|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
無線電子工学および電気工学の百科事典 COMポート用のシリアル非同期アダプター。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
基本的な概念と用語 ほとんどすべてのコンピュータには、少なくとも 232 つの非同期シリアル アダプタが装備されています。 通常、これは別のボードであるか、コンピュータのマザーボード上に直接配置されています。 非同期 RS-232-C アダプタ、または RS-232-C ポートとも呼ばれます。 通常、各非同期アダプターには、外部デバイスをコンピューターに接続できる複数の RS-232-C ポートが含まれています。 このような各ポートには、プログラムがアクセスするためのいくつかのレジスタと、ポートの状態の変化についてコンピュータに信号を送るための特定の IRQ ラインがあります。 BIOS ブート手順中に、各 RS-1-C ポートには論理名 COM4 ～ COM1 (COM ポート番号 4 ～ XNUMX) が割り当てられます。 RS-232-C インターフェイスは、コンピュータとさまざまなシリアル周辺機器を接続するための標準として電子工業会 (EIA) によって開発されました。 IBM PC は RS-232-C インターフェイスを完全にはサポートしていません。むしろ、コンピュータのケースにシリアル データ ポートとしてマークされているコネクタには、RS-232-C インターフェイスに含まれる信号の一部が含まれており、これに対応する電圧レベルがあります。標準。 現在、シリアル通信ポートが広く使用されています。 以下はアプリケーションの完全なリストではありません。
基本的な概念と用語 シリアルデータ伝送とは、データが単一の回線で伝送されることを意味します。 この場合、データ バイトのビットは XNUMX 本のワイヤを使用して順番に送信されます。 同期のために、通常、データ ビットのグループの前には特別なスタート ビットがあり、その後にビットのグループが続き、その後にパリティ ビットと XNUMX つまたは XNUMX つのストップ ビットが続きます。 パリティ ビットが欠落している場合があります。 これを次の図に示します。
この図から、シリアル データ ラインの初期状態は論理レベル 1 であることがわかります。このライン状態はマーク付き - MARK と呼ばれます。 データ送信が開始されると、ラインレベルは 0 になります。このライン状態は空 (SPACE) と呼ばれます。 この状態が一定時間以上続くと、回線はBREAK状態に移行したものとみなされます。 スタートビット START はデータ転送の開始を知らせます。 次に、データ ビットが最初に下位ビット、次に上位ビットの順に送信されます。 パリティ ビット P が使用されている場合は、パリティ ビット P も送信されます。 パリティ ビットは、ポートのレジスタの設定に応じて、ビット パケット内の XNUMX (または XNUMX) の合計数が偶数または奇数になるように設定されます。 このビットは、回線上の干渉によりデータ送信中に発生する可能性のあるエラーを検出するために使用されます。 受信デバイスはデータのパリティを再計算し、その結果を受信したパリティ ビットと比較します。 パリティが一致しない場合は、データがエラーで送信されたと考えられます。 もちろん、このようなアルゴリズムはエラー検出を XNUMX% 保証するものではありません。 したがって、データ送信中に偶数ビットが変更された場合、パリティは保持され、エラーは検出されません。 したがって、実際には、より複雑なエラー検出方法が使用されます。 最後に、XNUMX つまたは XNUMX つのストップ ビット STOP が送信され、バイトの送信が完了します。 その後、次のスタート ビットが到着する前に、ラインは再び MARK 状態に切り替わります。 パリティ ビット、スタート ビット、ストップ ビットの使用により、データ送信フォーマットが決まります。 当然のことながら、送信機と受信機は同じデータ形式を使用する必要があり、そうでない場合は交換ができません。 もう XNUMX つの重要な特性は、データ転送速度です。 送信機と受信機でも同じである必要があります。 データ転送速度は通常、ボーで測定されます (フランスの電信機 Emile Baudot の発明者 E. Baudot にちなんで名付けられました)。 ボーは、XNUMX 秒あたりに送信されるビット数を決定します。 スタート/ストップ ビットとパリティ ビットも考慮されます。 時々、別の用語が使用されます - ビット/秒 (bps)。 ここでは、オーバーヘッド ビットを除いた実効データ転送速度を意味します。 ハードウェアの実装 コンピュータには XNUMX つまたは XNUMX つのシリアル ポートがある場合があります。 これらのポートは、マザーボード上、またはマザーボードの拡張スロットに差し込まれる別のカード上にあります。 XNUMX つまたは XNUMX つのシリアル ポートを備えたボードもあります。 多くの場合、複数のコンピュータまたは端末を単一の中央コンピュータに接続するために使用されます。 これらのボードは「ultiport」と呼ばれます。 シリアル データ ポートは、Intel 8250 チップまたはその最新の同等品 (Intel 16450、16550、16550A) に基づいています。 