Ce este un port serial. Port COM. Cablaj, pinout și circuit

Un computer personal modern nu ar fi câștigat niciodată o popularitate atât de enormă dacă ar îndeplini doar funcții de calcul. PC-ul actual este dispozitiv multifuncțional, cu ajutorul căruia utilizatorul poate nu numai să efectueze calcule, ci și să efectueze o mulțime de lucruri diferite: tipărirea textului, controlul dispozitivelor externe, comunicarea cu alți utilizatori folosind retele de calculatoare etc. Toată această funcționalitate uriașă este realizată folosind dispozitive suplimentare– periferice care se conectează la un computer personal prin conectori speciali numiți porturi.

Porturi pentru computere personale

Port – dispozitiv electronic, realizat direct pe placa de bază a PC-ului sau pe carduri suplimentare instalate într-un computer personal. Porturile au un conector unic de conectare dispozitive externe– periferie. Sunt destinate schimbului de date între un PC și dispozitive externe (imprimante, modemuri, camere digitale etc.). Destul de des, în literatură puteți găsi un alt nume pentru porturi - interfețe.

Toate porturile pot fi împărțite în două grupuri:

• Extern- pentru conectarea dispozitivelor externe (imprimante, scanere, plottere, dispozitive video, modemuri etc.);
• Intern- pentru conectare dispozitive interne(hard disk-uri, plăci de expansiune).

Porturi externe ale unui computer personal

1. PS/2- port pentru conectarea unei tastaturi;
2. PS/2- port pentru conectarea unui mouse;
3. Ethernet- port de conectare retea localaȘi dispozitive de rețea(routere, modemuri etc.);
4. USB- port pentru conectarea dispozitivelor periferia exterioară(imprimante, scanere, smartphone-uri etc.);
5. LPT - port paralel. Servește pentru a conecta modele învechite de imprimante, scanere și plotere;
6. COM - port serial RS232. Folosit pentru a conecta dispozitive precum modemuri dial-up și imprimante vechi. Acum depășit, practic nefolosit;
7. MIDI- port de conectare console de jocuri, tastaturi midi, instrumente muzicale cu aceeași interfață. ÎN În ultima vreme aproape înlocuit cu un port USB;
8. Intrare audio - intrare analogică Pentru ieșire de linie dispozitive de sunet(casetofone, playere etc.);
9. Ieșire audio- iesire analogica semnal sonor(căști, difuzoare etc.);
10. Microfon- iesire microfon pentru conectarea unui microfon;
11. SVGA- port pentru conectarea dispozitivelor de afișare video: monitoare, LED moderne, LCD și panouri cu plasmă(acest tip de conector este învechit);
12. VID Out- portul este folosit pentru ieșirea și intrarea semnalelor video de joasă frecvență;
13. DVI- un port pentru conectarea dispozitivelor de afișare video, mai modern decât SVGA.

Port serial (port COM)

Unul dintre cele mai vechi porturi instalate pe computere de mai bine de 20 de ani. Îl poți găsi destul de des în literatură nume clasic – RS232. Schimbul de date folosindu-l are loc în modul serial, adică liniile de transmisie și recepție sunt pe un bit. Astfel, informațiile care sunt transmise de la un computer la un dispozitiv sau invers sunt împărțite în biți care se succed secvențial.

Viteza de transfer de date furnizată de acest port nu este mare și are un interval standardizat: 50, 100, 150, 300, 1200, 2400, 4800, 9600, 14400, 38400, 57600, 115200 Kbps.

Un port serial a fost folosit pentru a conecta astfel de dispozitive „încete” la un computer, cum ar fi primele imprimante și plotere, modemuri dial-up, șoareci și chiar pentru a comunica între computere. Indiferent cât de mică ar fi viteza, pentru a conecta dispozitivele între ele, erau necesare doar trei fire - protocolul de schimb de date era atât de simplu. Este clar că pentru o muncă cu drepturi depline era necesar cantitate mare conductoare în cablu.

Astăzi, portul serial practic nu mai este folosit și este complet înlocuit de „fratele” său mai tânăr, dar și mai rapid - port USB. Trebuie remarcat, însă, că unii producători încă își echipează plăcile de bază cu un port COM. Cu toate acestea, numele în sine - „port serial” este încă folosit de dezvoltatorii de software. De exemplu, dispozitive Bluetooth, porturi celulare adesea prezentat tocmai ca un „port serial”. Acest lucru poate fi puțin confuz, dar acest lucru se face pentru că transferă și date în serie, dar cu o viteză mai mare.

