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無線電子工学および電気工学の百科事典 RS-232Cインターフェース。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
RS-232Cインターフェイスは、データを送受信する機器（DTE-データ端末機器、またはADF-データ送信機器、DTE-データ端末機器）をデータチャネルの端末機器（DCE、DCE-データ通信機器）に接続するように設計されています。 ）。 ADFの役割は、コンピューター、プリンター、プロッター、およびその他の周辺機器です。 モデムは通常、DCEとして機能します。 接続の最終的な目的は、1つのADFを接続することです。 完全な接続図を図2に示します。 XNUMX; このインターフェイスでは、ヌルモデムケーブルを使用してデバイスを直接接続することにより、DCEデバイスのペアとともにリモート通信チャネルを排除できます（図XNUMX）。
この規格では、インターフェイス制御信号、データ転送、電気インターフェイス、およびコネクタ タイプについて説明しています。 標準では非同期および同期通信モードが提供されていますが、COM ポートは非同期モードのみをサポートしています。 機能的には、RS-232C は CCITT V.24/V.28 および C2 インターフェイスと同等ですが、信号名が異なります。 RS-232C 規格では、シングルエンドのトランスミッタとレシーバについて説明します。信号は共通線、つまり回路グランドを基準にして送信されます (バランス差動信号は、RS-422 などの他のインターフェイスで使用されます)。 このインターフェイスは、デバイスのガルバニック絶縁を提供しません。 データ入力 (RxD 信号) の論理 12 (MARK 状態) は、-3 ～ -3 V の電圧範囲に対応します。 論理ゼロ - +12 ～ +3 V (SPACE 状態)。 制御信号入力の場合、オン状態は +12 ～ +12 V の範囲に対応し、オフ状態は -3 ～ -3 V に対応します。 -3 ～ +3 V の範囲は、受信機のヒステリシスを決定するデッド ゾーンです。回線状態は、しきい値を超えた後にのみ変更されたとみなされます (図 12)。 トランスミッタ出力の信号レベルは、-5 ～ -5 V および +12 ～ +2 V の範囲である必要があります。接続されたデバイスの回路グランド (SG) 間の電位差は XNUMX V 未満である必要があります。電位差が大きくなると、信号が誤って認識される可能性があります。 TTL レベル信号 (UART チップの入力および出力) は、TxD および RxD ラインでは直接コードで送信され、その他すべてでは逆コードで送信されることに注意してください。 接続されたデバイスが両方ともAC電源で駆動され、ラインフィルタを備えている場合、インターフェイスは接続されたデバイスの保護接地接続を想定しています。 警告！
セルフパワーデバイスのインターフェイスケーブルの接続および取り外しは、電源をオフにして行う必要があります。 そうしないと、スイッチング時のデバイスの不均一な電位差が出力または入力（より危険です）インターフェイス回路に印加され、マイクロ回路が損傷する可能性があります。 RS-232C 規格では、使用するコネクタの種類が規定されています。 ADF 機器 (COM ポートを含む) には、DB-25P プラグまたはよりコンパクトなバージョンの DB-9P を取り付けるのが一般的です。 25 ピン コネクタには、同期モードに必要な追加信号用のピンがありません (ほとんどの XNUMX ピン コネクタはこれらのピンを使用しません)。 DB-25SまたはDB-9Sソケットは、AKD機器（モデム）に取り付けられています。 この規則は、AKDコネクタがADFコネクタに直接接続できること、またはピンが9対25で接続された「ストレート」メスおよびオスアダプタケーブルを介して接続できることを前提としています。 アダプタケーブルは、4〜XNUMXピンコネクタのアダプタにすることもできます（図XNUMX）。 ADF 機器がモデムなしで接続されている場合、デバイス コネクタ (プラグ) は、両端にソケットがあり、その接点が図 5 に示す図の XNUMX つに従って、横方向に接続します。 XNUMX.
