelen is altijd en overal aanwezig. Het gebeurt zelfs: eerst wordt op een hardwarebasis iets functioneels gemaakt, dat niet onmiddellijk wordt uitgevoerd, maar gebruik van speciaal geschreven programma's. En de programma's zijn allemaal aanpasbaar.
En geleidelijk aan, naarmate de nieuwe functie (of het functionele blok) werkt, worden de programma's die het 'maken' - en ze verschillen van hardware doordat ze gemakkelijk kunnen worden geconfigureerd - in een bepaalde staat van optimale configuratie gebracht. Dat configureren niet meer nodig is. En dan kan het programma in de nieuwe versie van het functionele blok worden vervangen door een op hardware gebaseerde vervanger voor het softwaregedeelte. Bijvoorbeeld ‘naaien’ en optimaal werken goed afgestemd programma in permanent geheugen. Of bedenk een speciaal logisch circuit dat precies hetzelfde doet als een optimaal geconfigureerd programma - zonder terug te schrikken en soms al zijn nuttige instellingen te vergeten.
Daarom wordt de interface vaak zo genoemd: software en hardware.
Transmissieregels zijn nodig om ervoor te zorgen dat dezelfde dingen aan beide kanten van de interactie op dezelfde manier worden begrepen (en verwerkt). Hebben we het over impulsoverdracht? Dit betekent dat de impulsen strikt identiek moeten zijn.
Zodat 1 bit bijvoorbeeld de vorm heeft van +12 of +15 volt spanningsval vanaf nul. En zodat het de vorm zou hebben van een rechthoek, of een scherpe uitbarsting - waarvan de piek zeker niet minder zou zijn dan, nou ja, + 5 volt, en het is niet echt nodig om bijvoorbeeld een bovengrens in te voeren. Dit komt doordat elektrische signalen bij het overbrengen van impulsen over een bepaalde afstand de neiging hebben te verzwakken en te ‘uitsmeren’.
Als er vanaf de ene kant strikt 12 volt wordt verzonden, kan er 3 volt de andere kant bereiken, en dit kan door het ontvangende systeem eenvoudigweg worden beschouwd als ruis op de lijn, en de verzonden informatie gaat verloren.
De betekenis van impulsen moet ook op dezelfde manier worden begrepen. En impulsen kunnen informatief zijn, service, synchroniseren. En in het algemeen bijvoorbeeld geen impulsen, maar gewoon een constante spanning. Die kan aan de andere kant worden gebruikt om een klein apparaat van stroom te voorzien.
En de draden zelf, die helemaal aan het begin werden besproken, moeten ook op dezelfde manier worden begrepen. Hier moet meteen gezegd worden dat het nooit voorkomt dat er maar één draad is. Zelfs de telefoon heeft twee draden in de kabel, maar normaal gesproken zou de kabel er vier moeten hebben. En data-interfaces hebben altijd meerdere geleiders. Sommigen van hen zijn informatief, sommige zijn servicegericht. En dit is wat aan beide kanten van de interactie in gelijke mate moet worden erkend. En de draden worden herkend als? Op kleur, indien in de kabel en op locatie, indien in de aansluitcontacten.
Port is een eenvoudig woord en ook niet geheel eenduidig. Maar de betekenis is vergelijkbaar: dat iets op iets wordt geladen en ergens naartoe wordt gestuurd. Of andersom, iets dat iets accepteert en er iets van ontlaadt. De betekenis is bijna hetzelfde als de hardware-software-interface, maar op de een of andere manier beknopter. En strenger, zoals bij de marine ("Ze zullen het je vertellen - maak geen ruzie... maar wij maken geen ruzie..."). Alleen onze signalen reizen niet over zee, maar via de kabel.
Pinout van COM-poortconnectoren
De pinout heeft geen verbinding met kruisiging, hoewel ze, net als draden die vrij in één kabelmantel lopen, uit elkaar worden gehaald en hard aan hun pinnen worden gesoldeerd, vergelijkbaar met kruisiging. Pin, in het Engels “pin”, pin, dus pinout, het woord is al een “pro-Engels” jargon voor computercommunicatie. Het betekent dat u de draden aansluit op de pinnen op de connector.
De vorm van de connector, de volgorde van de bedrading (pinnen) daarin, het doel van elke pin, evenals de spanningswaarden en de betekenis van de signalen in elke pin - dit maakt deel uit van de interface. Normaal gesproken wordt al deze informatie verzameld in een afzonderlijk document dat een poortspecificatie wordt genoemd. Zo'n eenvoudig en duidelijk bord van één pagina. In andere soorten interfaces zou zoiets een ‘protocol’ kunnen worden genoemd. En hier noemen ze het gewoon “pinout”.