Dacă dintr-un anumit motiv este posibil să aveți nevoie de un port COM, dar PC-ul dvs. nu are unul, atunci în acest scop puteți utiliza un adaptor care se conectează la un port USB modern, care este disponibil pe toate computerele moderne și, pe de altă parte, un astfel de adaptor are conector pentru port serial. Există, totuși, o limitare: dacă software-ul a accesat direct hardware-ul unui port COM real, atunci nu va funcționa cu un astfel de adaptor. În acest caz, trebuie să cumpărați taxa speciala, care este instalat în interiorul computerului dvs.

Din punct de vedere structural, portul serial al PC-ului are un conector tată (cu pini proeminenti):

Astăzi, conectorul portului serial cu 25 de pini practic a ieșit din uz și nu a fost instalat pe un PC de câțiva ani. Dacă producătorul oferă plăcii de bază un port COM, atunci acesta este un conector DB9 cu 9 pini.

Este o interfață pentru conectarea dispozitivelor precum imprimante, scanere și plotere.

Vă permite să transmiteți simultan 8 biți de date, deși într-o singură direcție - de la computer la periferie. În plus, are 4 biți de control (ca și în cazul biților de date, biții de control sunt transferați de pe computer pe dispozitivul extern) și 4 biți de stare (acești biți pot fi „citiți” de computer de pe dispozitiv).

ÎN anul trecut, Portul LPT a fost îmbunătățit și a devenit bidirecțional, adică a devenit posibil să se transmită biți de date prin el în ambele direcții. Astăzi este învechit și practic nu este folosit, deși producătorii de plăci de bază încă îl includ în compoziția sa.

Entuziaștii și radioamatorii folosesc adesea acest port pentru a controla orice dispozitive non-standard (meșteșuguri etc.).

interfață USB

USB- aceasta este o abreviere Numele complet port – magistrală serială universală („universal serial bus”).

Este unul dintre cele mai utilizate porturi pe un computer personal astăzi. Și aceasta nu este o coincidență - el specificațiiși ușurința în utilizare sunt cu adevărat impresionante.

Viteza de schimb de date pentru interfața USB 2.0 poate ajunge la 480 Mbit/s, iar pentru interfața USB3.0 – până la 5 Gbit/s (!).

În plus, toate versiunile acestei interfețe sunt compatibile între ele. Adică, un dispozitiv care utilizează interfața 2.0 poate fi conectat port USB 3.0 (în acest caz, portul va reduce automat viteza la valoarea dorită). În consecință, un dispozitiv care utilizează un port USB 3.0 poate fi conectat la un port USB 2.0. Singura condiție este dacă funcționarea normală necesită o viteză mai mare decât cea maximă Viteza USB 2.0 atunci functionare normala dispozitiv periferic nu va fi posibil în acest caz.

În plus, popularitatea acestui port se datorează și faptului că dezvoltatorii au inclus în el unul foarte caracteristică utilă – acest port poate servi ca sursă de alimentare, pentru un dispozitiv extern conectat la acesta. În acest caz, nu este necesară conectarea la o unitate suplimentară reteaua electrica, ceea ce este foarte convenabil.

Pentru versiunea cu port USB 2.0, consumul maxim de curent poate ajunge la 0,5A, iar pentru versiunea USB3.0 – 0,9A. Nu se recomandă depășirea valorilor specificate, deoarece aceasta va duce la defecțiunea interfeței.

Dezvoltatorii modernului dispozitive digitale, străduiți-vă întotdeauna să minimizați. Prin urmare, structural, acest port poate avea, pe lângă un conector standard, și o mini-versiune pentru dispozitive miniaturale - mini-USB. Nici unul diferențe fundamentale de la un port USB standard, cu excepția designului în sine conector mini-USB nu are.