コンセントが ADF デバイスに取り付けられている場合、モデム接続ケーブルと同様に、直接ケーブルで別のデバイスに接続する必要があることがほぼ 100% あります。 ソケットは通常、モデムを介したリモート接続を持たないデバイスにインストールされます。 表に。 図1は、COMポート（およびその他のADFデータ伝送装置）のピン割り当てを示しています。 DB-25SコネクタのピンはEIA/TIA-232-E規格で定義されており、DB-9SコネクタはEIA/TIA-574規格で定義されています。 モデム（AKD）の回路と接点の名前は同じですが、信号（入出力）の役割が逆になっています。 表 1. RS-232C インターフェイスのコネクタと信号
1 8 ビット マルチカード リボン ケーブル。 2 16 ビット マルチカードおよびマザーボード上のポート用のリボン ケーブル。 3 マザーボード上のリボン ケーブル ポートのオプション。 4ピンコネクタへの幅の広いリボンケーブル。 PC COM ポートの観点から、非同期モードに関連する RS-232C 信号のサブセットを考えてみましょう。 便宜上、COM ポートおよびほとんどのデバイスの説明に採用されている名前ニーモニックを使用します (RS-232 および V.24 のフェイスレス指定とは異なります)。 制御信号のアクティブ状態 (「オン」) と送信データ ビットのゼロ値はインターフェース信号の正の電位 (+3 V 以上) に対応し、「オフ」状態と単位は対応することを思い出してください。ビットは負の電位 (-3 V 未満) に対応します。 インターフェイス信号の目的を表に示します。 2. モデムを COM ポートに接続する場合の制御信号の通常のシーケンスを図に示します。 6. 表2.RS-232Cインターフェース信号の目的
このシーケンスから、ヌルモデムケーブルのDTR-DSRおよびRTS-CTS接続が明確になります。 非同期転送モード 非同期転送モードはバイト指向（文字指向）です。送信される情報の最小単位は7バイト（0文字）です。 バイト送信フォーマットを図8に示します。 5.各バイトの送信は開始ビットで始まり、受信者に送信を開始するように信号を送り、その後にデータビットと場合によってはパリティビットが続きます。 送信間の一時停止を保証するストップビットで送信を終了します。 次のバイトのスタートビットは、ストップビットの後いつでも送信されます。つまり、送信間で任意の期間の一時停止が可能です。 常に厳密に定義された値（論理XNUMX）を持つスタートビットは、受信機を送信機からの信号と同期させるための簡単なメカニズムを提供します。 受信機と送信機は同じボーレートで動作すると想定されています。 受信機の内部クロックジェネレータは、スタートビットが受信されるとゼロにリセットされる基準周波数分周器カウンタを使用します。 このカウンタは内部ストローブを生成し、それによって受信機は後続の受信ビットを修正します。 理想的には、ストロボはビット間隔の中央に配置されているため、受信機と送信機の速度にわずかな不一致があってもデータを受信できます。 明らかに、XNUMXつのデータビット、XNUMXつの制御ビットとXNUMXつのストップビットを送信する場合、データが正しく認識される最大許容レートの不一致はXNUMX％を超えることはできません。 位相歪みと内部同期カウンタの動作の離散性を考慮すると、実際には、より小さな周波数偏移が許容されます。 内部発振器の基準周波数の分周比が小さいほど（送信周波数が高いほど）、ビット間隔の中央にストローブが結合するエラーが大きくなり、周波数の一貫性に対する要件が厳しくなります。 送信周波数が高いほど、受信信号の位相に対するエッジ歪みの影響が大きくなります。 これらの要因の相互作用は、交換周波数の増加に伴い、受信機と送信機の周波数の一貫性に対する要件の増加につながります。
非同期送信形式により、送信エラーの可能性を検出できます。 非同期送信形式により、送信エラーの可能性を検出できます。
非同期モードでは、多くの標準為替レートが採用されています。 測定単位「bps」の代わりに「ボー」（ボー）が使用されることがありますが、バイナリ送信信号を考慮すると、これは正しくありません。 ボーでは、回線状態の変化の頻度を測定するのが通例であり、非バイナリ コーディング方法 (最近のモデムで広く使用されている) では、通信チャネルのビット レート (bps) と信号変化 (ボー) が異なる場合があります。回。 データ ビット数は、5、6、7、または 8 にすることができます (5 ビットおよび 6 ビット形式は広く使用されていません)。 ストップ ビットの数は、1、1,5、または 2 にすることができます (「XNUMX ビット」は、ストップ インターバルの期間のみを意味します)。 