Seriële COM-poorten
COM-poorten van een computer vormen een langeafstandsverbinding tussen een computercomplex. In tegenstelling tot parallelle poorten en kabels die naar 'zware' apparaten leidden - printers, scanners, Com-poorten verbonden 'lichte' eenheden met de computer - een muis, een modem. De eerste computer-naar-computer-interfaces (via een “nulmodem”). In de toekomst, wanneer verspreidden lokale netwerken zich, en muizen werden aangesloten via dezelfde connector als het toetsenbord - poort ps/2 (pe-es-in de helft) - de com-poort werd op de een of andere manier vergeten.
De opleving kwam met de komst van de seriële USB-interface. Het bleek dus een beweging in een cirkel te zijn. Nu vind je op USB naast flashdrives ook USB-muizen en USB-toetsenborden. Printers, scanners, modems - alle randapparatuur staat nu op USB, ik ben de dikke en stevige parallelle LTP-kabels al vergeten, die aan elke kant met 2 bouten moesten worden vastgeschroefd. En er zitten twee signaaldraden in deze USB's (eigenlijk één kanaal, één direct signaal, de andere hetzelfde - omgekeerd) en twee - voeding en behuizing.
Er waren verschillende eerdere seriële COM-poorten. De kleinste - en de meest populaire Een 9-pins poort (D9), waarop de meeste apparaten waren aangesloten: muizen, modems, nulmodemkabels. De contacten waren in twee rijen gerangschikt, 5 en 4 op een rij, waardoor een trapezium ontstond. Vandaar de naam D9. Op de “moeder” ging de nummering van links naar rechts en van boven naar beneden:
1 2 3 4 5
COM-poortbedrading, poort RS232, 9-pins.
| № | Aanduiding | Type | Beschrijving |
|---|---|---|---|
| 1 | DCD | Ingang | Hoog niveau van de modem wanneer deze de modempartner van de provider ontvangt |
| 2 | RxD | Ingang | Inkomende datapulsen |
| 3 | TxD | Uitgang | Uitgaande datapulsen |
| 4 | DTR | Uitgang | Een hoog niveau (+12V) geeft aan dat de computer gereed is om gegevens te ontvangen. De aangesloten muis gebruikte deze pin als stroombron |
| 5 | GND | Algemeen | Aarde |
| 6 | DSR | Ingang | Het apparaat is klaar om gegevens te verzenden |
| 7 | RTS | Uitgang | Reactiegereedheid van het partnerapparaat |
| 8 | CTS | Ingang | Bereidheid om gegevens van een partner te ontvangen |
| 9 | R.I. | Ingang | Een signaal dat de computer informeert over een inkomende oproep die door de modem wordt ontvangen vanaf de communicatielijn |
Beschrijving van de RS-232-interface, het formaat van de gebruikte connectoren en het doel van de pinnen, signaalaanduidingen, protocol voor gegevensuitwisseling.
Algemene beschrijving
De RS-232-interface, officieel "EIA/TIA-232-E" genoemd, maar beter bekend als de "COM-poort"-interface, was voorheen een van de meest voorkomende interfaces in de computertechnologie. Het is nog steeds te vinden op desktopcomputers, ondanks de komst van snellere en slimmere interfaces zoals USB en FireWare. De voordelen vanuit het oogpunt van radioamateurs zijn onder meer de lage minimumsnelheid en het gemak van implementatie van het protocol in een zelfgemaakt apparaat.
De fysieke interface wordt geïmplementeerd door een van de twee soorten connectoren: DB-9M of DB-25M, de laatste is praktisch niet te vinden op de momenteel geproduceerde computers.
Pinbezetting van de 9-polige connector
|
DB-9M-type 9-polige stekker Nummering van de contacten aan de pinzijde De richting van de signalen wordt aangegeven ten opzichte van de host (computer) |
|
Pinbezetting van de 25-polige connector
|
|
Uit de tabellen blijkt dat de 25-pins interface zich onderscheidt door de aanwezigheid van een volwaardig tweede zend-ontvangstkanaal (signalen aangeduid met "#2"), evenals talrijke extra besturings- en besturingssignalen. Vaak zijn er, ondanks de aanwezigheid van een "brede" connector in de computer, eenvoudigweg geen extra signalen op aangesloten.
Elektrische kenmerken
Zenderlogische niveaus:"0" - van +5 tot +15 volt, "1" - van -5 tot -15 volt.
Logische niveaus van de ontvanger:"0" - boven +3 volt, "1" - onder -3 volt.