Aproape totul aparate moderne au un port USB pentru conectarea la un PC. Ușurință de instalare - dispozitivul conectat este recunoscut de sistemul de operare aproape imediat după conectare, făcând posibilă utilizarea unui astfel de port fără cunoștințe speciale de „calculator”. Imprimante, scanere, camere digitale, smartphone-uri și tablete, unități externe - aceasta este doar o mică listă echipament periferic, care utilizează în prezent această interfață. Un principiu simplu - „plug and play” a făcut din acest port cu adevărat un bestseller printre toate interfețele de computere personale disponibile în prezent.

Port Fire-Wire (Alte nume - IEEE1394, i-Link)

Acest tip de interfață a apărut relativ recent - din 1995. Este un autobuz serial de mare viteză. Ratele de transfer de date pot ajunge până la 400 Mbit/s în standardul IEEE 1394 și IEEE 1394a, 800 Mbit/s și 1600 Mbit/s în standardul IEEE1394b.

Această interfață a fost concepută inițial ca un port pentru conectare unități interne (tip SATA), Dar politica de licențiere Măr- unul dintre dezvoltatorii acestui standard a cerut plata pentru fiecare cip de controler. Prin urmare, doar astăzi un numar mare de dispozitivele digitale (unele modele de camere și camere video) sunt echipate cu acest tip de interfață. Acest tip de port nu s-a răspândit niciodată.

Importanța acestei interfețe cu greu poate fi supraestimată, de regulă, este ceea ce este folosit pentru a conecta un computer personal la o rețea locală sau pentru a accesa Internetul în majoritatea cazurilor. Aproape toate PC-urile, laptopurile și netbook-urile moderne sunt echipate cu un port Ethernet încorporat în placa de bază. Acest lucru este ușor de verificat dacă inspectați conectorii externi.

Pentru conectarea dispozitivelor externe se folosește unul special, care are conectori identici la ambele capete. conectori – RJ-45, care conține opt contacte.

Cablul este simetric, prin urmare, ordinea în care sunt conectate dispozitivele nu contează - orice dispozitiv la alegere poate fi conectat la oricare dintre conectorii de cablu identici - un PC, router, modem etc. Este marcat cu abrevierea - UTP, denumirea comună - " pereche răsucită» . În cele mai multe cazuri, atât pentru casă cât și pentru uz de birou utilizați cablul de categoria a cincea marca UTP-5 sau UTP-5E.

Viteza datelor transferate printr-o conexiune Ethernet depinde de capabilități tehnice port și este de 10 Mbit/s, 100 Mbit/s și 1000 Mbit/s. Ar trebui să se înțeleagă că asta debitului este teoretic și că în rețelele reale este oarecum mai scăzut datorită particularităților protocolului de transfer de date Ethernet.

De asemenea, ar trebui să rețineți că nu toți producătorii instalează cipuri de mare viteză în controlerele lor Ethernet, deoarece acestea sunt foarte scumpe. Aceasta duce la faptul că, în practică, viteza reala transmiterea datelor este semnificativ mai mică decât cea indicată pe ambalaj sau în caietul de sarcini. De regulă, aproape toate cardurile Ethernet sunt compatibile între ele și de sus în jos. Adică modelele mai noi care au capacitatea de a se conecta la viteze de 1000 Mbit/s (1 Gbit/s) vor funcționa fără probleme cu modelele mai vechi la viteze de 10 și 100 Mbit/s.

Pentru a monitoriza vizual integritatea conexiunii, portul Ethernet are Indicatori Link și Act. Indicator de legătură- se aprinde verde când conexiunea fizică este corectă și funcționează, adică cablul dintre dispozitive este conectat, este intact, porturile funcționează. Al doilea indicator Act („activitate”) este de obicei portocaliu și clipește în timp ce transmiteți sau primiți date.

Porturile interne ale unui computer personal

După cum am menționat mai sus, porturile interne sunt proiectate pentru conectarea perifericelor, cum ar fi hard disk-urile. hard disk-uri, CD și DVD-ROM, „cititoare de carduri”, COM suplimentarȘi porturi USB etc. Porturile interne sunt situate fie pe placa de bază, fie pe plăci de expansiune suplimentare instalate în magistrala de sistem.

O interfață acum învechită pentru conectarea modelelor mai vechi de hard disk („hard disk”, HDD). După crearea interfeței SATA, aceasta a fost numită interfață PATA, sau pe scurt ATA. PATA – ParallelAdvanced Technology Attachment. Această interfață paralelă de transfer de date pentru conectarea unităților a fost dezvoltată la mijlocul anului 1986 de acum faimoasa companie WesternDigital.

