Содержание
Распиновка COM порта RS232
Правильная распиновка СOM-порта RS232
Распиновка COM порта — RS232 интерфейс был сконструирован более пятидесяти лет тому назад. А после этого был стандартизирован. В различных периодах усовершенствования технических возможностей компьютеров успешно применялся для подключения к телефонной линии с помощью модема. На данный момент такой интерфейс считается как уже вчерашний день. В основном его невостребованность заключается слишком низким быстродействием. Так как там задействованы линейные сигналы в однофазной форме. То-есть не дифференциальные.
Наружный вид девяти-контактного коннектора RS232
В современных устройствах на смену интерфейсу RS-232 пришел новый, отличающейся существенным быстродействием — USB. Тем не менее, и до настоящего времени их можно встретить в действительности огромное количество в различных аппаратах. Последовательный порт, цоколевка которого описана ниже, очень востребован в изделиях предназначенных для промышленных целей, а также для медицинского оборудования.
В бытовых условиях необходимость в применении стыковочных проводов для соединения с COM-портом в большинстве случаев появляется в определенные моменты. Например: когда возникает необходимость работы с периферией ранних лет изготовления, и требующих создать взаимосвязь с персональным компьютером. Помимо этого, его можно часто обнаружить в девайсах для загрузки программы в микроконтроллер.
Характерные особенности порта
Что касается самой контактной колодки интерфейса RS-232 и ее кабельной составляющей, то они собраны на 9-пиновом разъеме D-Sub. Штыревые контакты размещенные в двухрядном варианте, для обеспечения точности подсоединения вилки к разъему, форма колодки имеет несимметричную конструкцию. Все контактные штырьки обозначены номерами, подробнее как делается распиновка COM порта обозначено в приведенной ниже таблице.
Таблица
| Номер контакта | Назначение | Обозначение |
| 1 | Активная несущая | DCD |
| 2 | Прием компьютером | RXD |
| 3 | Передача компьютером | 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 |
Множество устройств во время своей работы задействует не все контакты, а только необходимую им часть, поэтому исходя из этого обусловливается реальная распиновка COM-порта. Необходимая информация об это имеется прилагаемой документации к соответствующему оборудованию.
Соединительный кабель
Если нет необходимости задействования все контактной группы, то в таком случае можно использовать обычную витую пару. При этом ее отдельные провода припаиваются к вилке и контактам в колодке разъема. Ввиду ограниченного пространства в самой колодке, в местах пайки провода желательно помещать в кембрик.
Наибольшее расстояние связи относительно стандарта должна быть более 15 метров. Если требуется ее увеличение, тогда для этого нужно использовать экранированный провод.
COM порт — лекция
Распиновка COM порта RS232
Правильная распиновка СOM-порта RS232
Распиновка COM порта — RS232 интерфейс был сконструирован более пятидесяти лет тому назад. А после этого был стандартизирован. В различных периодах усовершенствования технических возможностей компьютеров успешно применялся для подключения к телефонной линии с помощью модема. На данный момент такой интерфейс считается как уже вчерашний день. В основном его невостребованность заключается слишком низким быстродействием. Так как там задействованы линейные сигналы в однофазной форме. То-есть не дифференциальные.
Наружный вид девяти-контактного коннектора RS232
В современных устройствах на смену интерфейсу RS-232 пришел новый, отличающейся существенным быстродействием — USB. Тем не менее, и до настоящего времени их можно встретить в действительности огромное количество в различных аппаратах. Последовательный порт, цоколевка которого описана ниже, очень востребован в изделиях предназначенных для промышленных целей, а также для медицинского оборудования.
В бытовых условиях необходимость в применении стыковочных проводов для соединения с COM-портом в большинстве случаев появляется в определенные моменты. Например: когда возникает необходимость работы с периферией ранних лет изготовления, и требующих создать взаимосвязь с персональным компьютером. Помимо этого, его можно часто обнаружить в девайсах для загрузки программы в микроконтроллер.