De ingangsimpedantie van de ontvanger bedraagt minimaal 3 kOhm.Deze kenmerken worden door de standaard als minimaal gedefinieerd, wat de compatibiliteit van apparaten garandeert, maar de echte kenmerken zijn meestal veel beter, waardoor enerzijds apparaten met een laag vermogen via de poort kunnen worden gevoed (bijvoorbeeld talloze zelfgemaakte data kabels voor mobiele telefoons zijn op deze manier ontworpen) en anderzijds om aan de poortingang te leveren omgekeerd TTL-niveau in plaats van bipolair signaal.
Beschrijving van de belangrijkste interfacesignalen
CD- Het apparaat stelt dit signaal in wanneer het een draaggolf in het ontvangen signaal detecteert. Meestal wordt dit signaal gebruikt door modems, die zo de host informeren dat ze een werkende modem aan de andere kant van de lijn hebben gedetecteerd.
RXD- Lijn voor de host om gegevens van het apparaat te ontvangen. In detail beschreven in de sectie "Gegevensuitwisselingsprotocol".
TXD- Datalijn van de host naar het apparaat. In detail beschreven in de sectie "Gegevensuitwisselingsprotocol".
DTR- De host stelt dit signaal in wanneer hij klaar is om gegevens uit te wisselen. In feite wordt het signaal ingesteld wanneer de poort wordt geopend door het communicatieprogramma en blijft in deze toestand zolang de poort open is.
DSR- Het apparaat stelt dit signaal in wanneer het is ingeschakeld en gereed is om met de host te communiceren. Dit en de voorgaande (DTR) signalen moeten worden ingesteld voor gegevensuitwisseling.
RTS- De host stelt dit signaal in voordat hij gegevens naar het apparaat begint te verzenden, en geeft ook aan dat hij klaar is om gegevens van het apparaat te ontvangen. Gebruikt voor hardwarecontrole van gegevensuitwisseling.
CTS- Het apparaat stelt dit signaal in als reactie op het feit dat de host de vorige (RTS) heeft ingesteld wanneer het klaar is om gegevens te ontvangen (bijvoorbeeld wanneer de eerdere gegevens die door de host zijn verzonden, door de modem naar de lijn worden overgedragen of er vrije ruimte is in de tussenbuffer).
R.I.- Het apparaat (meestal een modem) stelt deze toon in wanneer het een oproep ontvangt van een extern systeem, bijvoorbeeld bij het ontvangen van een telefoonoproep als de modem is geconfigureerd om oproepen te ontvangen.
Communicatieprotocol
In het RS-232-protocol zijn er twee methoden voor het regelen van de gegevensuitwisseling: hardware en software, evenals twee transmissiemodi: synchroon en asynchroon. Met het protocol kunt u elk van de besturingsmethoden gebruiken in combinatie met elke transmissiemodus. Het is ook mogelijk om zonder flow control te werken, wat betekent dat de host en het apparaat altijd klaar zijn om gegevens te ontvangen wanneer de communicatie tot stand is gebracht (DTR- en DSR-signalen zijn tot stand gebracht).
Hardwarecontrolemethode geïmplementeerd met behulp van RTS- en CTS-signalen. Om gegevens te verzenden, stelt de host (computer) het RTS-signaal in en wacht tot het apparaat het CTS-signaal heeft ingesteld, en begint vervolgens met het verzenden van gegevens zolang het CTS-signaal is ingesteld. Het CTS-signaal wordt onmiddellijk voordat de volgende byte wordt verzonden door de host gecontroleerd, zodat een byte die al is verzonden, in zijn geheel wordt verzonden, ongeacht de CTS-waarde. In de half-duplex-modus voor gegevensuitwisseling (het apparaat en de host verzenden op hun beurt gegevens, in de full-duplex-modus kunnen ze dit tegelijkertijd doen), betekent het verwijderen van het RTS-signaal door de host dat deze overschakelt naar de ontvangstmodus.
Softwarebesturingsmethode bestaat uit de ontvangende kant die speciale stop- (karakter met code 0x13, genaamd XOFF) en hervat-transmissies (karakter met code 0x11, genaamd XON) verzendt. Wanneer deze tekens worden ontvangen, moet de verzendende partij de verzending stopzetten of dienovereenkomstig hervatten (als er gegevens wachten om te worden verzonden). Deze methode is eenvoudiger in termen van hardware-implementatie, maar biedt een langzamere respons en vereist dienovereenkomstig voorafgaande kennisgeving aan de zender wanneer de vrije ruimte in de ontvangstbuffer tot een bepaalde limiet wordt teruggebracht.
Synchrone transmissiemodus impliceert continue gegevensuitwisseling wanneer bits de een na de ander volgen zonder extra pauzes met een bepaalde snelheid. Deze modus is COM-poort niet ondersteund.
Asynchrone overdrachtsmodus bestaat uit het feit dat elke byte aan gegevens (en pariteitsbit, indien aanwezig) wordt "verpakt" met een synchronisatiereeks van één nulstartbit en één of meer één stopbits. Het gegevensstroomdiagram in de asynchrone modus wordt weergegeven in de afbeelding.