În funcție de producător, placa de bază poate conține de la unul până la patru canale IDE. Producătorii moderni, de regulă, lasă un singur port IDE pentru compatibilitate, iar recent a fost exclus și de pe placa de bază, fiind complet înlocuit cu modernul interfata SATA.

Rata de transfer de date în ultima versiune Interfața EnhancedIDE poate ajunge la - 150 Mbit/s. Dispozitivele sunt conectate folosind un cablu IDE cu 40 sau 80 de nuclee pentru tipul de interfață vechi sau nou, respectiv.

De obicei, puteți conecta până la două dispozitive simultan la un port IDE folosind un singur cablu. În acest caz, utilizând jumperi pe unități care determină „vechimea” dispozitivelor care funcționează în perechi, se selectează modul de funcționare - pe un dispozitiv - "maestru", iar pentru celălalt „subordonat” (sclav).

Puteți conecta fie același tip de dispozitiv, de exemplu, două hard disk-uri sau două DVD-ROM-uri, fie dispozitive diferite în orice combinație - DVD-ROM și HDD sau CD-ROM și DVD-ROM. Conectorul pentru conectare nu contează, trebuie doar să acordați atenție faptului că cei doi conectori pentru conectarea perifericelor sunt deplasați pentru comoditate la unul dintre capetele cablului.

De asemenea, ar trebui să rețineți că prin conectarea unui dispozitiv „rapid” proiectat pentru un cablu cu 80 de fire folosind un cablu vechi de 40 de fire, veți reduce foarte mult viteza de schimb. În plus, dacă unul dintre dispozitivele din pereche are o interfață ATA veche (lentă), atunci viteza de transfer de date în acest caz va fi determinată tocmai de viteza acestui dispozitiv.

Dacă există două porturi IDE și două unități în interiorul computerului, pentru a crește viteza de schimb de date, trebuie să conectați fiecare unitate la un port IDE separat.

Această interfață este o dezvoltare a predecesorului său interfata IDE, cu singura diferență că, spre deosebire de „prietenul său mai vechi”, nu este o interfață paralelă, ci serială. SATA – SerialATA.

Din punct de vedere structural, are doar șapte conductori pentru funcționarea sa și o zonă mult mai mică atât a conectorului în sine, cât și a cablului de conectare.

Viteza de transfer de date a acestei interfețe este semnificativ mai mare decât IDE-ul învechit și, în funcție de versiunea SATA, este:

1. SATARev. 1.0 – până la 1.5 Gbit/s;
2. SATARev. 2.0 – până la 3 Gbit/s;
3. SATARev. 3.0 – până la 6 Gbit/sec.

La fel ca interfața IDE, cablul pentru conectarea dispozitivelor este „universal” - conectorii sunt aceiași pe ambele părți, dar spre deosebire de „fratele său”, acum puteți conecta doar un dispozitiv la un port SATA folosind un cablu SATA.

Dar nu este deloc necesar să fii supărat din cauza asta. Producătorii s-au asigurat că numărul de porturi este suficient pentru o mare varietate de aplicații, instalând până la 8 porturi SATA pe o singură placă de bază. Al treilea conector de port SATA de revizuire este de obicei roșu aprins.

Porturi suplimentare

Majoritatea plăcilor de bază sunt echipate de producători cu un număr suplimentar de porturi USB și, uneori, cu un alt port COM suplimentar.

Acest lucru se face pentru confortul utilizatorului. Majoritate cladiri moderne PC-urile desktop au conectori USB instalați pe panoul frontal pentru o conexiune confortabilă unități externe. În acest caz, nu trebuie să ajungeți la peretele din spate unitate de sistemși „intra” în conectorul USB, la care este conectat panoul din spate.

Acest conector se află pe panoul frontal și se conectează la un port USB suplimentar instalat pe placa de baza. Printre altele, interfețele USB situate pe panoul din spate pot pur și simplu să nu fie suficiente, din cauza numărului mare de dispozitive periferice, în acest caz puteți achiziționa bar suplimentar cu conectori USB și conectați-le la porturi suplimentare.