データフロー制御 データの流れを制御する (フロー制御) には、ハードウェアとソフトウェアの XNUMX つのプロトコル オプションを使用できます。 フロー制御は、ハンドシェイクと混同されることがあります。 ハンドシェイクには、要素が受信されたという通知の送信が含まれますが、フロー制御には、後でデータを受信する可能性または不可能性に関する通知の送信が含まれます。 多くの場合、フロー制御はハンドシェーク メカニズムに基づいています。 ハードウェア フロー制御プロトコル RTS/CTS (ハードウェア フロー制御) は CTS 信号を使用します。これにより、受信側がデータを受信する準備ができていない場合にデータの転送を停止できます (図 8)。 トランスミッタは、CTS ラインがオンの場合にのみ次のバイトを「解放」します。 すでに送信が開始されているバイトは、CTS 信号によって遅延されることはありません (これにより、メッセージの完全性が保証されます)。 ハードウェア プロトコルは、レシーバーの状態に対するトランスミッターの最速の応答を提供します。 非同期トランシーバーのチップには、受信部分に少なくとも XNUMX つのレジスタがあります。次のメッセージを受信するためのシフトと、受信したバイトが読み取られるストレージです。 これにより、データを失うことなく、ハードウェア プロトコルを使用して交換を実装できます。
ハードウェアプロトコルは、プリンタとプロッタがサポートされている場合、それらを接続するときに使用すると便利です。 XNUMX台のコンピューターを直接（モデムなしで）接続する場合、ハードウェアプロトコルにはRTS-CTS回線の相互接続が必要です。 直接接続の場合、送信端末は CTS 回線上で「オン」状態を提供する必要があります (独自の RTS - CTS 回線を接続することによって)。そうしないと、送信機は「無音」になります。 IBM PCで使用される8250/16450/16550トランシーバーは、ハードウェアでCTS信号を処理せず、MSRレジスターにその状態を表示するだけです。 RTS/CTSプロトコルの実装はBIOSInt14hドライバーに割り当てられており、「ハードウェア」と呼ぶのは完全には正しくありません。 COMポートを使用するプログラムがレジスタレベルで（BIOSを介さずに）UARTと対話する場合、このプロトコル自体をサポートするためにCTS信号の処理を処理します。 多くの通信プログラムでは、CTS信号を無視でき（モデムが使用されていない場合）、CTS入力を独自のRTS信号の出力に接続する必要はありません。 ただし、CTS信号がハードウェアによって処理される他のトランシーバー（たとえば、8251）があります。 それらの場合、および「正直な」プログラムの場合、コネクタ（およびケーブル）でのCTS信号の使用は必須です。 XON/XOFF フロー制御ソフトウェア プロトコルは、双方向データ チャネルの存在を前提としています。 プロトコルは次のように機能します。データを受信するデバイスが受信できない理由を検出すると、リバース シリアル チャネルを介して XOFF (13h) バイト文字を送信します。 このキャラクタを受信した相手機器は、送信を中断します。 受信側デバイスは、再度データを受信できる状態になると、XON キャラクタ (11h) を送信します。これを受信すると、相手側デバイスは送信を再開します。 受信機の状態の変化に対する送信機の応答時間は、ハードウェア プロトコルと比較して、少なくとも文字 (XON または XOFF) を送信する時間と、文字を受信する送信機プログラムの応答時間 (図 9)。 このことから、ロスレス データは、追加の受信データ バッファーを持ち、事前に利用できないことを通知する (バッファーに空きスペースがある) 受信機によってのみ受信できるということになります。
ソフトウェア プロトコルの利点は、インターフェイス制御信号を送信する必要がないことです。双方向交換用の最小ケーブルは 3 本のワイヤしか使用できません (図 5、a を参照)。 バッファの必須の存在と長い応答時間 (XON 信号の待機によるチャネルの全体的なパフォーマンスの低下) に加えて、欠点は、全二重交換モードの実装の複雑さです。 この場合、受信したデータのストリームからフロー制御文字を抽出 (および処理) する必要があるため、送信される文字のセットが制限されます。 PUとOSの両方でサポートされているこれらXNUMXつの一般的な標準プロトコルに加えて、他のプロトコルもあります。 出版物: cxem.net
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