Een van de mogelijke algoritmen voor ontvangerbediening volgende:
- Wacht op het ontvangstsignaalniveau "0" (RXD in het geval van een host, TXD in het geval van een apparaat).
- Tel de helft van de bitduur en controleer of het signaalniveau nog steeds "0" is
- Tel de volledige duur van de bit en schrijf het huidige signaalniveau naar de minst significante databit (bit 0)
- Herhaal de vorige stap voor alle resterende databits
- Tel de volledige duur van de bit en het huidige signaalniveau, gebruik deze om de correcte ontvangst te controleren met behulp van pariteitscontrole (zie hieronder)
- Tel de volledige duur van de bit en zorg ervoor dat het huidige signaalniveau “1” is.
De overdracht van gegevens van de centrale processor naar elk randapparaat en omgekeerd wordt geregeld door het instellen van een IRQ-interruptverzoek...
Interrupts en adressen
De overdracht van gegevens van de centrale processor naar elk randapparaat en omgekeerd wordt geregeld door het instellen van een interruptverzoek (IRQ) en een I/O-adres. Bij een extern randapparaat worden het interruptverzoek en het I/O-adres toegewezen aan de poort waarmee het is verbonden.
Alleen al de woorden “interrupt request” geven aan dat de CPU wordt onderbroken en de opdracht krijgt om om te gaan met gegevens die van een bepaald apparaat komen. Er zijn in totaal 16 interrupts - van 0 tot 15. Alle seriële en parallelle poorten vereisen over het algemeen hun eigen interruptverzoek, behalve dat COM1 en COM3, evenals COM2 en COM4, vaak een gemeenschappelijk interruptverzoek hebben.
Voor elke poort moet u een uniek I/O-adres opgeven, dat vergelijkbaar is met een mailbox voor correspondentie die binnenkomt op het CPU-adres, waarin deze wordt opgeslagen totdat deze wordt verwerkt. Als een interruptverzoek of I/O-adres tegelijkertijd door meer dan één apparaat wordt gebruikt, zal geen van deze correct werken en kan de pc zelfs vastlopen.
Als er problemen zijn met een poort, controleer dan welke interrupt-aanvragen en I/O-adres eraan zijn toegewezen.
Bedieningspaneel - Systeem - Apparaten - COM- en LPT-poorten
Als u vóór een regel een gele cirkel met een uitroepteken ziet, kunt u de oorzaak van de “interferentie” vinden. Klik met de gemarkeerde regel op "Eigenschappen - Bronnen". Zoek in het veld 'Lijst met conflicterende apparaten' wat het conflict veroorzaakt. Als blijkt dat het een oud bord is dat Plug & Play niet ondersteunt, wordt het vermeld als een “Onbekend apparaat”.
Om het probleem op te lossen, wijzigt u het interruptverzoek of het I/O-adres voor een van de overtredende apparaten. Als de poort zich op het moederbord bevindt, gebruikt u hiervoor het programma System Setup (BIOS).
Om de Systeeminstellingen te openen tijdens het opstarten van de pc, drukt u op "Delete", "F1" of een andere toets - lees dit in de systeemdocumentatie. In veel installatieprogramma's kunt u aan elke specifieke poort een interruptverzoek en een I/O-adres (bronnen instellen) toewijzen, waardoor de oude worden overschreven.
Zoek een ongebruikt interruptverzoek of I/O-adres.
Configuratiescherm - Systeem - Apparaten - Computer
U ziet een volledige lijst met toegepaste bronnen. Als er geen ongebruikte interruptverzoeken zijn, probeer dan de ongebruikte poort uit te schakelen met behulp van System Setup.
Daarna...
Systeem - Apparaten - Conflicterend apparaat - Bronnen
Schakel de automatische configuratiefunctie uit. In het venster "Lijst met bronnen" selecteert u het brontype, klikt u op de knop "Wijzigen" en geeft u in het veld "Waarde" een nieuwe (ongebruikte) interruptaanvraagwaarde of I/O-adres op.
Parallelle poortparameters instellen
Parallelle poorten worden afgekort als LPT. De computer wijst automatisch de adressen LPT1 tot en met LPT3 toe aan elke gedetecteerde parallelle poort.
Als u een tweede parallelle poort installeert, zorg er dan voor dat deze geen bestaand interruptverzoek gebruikt. Op sommige computers gebruiken LPT1 en LPT2 standaard IRQ7. Stel met Apparaatbeheer IRQ5 in voor LPT2. Als dit niet mogelijk is, gebruik dan het CMOS-installatieprogramma van uw systeem.