Toate cele de mai sus se aplică și altor porturi instalate pe placa de bază. De exemplu, un port serial COM sau FireWireIEEE1394 pur și simplu nu poate fi afișat pe panoul din spate al unui computer personal, dar este încă prezent pe placa de bază. În acest caz, este suficient să cumpărați cablul corespunzător și să îl scoateți.

Ar fi incorect din punct de vedere tehnic să apelăm porturi acestor conectori, deși metoda de conectare a cardurilor suplimentare la ele este încă oarecum similară cu alte porturi convenționale. Principiul este același - conectați-l și porniți-l. În cele mai multe cazuri, sistemul va găsi dispozitivul în sine și va solicita (sau va instala automat) drivere pentru acesta.

În astfel de anvelope, de exemplu, extern placă grafică, placă de sunet, modem intern, placă de intrare video și alte plăci de expansiune suplimentare care permit computerului să-și extindă funcțiile și capacitățile.

Autobuzele PCI și PCIe sunt incompatibile între ele, așa că înainte de a cumpăra o placă de expansiune, trebuie să clarificați care magistralele de sistem instalat pe placa de bază a PC-ului dvs.

PCIex 1 și PCIex 16 sunt implementări moderne ale celor mai vechi Autobuze PCI dezvoltat în 1991. Dar, spre deosebire de predecesorul său, este o magistrală serială și, în plus, toate magistralele PCIe sunt conectate într-o topologie stea, în timp ce vechea magistrală PCI era conectată în paralel. În plus, noua anvelopă are următoarele avantaje:

1. Posibilitatea de înlocuire la cald a plăcilor;
2. Lățimea de bandă are parametri garantați;
3. Controlul integrității datelor în timpul recepției și transmiterii;
4. Consum de energie controlat.

Anvelopele variază PCI Express numărul de conductori conectați la slot, prin care se fac schimb de date dispozitivul instalat(PCIex 1, PCIex2, PCIex 4, PCIex 8, PCIex 16, PCIex 32). Viteza maxima transferul de date poate ajunge la - 16 Gbit/sec.

Port serial (port serial, port serial sau Port COM-, port de comunicații)- Acest Interfață serială cu dublă direcție.

De ce se numește portul serial? Pentru că toate informațiile de pe acest port sunt transmise în pași egali cu un bit. Transferă datele bit cu bit, spre deosebire de un port paralel.

În ciuda faptului că alte interfețe, cum ar fi Ethernet, FireWire și USB, utilizează schimbul de date în serie, numele „port serial” este atribuit unui port care are un standard RS-232C.

Acest port, în comparație cu alte tehnologii „seriale”, are trăsătură distinctivă: Nu are nicio cerință de sincronizare între 2 octeți. Cerințele de sincronizare există doar între biții unui singur octet. Reciproca timpului de pauză dintre biții unui octet se numește „rată de transmisie” (viteză de transmisie). În plus, în această tehnologie nu există un „pachet”. Alte tehnologii de transfer de date „serial” (X.25, USB sau Ethernet) folosesc „pachete” și au, de asemenea, cerințe stricte de sincronizare între biții dintr-un pachet.

În ceea ce privește protocoalele de comunicație cu echipamentele industriale, există cerințe stricte de sincronizare între octeții portului serial. Implementare în multitasking sisteme de operare cu suport slab în timp real pentru aceste protocoale, este foarte dificil. Aceste sisteme includ Windows. De aceea, MS-DOS sau o versiune mai veche este adesea folosită pentru a lucra cu aceste protocoale. software.

Cel mai comun standard pentru un port serial este RS-232C. Anterior, portul serial era folosit pentru a conecta un terminal, ulterior a fost folosit pentru a conecta un modem sau mouse. În prezent este folosit ca mijloc de conectare la surse sursă de alimentare neîntreruptibilă, și, de asemenea, ca mijloc de comunicare cu hardware de dezvoltare încorporat sisteme de calcul, receptoare prin satelit, case de marcat și dispozitive de sistem de securitate.

Datorită portului COM, devine posibilă conectarea a două PC-uri între ele folosind așa-numitul „cablu de modem nul”. Aceasta metoda a fost folosit încă de pe vremea MS-DOS în scopul transferului de fișiere de la un computer la altul. Pe sistemele UNIX a fost folosit pentru acces la terminal la o altă mașină și în sălile de operație sisteme Windows- pentru un depanator la nivel de kernel.