このチップはユニバーサル非同期トランシーバー (UART - Universal Asynchronous Receiver Transmitter) です。 マイクロ回路には、I/O コマンドを介してアクセスできるいくつかの内部レジスタが含まれています。 8250 チップには、送信データ レジスタと受信データ レジスタが含まれています。 バイトが送信されると、バイトは送信機のバッファ レジスタに書き込まれ、そこから送信機のシフト レジスタに再度書き込まれます。 バイトはシフト レジスタからビットごとに移動されます。同様に、受信側シフト レジスタとバッファ レジスタがあります。 プログラムはバッファ レジスタにのみアクセスし、情報をシフト レジスタにコピーし、シフト プロセスは UART チップによって自動的に実行されます。 非同期シリアル ポートを制御するレジスタについては、次の章で説明します。 非同期シリアル ポートは、特殊なコネクタを介して外部デバイスに接続されます。 RS-232-C インターフェイス コネクタには、DB25 と DB9 の 25 つの規格があります。 最初のコネクタには 9 ピンがあり、25 番目のコネクタには XNUMX ピンがあります。 DBXNUMX シリアル コネクタのピン配列は次のとおりです。
25ピンコネクタに加えて、9ピンコネクタがよく使用されます。
これらのコネクタの 232 つのピンのみがデータの送受信に使用されます。 残りはさまざまな補助信号や制御信号を送信します。 実際には、特定のデバイスを接続するには、異なる数の信号が必要になる場合があります。 RS-232-C インターフェイスは、DTE (データ端末装置 - 端末装置) と DCE (データ通信装置 - 通信装置) の XNUMX 種類のデバイス間の交換を定義します。 常にではありませんが、ほとんどの場合、コンピュータは端末デバイスです。 モデム、プリンター、プロッターは常に通信デバイスです。 ここで、RS-XNUMX-C インターフェイスの信号をさらに詳しく考えてみましょう。 RS-232-C インターフェイス信号 ここでは、コンピューターとモデムの間の相互作用、および相互に直接接続された XNUMX つのコンピューターについて考えます。 まず、コンピュータがモデムにどのように接続されているかを見てみましょう。 TD および RD 入力は、DTE デバイスと DCE デバイスによって異なる方法で使用されます。 DTE デバイスは、TD 入力を使用してデータを送信し、RD 入力を使用してデータを受信します。 逆に、DCE デバイスは、データの受信に TD 入力を使用し、データの送信に RD 入力を使用します。 したがって、端末デバイスと通信デバイスを接続するには、コネクタのピンを直接接続する必要があります。
コンピュータとモデムを接続する場合の残りの回線も次のように接続する必要があります。
コンピュータとモデム間のハンドシェークのプロセスを考えてみましょう。 通信セッションの開始時に、コンピュータはモデムが通話できること (正常に動作していること) を確認する必要があります。 次に、加入者を呼び出した後、モデムはリモート システムへの接続を確立したことをコンピュータに通知する必要があります。 より詳細には、これは次のように発生します。 コンピュータは、通信セッションを行う準備ができていることをモデムに示すために、DTR 回線に信号を送ります。 応答として、モデムは DSR 回線で信号を送信します。 モデムが別のリモート モデムに接続すると、DCD ラインに信号を送信してコンピュータに通知します。 DTR ラインの電圧が低下すると、コンピュータの電源がオフになっているなどの理由で、コンピュータが通信セッションを続行できないことがモデムに通知されます。 この場合、モデムは接続を終了します。 DCD ラインの電圧が低下すると、モデムが接続を失い、接続を継続できなくなったことをコンピュータに伝えます。 どちらの場合も、これらの信号はモデムとコンピュータ間の通信の存在に応答します。 ここでは、通信制御の最低レベルであるハンドシェイクについて説明してきました。 ボーレートを制御するために使用されるより高いレベルがありますが、それもハードウェアに実装されています。 実際には、大量のデータを高速に転送する場合には、データ レート制御 (フロー制御) が必要です。 あるシステムが受信システムで処理できる速度よりも速い速度でデータを送信しようとすると、その結果、送信中のデータの一部が失われる可能性があります。 処理できる以上のデータの送信を防ぐために、フロー制御 (フロー制御ハンドシェイク) と呼ばれる通信制御が使用されます。RS-232-C 規格では、半二重接続に対してのみフロー制御の可能性が定義されています。 -デュプレックスは、一度に一方向にのみデータを送信できる接続ですが、実際には、このメカニズムは、データが通信回線に沿って双方向に同時に送信される場合のデュプレックス接続にも使用されます。 フロー制御 半二重接続では、DTE デバイスはデータを送信したいときに RTS 信号を送信します。 DCE は、準備が完了すると CTS ラインに信号を送り、DTE がデータ転送を開始します。 RTS と CTS の両方がアクティブになるまでは、DCE のみがデータを送信できます。 全二重接続の場合、RTS/CTS 信号は半二重接続の場合とは逆の意味を持ちます。 DTE がデータを受信できる場合、RTS ラインに信号を送ります。 DCE もデータを受信する準備ができている場合は、CTS 信号を返します。 RTS または CTS ラインの電圧が低下すると、受信システムがデータを受信する準備ができていないことが送信システムに通知されます。 以下に、データ交換中に発生するコンピュータとモデム間の対話の抜粋を示します。