Standaard parallelle poortbroninstellingen
| LPT-poort | Onderbrekingsverzoek | I/O-adres |
| LPT1 | IRQ7 | ZVS |
| LPT2 | IRQ7 | 378 |
| LPT3 | IRQ5 | 278 |
Seriële poortparameters instellen
Elke seriële poort wordt geïdentificeerd door een van de acht mogelijke COM-adressen - COM1, COM2, etc., die elk hun eigen unieke I/O-adres en interruptverzoek hebben.
Wees voorzichtig bij het installeren van een apparaat dat een COM-poort op uw pc vereist. De COM1- en COM2-poorten hebben standaard I/O-adressen en interruptverzoeken die nergens gewijzigd mogen worden (kunnen doorgaans alleen gewijzigd worden in het Setup CMOS-programma van uw pc). Als u een COM1- of COM2-poort aan een nieuw apparaat moet toewijzen, opent u bij het opstarten van de pc het installatieprogramma en schakelt u de seriële poort die aan COM1 of COM2 is toegewezen uit, of, als u de overeenkomstige instellingen voor het apparaat moet wissen, toegevoegd apparaat, wijzig het interruptverzoek en het adres ter identificatie van de I/O
Houd er rekening mee dat alle standaard I/O-adressen alleen de derde en vierde interrupts gebruiken. Omdat twee apparaten niet hetzelfde interruptverzoek mogen delen, kunt u proberen nieuwe externe apparaten toe te wijzen aan poort COM3 via COM3 door handmatig interruptverzoeken en I/O-adressen in te stellen met behulp van Apparaatbeheer (dialoogvenster "Eigenschappen: Systeem").
Standaard seriële poortbroninstellingen
| COM-poort | Onderbrekingsverzoek | I/O-adres |
| COM1 | IRQ4 | 3F8 |
| COM2 | IRQ3 | 2F8 |
| COM3 | IRQ4 | ZE8 |
| COM4 | IRQ3* | 2E8 |
| COM5 | IRQ4* | ZEO |
| COM6 | IRQ3* | 2EO |
| COM7 | IRQ4* | 338 |
| COM8 | IRQ3* | 238 |
*Kan worden geïnstalleerd met Windows 9x Apparaatbeheer (Eigenschappen: Systeem)
Optimalisatie van seriële poorten
De computer heeft een of twee ingebouwde 9-pins seriële poorten, meestal aan de achterkant van de computer. Met behulp van een dergelijke poort kan slechts 1 bit aan gegevens per tijdseenheid worden overgedragen, terwijl via een parallelle poort 8 bits kunnen worden overgedragen. De snelheid van de seriële poort is afhankelijk van de universele asynchrone transceiver (UART), die de parallelle datastroom die door de pc-bus gaat, omzet in een single-bit-stroom.
Moderne pc's worden doorgaans geleverd met een 16550 UART-model. In dit geval is de maximale doorvoer 115 kbps, wat voldoende bandbreedte biedt voor de meeste seriële apparaten. Oudere UART-modellen 16450 en 8250 kunnen deze taak niet langer aan. Maar soms zijn de prestaties van de UART 16550 misschien niet voldoende, omdat sommige analoge modems gecomprimeerde gegevens verwerken met een snelheid van 230 kbps, en ISDN-adapters - tot 1 Mbps. Dus als u hogere gegevensoverdrachtsnelheden nodig heeft, koop dan een uitbreidingskaart met een 16750 UART-model dat op 921 kbps kan werken.
Werken met parallelle poorten
Parallelle poorten worden doorgaans gebruikt voor printers, hoewel ze ook andere apparaten, zoals scanners, op een pc kunnen aansluiten. Met hun hulp kun je gegevens overbrengen met snelheden van 40 KB/s tot 1 MB/s, en soms zelfs hoger.
In principe worden alle pc's geleverd met één parallelle poort in de vorm van een 25-pins connector op het achterpaneel. Om een tweede poort toe te voegen, moet u een I/O-controller kopen en deze in het uitbreidingsslot op het moederbord installeren. Er zijn vier soorten parallelle poorten: unidirectioneel, bidirectioneel, verbeterde mogelijkheden (EPP-poort) en verbeterde mogelijkheden (ECP-poort). Elk van hen heeft verschillende snelheden en mogelijkheden. De meeste nieuwe pc-poorten ondersteunen alle vier de modi. Als u wilt weten welke een parallelle poort heeft, kijkt u in het CMOS-installatieprogramma van uw pc onder het gedeelte Geïntegreerde randapparatuur.
Unidirectionele poort soms ook SPP-poort genoemd. Deze basisconfiguratie geeft gegevens door met een snelheid van 40-50 KB/s in slechts één richting: naar de printer of een ander extern apparaat.