Характерные особенности порта
Что касается самой контактной колодки интерфейса RS-232 и ее кабельной составляющей, то они собраны на 9-пиновом разъеме D-Sub. Штыревые контакты размещенные в двухрядном варианте, для обеспечения точности подсоединения вилки к разъему, форма колодки имеет несимметричную конструкцию. Все контактные штырьки обозначены номерами, подробнее как делается распиновка COM порта обозначено в приведенной ниже таблице.
Таблица
| Номер контакта | Назначение | Обозначение |
| 1 | Активная несущая | DCD |
| 2 | Прием компьютером | RXD |
| 3 | Передача компьютером | 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 |
Множество устройств во время своей работы задействует не все контакты, а только необходимую им часть, поэтому исходя из этого обусловливается реальная распиновка COM-порта. Необходимая информация об это имеется прилагаемой документации к соответствующему оборудованию.
Соединительный кабель
Если нет необходимости задействования все контактной группы, то в таком случае можно использовать обычную витую пару. При этом ее отдельные провода припаиваются к вилке и контактам в колодке разъема. Ввиду ограниченного пространства в самой колодке, в местах пайки провода желательно помещать в кембрик.
Наибольшее расстояние связи относительно стандарта должна быть более 15 метров. Если требуется ее увеличение, тогда для этого нужно использовать экранированный провод.
COM порт — лекция
Первоначально, когда появились персональные компьютеры, с ними пришло сразу несколько не бог весть каких мудрёных, но вполне успешно работавших в комплексе со всей остальной начинкой, портов или схемных интерфейсов. Словом порт обозначили способ передачи данных. Это как ячейка памяти. Только в оперативную память записывается информация и лежит там, пока она нужна какой-нибудь программе, пока программа её не обработает (или сама программа пока нужна на компьютере кому-нибудь).
Порт и память
То есть, программа прочитает данное из памяти в процессор, что-то с ним сделает, может быть получит из этой информации какие-то новые данные, которые запишет в другое место. Или само данное просто перепишет на другое место. Во всяком случае в памяти информация, которая однажды была записана может быть либо прочитана, либо стёрта. Ячейка получается как сундучок, стоящий у стенки. А вся память состоит из ячейки каждая ячейка имеет свой адрес. Точно как сундучки, стоящие в ряд у стенки в подвале скупого рыцаря.
Ну и порт можно себе представить тоже как ячейку. Только такая ячейка сзади имеет окошко, ведущее куда-то за стенку. Можно записать в неё информацию, а информация возьмёт, и улетит в окошко, хотя какое-то время будет находиться в ячейке так же, как и в обычной ячейке оперативной памяти.
Или наоборот, в ячейку-порт информация может «прилететь» из окошка. Процессор это увидит и прочтёт эту новую появившуюся информацию. И пустит её в дело — перепишет куда-то, пересчитает вместе с какими-то другими данными. Даже может записать её в другую ячейку. Или в другую ячейку-порт, тогда эта поступившая по первому порту информация может «улететь» в окошко второго порта, — ну это уж как распорядится процессор. Вернее, программа, которая в этот момент процессором командует и данные, записанные в памяти и приходящие из портов, обрабатывает.
Просто и красиво. Эти порты так и назвали сразу — порты ввода-вывода. Через одни из них данные отправляются куда-то, через другие — откуда-то принимаются.
Ну а дальше начинается движение по кругу. Вот есть одно устройство, и есть другое. И вот есть цепочка символов, каждый из которых состоит из отдельных двоичных битов, и эту цепочку нужно передать. Как передавать? Можно по линии из 8 проводочков сразу передавать по целому символу — один проводок = один бит, потом код другого, потом третьего, и так, пока не передашь всю цепочку.
А можно было разворачивать каждый бит не в пространстве (по проводочкам), а во времени: сначала передать один бит символа, потом второй и так восемь раз. Ясно, что во втором случае нужны какие-то дополнительные средства, чтобы символы так разворачивать во времени.