もちろん、これはすべて良さそうです。 実際には、すべてがそれほど単純ではありません。 RS-232-C インターフェイスは専用に設計されているため、コンピュータとモデムを接続することは難しくありません。 しかし、モデムとコンピュータの接続に使用したのと同じケーブルを使用して XNUMX 台のコンピュータを相互に接続する場合、問題が発生します。 XNUMX 台の端末デバイス (XNUMX 台のコンピューター) を接続するには、少なくとも TR と RD ラインの相互接続が必要です。
ただし、DTE および DCE デバイスの場合、DSR、DTR、DCD、CTS、および RTS ラインによって実行される機能が非対称であるため、ほとんどの場合、これでは十分ではありません。 DTE デバイスは DTR 信号を送信し、DSR 信号と DCD 信号の受信を待ちます。 次に、DCE デバイスは DSR、DCD を送信し、DTR を待ちます。 したがって、DTE デバイスと DCE デバイスの接続に使用したケーブルを使用して XNUMX つの DTE デバイスを接続すると、相互にネゴシエートできなくなります。 ハンドシェイク プロセスは実行されません。 次に、RTS 信号と CTS 信号、フロー制御に移りましょう。 場合によっては、XNUMX つの DTE デバイスを接続するために、これらの線がケーブルの両端で一緒に接続されることがあります。 その結果、他のデバイスが常にデータを受信できる状態にあることがわかります。 したがって、受信デバイスに高い伝送速度でデータを受信して処理する時間がない場合、データ損失が発生する可能性があります。 これらすべての問題を解決するには、口語的にヌル モデムと呼ばれる特別なケーブルを使用して XNUMX つの DTE デバイスを接続します。 XNUMX つのコネクタと XNUMX つのケーブルがあれば、次の図に従って自分で簡単にはんだ付けできます。
全体像を完成させるために、RS-232-C ポートの機械的接続に関連するもう 25 つの側面を考慮してみましょう。 DB9 と DB25 という 9 種類のコネクタが存在するため、多くの場合、ある種類のコネクタから別の種類のコネクタへのアダプタが必要になります。 たとえば、コンピュータに DBXNUMX コネクタがあり、ケーブルの終端が DBXNUMX コネクタである場合、このアダプタを使用してコンピュータの COM ポートをヌル モデム ケーブルに接続できます。 このようなアダプターの図を次の図に示します。
多くのデバイス (端末やモデムなど) では、内部スイッチ (DIP スイッチ) を介して個々の RS-232-C 回線の状態を制御できることに注意してください。 これらのスイッチは、モデムの異なるモデルで値を変更できます。 したがって、これらを使用するには、モデムのマニュアルを読む必要があります。 たとえば、ヘイズ互換モデムの場合、スイッチ 1 が「オフ」(下) の位置にある場合、これはモデムが DTR 信号をチェックしないことを意味します。その結果、モデムはコンピュータの電源が入っていなくても着信に応答できます。モデムに接続を確立するよう要求しません。 RS-232-C インターフェイスの技術パラメータ 特別な機器を使用せずに長距離にデータを送信すると、電磁界による干渉によりエラーが発生する可能性があります。 そのため、DTR-DTR と DTR-DCE 間の接続ケーブルの長さに制限があります。 RS-232-C パッチ ケーブルの公式の長さ制限は 15,24 メートルです。 ただし、実際には、この距離はさらに大きくなる可能性があります。 それはデータ転送速度に直接依存します。 McNamara (Technical Aspects of Data Communications、Digital Press、1982) によると、次の値が定義されています。
コネクタ ラインの電圧レベルは、論理 15 の場合は -3 ～ -3 ボルト、論理 15 の場合は +3 ～ +3 ボルトです。 -232 ボルトから +XNUMX ボルトまでの間隔は、未定義の値に対応します。 外部デバイスを RS-XNUMX-C インターフェイス コネクタに接続する場合 (ヌル モデムを使用して XNUMX 台のコンピュータを接続する場合も同様)、まずそのコネクタとコンピュータの電源を切り、(アースを接続して) 静電気も除去してください。 そうしないと、非同期アダプターが損傷する可能性があります。 コンピュータのアースと外部デバイスのアースは一緒に接続する必要があります。 出版物: cxem.net
バルク物質の固化
30.04.2024 埋め込み型脳刺激装置
30.04.2024 時間の感覚は何を見ているかによって決まります
29.04.2024
▪ 最強の接着剤 ▪ 思考に疲れた
▪ ストルガツキー・アルカディ・ナタノビッチとボリス・ナタノビッチの記事。 有名な格言 ▪ 記事 なぜフリードリヒ・ニーチェは反ユダヤ主義的見解を持っていると考えられているのですか? 詳細な回答 ▪ 記事技術部門のコンピュータシステムのメンテナンスのためのエンジニア。 仕事内容
ホームページ | 図書館 | 物品 | サイトマップ | サイトレビュー
www.diagram.com.ua |
他の記事も見る セクション 
科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：
このページのすべての言語