Bidirectionele poort. Biedt tmet overdrachtssnelheden van 100 tot 300 KB/s tussen een pc en een extern apparaat. In dit geval komt informatie over de status van de laatste de computer binnen.
Verbeterde poort (EPP). Ontworpen voor externe schijven en netwerkadapters die hoge prestaties vereisen. Biedt gegevensoverdrachtsnelheden van 400 KB/s tot 1 MB/s of meer.
Bij het installeren van de EPP-optie in het System Setup-programma worden versies 1.7 en 1.9 aangeboden. Voor vrijwel alle randapparatuur die de afgelopen jaren is aangeschaft, moet je kiezen voor 1.9.
Uitgebreide capaciteitspoort (ECP). Verhoogt de snelheid en breidt de mogelijkheden van gegevensuitwisseling tussen een extern apparaat en een computer uit. Als de printer en andere randapparatuur ECP ondersteunen, rapporteren ze rechtstreeks de apparaatstatus en fouten.
Als in het programma. System Setup stelt de ECP-optie in, waarna er een regel verschijnt om een DMA-kanaal (direct memory access channel) te selecteren. Het moet op dezelfde manier worden ingesteld als voor een interruptverzoek. Om DMA-kanaalconflicten te voorkomen, bekijkt u de gratis kanalen in het venster "Eigenschappen: Computer", zoals hierboven beschreven. Als het conflict niet kan worden vermeden, keer dan terug naar de bidirectionele poortmodus.
De beste haven voor een data-orkaan.
In nieuwe systemen en randapparatuur werden parallelle en seriële poorten vervangen door een universele seriële bus ( Universele seriële bus, USB). Met zijn hulp kunt u gegevensoverdrachtsnelheden tot 12 Mbit/s bereiken en met slechts één poort ook toetsenborden, monitoren, muizen en vele andere (tot 127) apparaten aansluiten, die net als met de SCSI-interface die lost soortgelijke problemen op, kan worden aangesloten "ketting". In dit geval wordt slechts één interruptverzoek gebruikt. De USB-bus kan ook op oudere computers worden geïnstalleerd door de juiste uitbreidingskaart aan te schaffen.
). Ondanks het feit dat sommige computerinterfaces (bijvoorbeeld Ethernet, FireWire en USB) ook een seriële methode gebruiken voor het uitwisselen van informatie, wordt de naam "seriële poort" toegewezen aan de RS-232-standaardpoort.
Encyclopedisch YouTube
-
1 / 5
De meest gebruikte standaard voor de seriële poort van personal computers is RS-232C. Vroeger werd de seriële poort gebruikt om een terminal aan te sluiten, later voor een modem of muis. Het wordt nu gebruikt om verbinding te maken met hardware voor de ontwikkeling van embedded computersystemen, satellietontvangers, kassa's, beveiligingssystemen en vele andere apparaten.
Via een COM-poort kunt u twee computers met elkaar verbinden via een zogenaamde “nulmodemkabel” (zie hieronder). Het wordt al sinds de dagen van MS-DOS gebruikt voor het overbrengen van bestanden van de ene computer naar de andere, in UNIX voor terminaltoegang tot een andere machine, en in Windows (zelfs moderne) voor een debugger op kernelniveau.
Het voordeel van de technologie is de extreme eenvoud van de apparatuur. Het nadeel is een lage snelheid, grote connectorgroottes, maar ook vaak hoge eisen aan de responstijd van het besturingssysteem en het stuurprogramma en een groot aantal interrupts (één per helft van de hardwarewachtrij, dat wil zeggen 8 bytes).
Connectoren
Op moederborden van toonaangevende fabrikanten (bijvoorbeeld Intel) of kant-en-klare systemen (bijvoorbeeld IBM, Hewlett-Packard, Fujitsu Siemens Computers) wordt het volgende symbool gebruikt voor de seriële poort:
De meest gebruikte D-vormige connectoren, gestandaardiseerd in 1969, zijn 9- en 25-pins (respectievelijk DE-9 en DB-25). Voorheen werden ook DA-31 en ronde acht-pins DIN-8 gebruikt. De maximale transmissiesnelheid in de normale versie van de poort is 115.200 baud.
Relevantie
Er zijn standaarden voor het emuleren van een seriële poort via USB en via Bluetooth (deze technologie is grotendeels ontworpen als een “draadloze seriële poort”).
Niettemin wordt software-emulatie van deze poort nog steeds veel gebruikt. Bijna alle mobiele telefoons emuleren bijvoorbeeld een klassieke COM-poort en modem in zichzelf om tethering te implementeren: computertoegang tot internet via de GPRS/EDGE/3G-apparatuur van de telefoon. In dit geval wordt USB, Bluetooth of Wi-Fi gebruikt voor de fysieke verbinding met de computer.