Параллельные и последовательные
И скорость передачи будет другая:
Во-первых, если передача по проводам в обоих случаях одинаковая, то второй случай окажется в 8 раз медленнее за счёт этой самой поочерёдной передачи битов одного байта.- Во-вторых, нужно либо время на саму выполнение программной процедуры разворачивания байта в биты или дополнительные технические схемы такой развёртки.
Получается, у каждого варианта свои плюсы, но и свои минусы.
- Сразу по восемь бит (то есть побайтно) передавать быстрее, но проводочков надо в восемь раз больше
- По одному биту передавать — нужно всего один информационный проводок, зато будет в 8 раз медленнее.
Вот и назвали в первом случае передачу параллельной, а во втором случае — последовательной.
Интерфейс портов
А вся система такой передачи — в одном случае так, в другом — этак, называется интерфейс. Один интерфейс параллельный, другой — последовательный. Почти одно и то же, порты, один параллельный, другой последовательный.
Чем понятие порт отличается от понятия «интерфейс»? В современной технике слова не только появляются, они растут и получают «образование». И как и у людей, могут становиться узкими специалистами, а могут стать «дилетантами». Вот такое типичное слово-дилетант — «интерфейс». Потому что оно — «каждой дыре затычка». Интерфейсы бывают:
аппаратные- программные
- передачи данных
- пользовательские
- и так далее
А смысл слова — что-то между чем-то. Интер — между, фэйс — лицо. Красиво получилось, поэтому и везде употребляется. Например, пользовательский интерфейс системы Windows — это экранное лицо системы, предназначенное для общения с человеком.
И оно состоит из нарисованной на экране картинки + правила работы каждого элемента картинки (например, нажми на кнопочку на экране мышкой — она нажмётся) + правила реагирования каждого элемента и всей системы в целом + все аппаратные средства, участвующие в диалоге (мышь, клавиатура, экран) + все программы, обеспечивающие диалог как со стороны всей системы, так и со стороны отдельных устройств (драйверы).
Не упомянули только о человеке, но так как он тоже часть взаимодействия, то должен иметь знания и навыки работы в системе, а для этого существуют обучающие программы, справочные системы… И вот изо всего этого и встаёт красивое и ёмкое слово: интерфейс.
В нашей теме интерфейс обозначает вещи немного более простые.
Это аппаратные + программные средства передачи + правила передачи. Аппаратные — понятно. А вот программные средства на компьютерах и в современных средствах связи присутствуют всегда и везде. Даже бывает так: сначала на какой-то аппаратной базе создаётся нечто функциональное, которое выполняется не сразу, а с применением специально написанных программ. А программы все настраиваются.
И постепенно, по мере работы новой функции (или функционального блока), программы которые его «делают» — а они от аппаратных средств отличаются тем, что их можно легко настраивать — доводятся до какого-то состояния оптимальной настройки. Что уже больше и не надо настраивать. И тогда программу в новой версии функционального блока могут заменить на аппаратно выполненный заменитель программной части. Например, «зашить» оптимально работающую хорошо настроенную программу в постоянную память. Или придумать специальную логическую схему, которая выполнит точь-в-точь то же самое, что делала оптимально настроенная программа — не шарахаясь и не забывая иногда все свои полезные настройки.
Поэтому интерфейс такой часто и называют — программно-аппаратным.
Правила передачи нужны для того, чтобы на обоих концах взаимодействия одни и те же вещи понимались (и обрабатывались) одинаково. Мы говорим о передаче импульсов? Значит нужно, чтобы импульсы были строго одинаковыми.
Например, чтобы 1 битовый приходил в виде +12 или +15 вольт перепада напряжения от нуля. И чтобы была в виде прямоугольничка, или острого всплеска — пик которого обязательно был не меньше, ну, + 5 вольт, а верхнее ограничение вводить, допустим, не очень обязательно. Это потому, что при передаче импульсов на какие-то расстояния электрические сигналы имеют свойство ослабевать и «размазываться».
Если с одного конца отправят строго 12 вольт, то до другого может дойти 3 вольта, а это системой приёма может расцениться просто как шум в линии, и переданная информация будет потеряна.