Ook wordt software-emulatie van deze poort aangeboden aan “gasten” van virtuele VMWare- en Microsoft Hyper-V-machines, waarvan het belangrijkste doel is om een debugger op Windows-kernelniveau te verbinden met de “gast”.
In de vorm van een UART, die verschilt qua spanningsniveaus en de afwezigheid van extra signalen, is deze aanwezig in bijna alle microcontrollers, behalve de zeer kleine, SoC, ontwikkelaarsborden, en is ook aanwezig op de kaarten van de meeste apparaten, maar de connector bevindt zich niet op de behuizing. Deze populariteit is te danken aan de eenvoud van deze interface, zowel vanuit fysiek oogpunt als aan het gemak van toegang tot de poort vanuit de software in vergelijking met andere interfaces.
Apparatuur
De connector heeft contacten:
DTR (Data Terminal Ready - gereedheid om gegevens te ontvangen) - uitvoer op de computer, invoer op de modem. Geeft aan dat de computer klaar is om de modem te gebruiken. Het resetten van deze lijn veroorzaakt een bijna volledige herstart van de modem naar de oorspronkelijke staat, inclusief het ophangen (sommige controleregisters overleven een dergelijke reset). Op UNIX gebeurt dit wanneer alle toepassingen gesloten bestanden op het stuurprogramma voor de seriële poort hebben. De muis gebruikt deze draad om stroom te ontvangen.
DSR (Data Set Ready - gereedheid voor gegevensoverdracht) - invoer op de computer, uitvoer op de modem. Geeft aan dat de modem gereed is. Als deze regel op nul staat, wordt het in sommige besturingssystemen onmogelijk om de poort als bestand te openen.
RxD (gegevens ontvangen) - invoer op de computer, uitvoer op de modem. Een stroom gegevens die een computer binnenkomt.
TxD (gegevens verzenden) - uitvoer op de computer, invoer op de modem. Een stroom gegevens afkomstig van een computer.
CTS (Clear to Send - gereedheid om te verzenden) - invoer op de computer, uitvoer op de modem. De computer moet de gegevensoverdracht pauzeren totdat deze draad op één is ingesteld. Wordt gebruikt in het hardware-stroomcontroleprotocol om overflow in de modem te voorkomen.
RTS (Request to Send - verzoek om te verzenden) - uitvoer op de computer, invoer op de modem. Het modem moet de gegevensoverdracht onderbreken totdat deze draad op één is ingesteld. Wordt gebruikt in het hardware-stroomcontroleprotocol om overflows van hardware en stuurprogramma's te voorkomen.
DCD (Carrier Detect - aanwezigheid van carrier) - invoer op de computer, uitvoer op de modem. Ingesteld op één door het modem nadat een verbinding tot stand is gebracht met het modem aan de andere kant, opnieuw ingesteld op nul wanneer de verbinding wordt verbroken. De computerhardware kan een interrupt afgeven wanneer een dergelijke gebeurtenis zich voordoet.
RI (Ring Indicator - belsignaal) - ingang op de computer, uitgang op de modem. Door de modem ingesteld op één na detectie van het belsignaal van een telefoongesprek. De computerhardware kan een interrupt afgeven wanneer een dergelijke gebeurtenis zich voordoet.
SG (Signal Ground) - gemeenschappelijke signaaldraad van de poort, is geen gemeenschappelijke grond, in de regel geïsoleerd van de computerkast of modem.
Een nulmodemkabel maakt gebruik van twee gekruiste paren: TXD/RXD en RTS/CTS.
Aanvankelijk werd in de IBM PC en IBM PC/XT de poortapparatuur gebouwd op de UART 8250-chip van National Semiconductor, waarna de chip werd vervangen door de 16450, software die compatibel was met de vorige, maar snelheden tot 115.200 bits per uur mogelijk maakte. ten tweede verscheen de 16550-chip, die een bidirectionele FIFO-databuffer bevat om de belasting van de interruptcontroller te verminderen. Momenteel opgenomen in de SuperIO-chip op het moederbord, samen met een aantal andere apparaten.
Een seriële poort is een I/O-apparaat. Als I/O-apparaat is het slechts een pad voor het overbrengen van gegevens van en naar de computer. Er zijn ook veel andere I/O-apparaten, zoals seriële poorten, parallelle poorten, schijfcontrollers, netwerkkaarten, USB universele seriële busapparaten, enz. De meeste computers één of twee seriële poorten hebben. Ze hebben allemaal een 9-pins connector (soms 25-pins) (Fig. 1) op de achterwand van de computersysteemeenheid. Programma's kunnen gegevens (bytes) verzenden via een verzendgegevenspin (uitvoer) en bytes ontvangen via een andere gegevensontvangstpin (invoer). Alle andere contacten worden gebruikt voor besturing en aarde.
) is iets meer dan alleen een connector. Het converteert gegevens van parallel naar serieel en verandert de elektrische weergave van de gegevens. In een computer worden databits parallel verzonden (waarbij meerdere draden worden gebruikt om gegevens tegelijkertijd te verzenden). Een seriële datastroom is een reeks bits over slechts één draad (zoals de zend- en ontvangstdatadraad op de seriële poortconnector). Dit is waar dit apparaat voor dient om een dergelijke datastroom van parallel naar serieel (in de computer) te creëren en deze naar het gegevensoverdrachtcontact te verzenden (en dienovereenkomstig omgekeerd).
De meeste elektronische componenten van de seriële poort bevinden zich op een enkele computerchip, genaamd UART.
Contacten en draden
Oudere computers gebruiken 25-pins connectoren, maar tegenwoordig worden er slechts 9-pins gebruikt. Elk van de 9 contacten is meestal verbonden met een draad. Behalve twee draden voor het verzenden en ontvangen van gegevens, wordt de rest gebruikt voor besturing en aarde. De spanning op elk van de pinnen en draden wordt gemeten ten opzichte van de signaalaarde. Daarom is het minimumaantal draden voor bidirectionele datatransmissie 3. In zeldzame gevallen kunnen twee draden (zonder signaalaarde) voldoende zijn voor werking, maar dit kan leiden tot slechte prestaties en soms tot fouten in de datatransmissie.
Er zijn nog een paar draden over die alleen bedoeld zijn voor besturing (monitoring) en niet worden gebruikt voor datatransmissie. Al deze signalen kunnen over één lijn worden verzonden, maar in plaats daarvan worden er aparte draden voor toegewezen. Sommige (of alle) van deze signaallijnen worden "modemstatuslijnen" genoemd. De statuslijnen kunnen zich in twee statussen bevinden: ingesteld (aan) +12 volt of gewist (uit) -12 volt. Een van deze draden geeft aan dat de computer moet stoppen met het verzenden van gegevens via de seriële poort. Anderen geven op hun beurt het apparaat dat op de seriële poort is aangesloten, een seintje om te stoppen met het verzenden van gegevens naar de computer. Als het aangesloten apparaat een modem is, kunnen de resterende lijnen aan het modem doorgeven dat deze de telefoonlijn moet bezetten of aan de computer moeten doorgeven dat er een verbinding tot stand is gebracht of dat er een oproep op de telefoonlijn plaatsvindt (wat betekent dat iemand aansluiten op de computer). Zie de sectie Contacten en signalen voor meer volledige informatie.
RS-232 of EIA-232, enz.
Seriële poort) (niet te verwarren met USB) volgt meestal de standaard RS-232-C, EIA-232-D, of EIA-232-E. Dit zijn drie aanduidingen voor hetzelfde. De belangrijkste RS-standaard (Recommended Standard) kreeg het voorvoegsel EIA (Electronics Industries Association) en later EIA/TIA nadat de EIA-organisatie was samengevoegd met TIA (Telecommunications Industries Association). De EIA-232-specificatie omvat ook synchrone gegevensoverdracht, maar in de meeste gevallen wordt synchrone gegevensoverdracht niet ondersteund door de chips in computers. De RS-aanduiding is verouderd, maar wordt nog steeds veel gebruikt. EIA zal verderop op deze site vaker gebruikt worden. Sommige documenten gebruiken de volledige EIA/TIA-aanduiding.
Datacommunicatie (baudsnelheden)
Gegevens (de bytes waaruit letters, afbeeldingen, enz. bestaan) gaan via de seriële poort. Gegevenssnelheden (zoals 56k (56.000) bps) worden (ten onrechte) "snelheid" genoemd. De meeste mensen zeggen ten onrechte 'snelheid' in plaats van 'snelheidsfactor'.
Het is belangrijk om te weten dat de gemiddelde gegevensoverdrachtsnelheid vaak lager is dan het aangegeven maximum. Er zijn vertragingen (of wachttijden) en daardoor wordt de snelheid lager. Deze vertragingen kunnen toenemen afhankelijk van het type datatransmissiecontrole. Zelfs in het beste geval zijn er altijd vertragingen tussen bytes, zelfs kleine (enkele microseconden). Als een apparaat dat via een seriële poort op een computer is aangesloten, niet op volle snelheid kan werken, moet de gemiddelde snelheid worden verlaagd.
Controle van gegevensoverdracht
Controle van gegevensoverdracht betekent de mogelijkheid om de gegevensstroom via de seriële poort te beperken. Voor seriële poort dit betekent dat u de gegevensoverdracht kunt stoppen en vervolgens kunt hervatten zonder bytes te verliezen.