Смысл импульсов тоже должен пониматься одинаково. А импульсы могут быть информационные, служебные, синхронизирующие. И вообще, например, не импульсы, а просто постоянное напряжение. Которое может использоваться на другом конце, как питание небольшого устройства.
А ещё должны одинаково пониматься и сами те самые проводочки, о которых шла речь в самом начале. Тут надо сказать сразу, такого, чтобы шёл один проводок, никогда не бывает. Даже к телефону подходят в кабеле два проводка, а в норме полагается, чтобы было в кабеле четыре. И у интерфейсов передачи данных всегда несколько проводников. Какие-то из них — информационные, какие-то — служебные. И именно это должно одинаково распознаваться на обоих концах взаимодействия. А проводочки распознаются как? По цвету, если в кабеле и по местоположению, если в контактах подключения.
Порт слово простое и тоже не совсем однозначное. Но смысл сходный: то, что что-то грузит на что-то и куда-то отправляет. Или наоборот, то, что что-то принимает и что-то из него выгружает. Смысл почти тот же, что и программно-аппаратный интерфейс, но как-то лаконичнее. И строже, как на флоте («Вам скажут — не спорьте… а мы и не спорим…»). Только наши сигналы плывут не по морю, а по кабелю.
Распиновка разъёмов COM-порта
Распиновка никакой связи не имеет с распинанием, хотя, как проводки, вольно бегущие в одной оболочке кабеля, разбирают на стороны и жёстко припаивают к своим штырькам, сходно с распинанием. Штырёк, по-английски «pin», булавка, поэтому и распиновка, слово уже это компьютерно-связистский «проанглийский» жаргонизм. Означает — распайка проводов по штырькам на разъёме.
Форма разъёма, порядок проводков (штырьков) в нём, назначение каждого штырька, а также номиналы напряжений и смысл сигналов в каждом — это часть интерфейса. Обычно вся эта информация собирается в отдельный документ, называемый спецификацией порта. Такая простая и понятная табличка на одну страницу. В других разновидностях интерфейсов что-то такое может называться «протоколом». А здесь ещё просто называют «распиновкой».
Последовательные порты COM
COM-порты компьютера, это связь компьютерного комплекса «дальнего действия». В отличие от параллельных портов и кабелей, ведших на «тяжёлые» устройства — принтеры, сканеры, Com-порты присоединяли к компьютеру «лёгкие» юниты — мышка, модем. Первые межкомьютерные интерфейсы (через «нуль-модем»). В дальнейшем, когда распространились локальные сети, а мыши стали подключаться по такому же разъёму, как и клавиатура — port ps/2 (пэ-эс-пополам) — com port как-то был подзабыт.
Возрождение пришло с появлением последовательного интерфейса USB. Вот и получилось движение по кругу. Теперь на USB можно встретить, кроме флешек, и мыши USB-шные, и USB-шные «клавы». Принтеры, сканеры модемы — вся периферия теперь на USB, забыла уже о толстых и солидных параллельных LTP — кабелях, которые необходимо было в обязательном порядке прикручивать с каждой стороны на 2 болта. А проводочков-то в этих USB — два сигнальных (собственно, канал один, один прямой сигнал, другой тот же — инверсный) и два — питание и корпус.
Прежних последовательных портов COM было несколько. Самый маленький — и самый востребованный 9-контактный порт (D9), к которому подключали большую чать устройств: мыши, модемы, нуль-модемные кабели. Контакты располагались в два ряда, 5 и 4 в ряд, получалась трапеция. Поэтому и название D9. На «маме» нумерация шла слева направо и сверху вниз:
1 2 3 4 5
На «папе» справа налево:
Далее в табличке указаны официальные параметры работы COM порта. Написано, максимальная длина кабеля — 15 м., хотя умудрялись протянуть и на 100 м.
Стандарт
EIA RS-232-C, CCITT V.24
Распайка COM-порта, port RS232, 9 контактов.