Portul serial, destul de popular la un moment dat pe computerele compatibile cu IBM, este acum învechit. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că este încă des folosit în echipamente industriale și înalt specializate, precum și pe unele calculatoare moderne. Portul serial este preemptat în mod activ interfață USBși FireWire.

Cu toate acestea, există standarde speciale pentru emularea portului serial prin USB și prin Bluetooth. Apropo, este interesant, dar tehnologia Bluetooth a fost concepută de dezvoltatori ca versiune wireless port serial. Emularea portului software este încă utilizată pe scară largă astăzi. Astfel, aproape toate telefoanele mobile de astăzi emulează un port COM și un modem în interiorul lor pentru a implementa tethering (accesul computerului la Internet prin GPRS/EGDE/3G). Dar direct pentru conexiune fizică Tehnologia USB, Bluetooth sau Wi-Fi este utilizată pentru computer.

În plus, emularea portului serial software este posibilă pentru utilizatorii invitați virtuali. Aparatele VMWareȘi Microsoft Hyper-V. Scopul principal al acestei proceduri este conectarea nivelului de depanare Kernel-urile Windows către clientul invitat.

Avantajele unui port COM

Principalul avantaj al acestei tehnologii este ușurința sa de conectare.

Dezavantajele portului COM

Principalele dezavantaje ale acestui port sunt sale viteza mica, dimensiuni mari conectori, precum și cerințe ridicate la timpul de răspuns al sistemului de operare. De asemenea, în acest standard există un număr mare de întreruperi (o întrerupere la fiecare 8 octeți).

Conectori

Cei mai obișnuiți conectori standard sunt cu 9 pini și 25 pini (DB-9 și, respectiv, DB-25), care au fost standardizați în 1969. Aceștia sunt conectori în formă de D. Pe lângă acestea, s-au folosit și altele, dar din aceeași familie: DB-31 și DIN-8 rotund cu opt pini.

Viteza maximă de transmisie (în versiunea normală) atinge 115.200 baud.

Echipamente

Conectorul are următoarele contacte:

• DTR(Terminal de date gata) - ieșire către PC, intrare - către modem. Responsabil pentru pregătirea computerului pentru a lucra cu modemul. Resetarea provoacă o repornire aproape completă a modemului. În cazul unui mouse, acest fir este folosit pentru a furniza energie.
• DSR(Setul de date gata) - intrare la PC, ieșire - la modem. Responsabil pentru pregătirea modemului. Dacă linia este zero, atunci pe unele sisteme de operare este imposibil să deschideți portul ca fișier.
• RxD(Receive Data) - intrare la PC, ieșire - la modem. Indică fluxul de date care intră în computer.
• TxD(Transmite date) - ieșire la PC, intrare - la modem. Indică fluxul de date care provin de la PC.
• CTS(Clear to Send) - intrare la PC, ieșire - la modem. Computerul trebuie să întrerupă procesul de transfer de date până când acest fir este setat la unu. Folosit în protocolul de control al fluxului hardware pentru a preveni supraîncărcarea modemului.
• RTS(Solicitare de trimitere) - ieșire către PC, intrare - către modem. Modemul trebuie să întrerupă procesul de transfer de date până când firul este setat la unu. Folosit în protocolul de control al fluxului hardware pentru a preveni overflow hardware/driver.
• DCD(Carrier Detect) - intrare la PC, ieșire - la modem. După stabilirea unei conexiuni cu modemul de pe cealaltă parte, acesta este ridicat la unu, resetat la zero dacă conexiunea este pierdută. Hardware-ul PC-ului poate genera o întrerupere dacă are loc un astfel de eveniment.
• R.I.(Indicator Ring) - intrare la PC, ieșire - la modem. După determinarea semnalului de apel apel telefonic, este ridicat de modem la unu. Hardware-ul PC-ului poate genera o întrerupere dacă are loc un astfel de eveniment.
• S.G.(Signal Ground) - firul de semnal comun al portului. Important:terenul nu este comun. De obicei, firul este izolat de carcasa PC sau modem.

ÎN cablu modem nul sunt utilizate două perechi încrucișate: TXD/RXD și RTS/CTS.

UART 16550- echipament portuar standard. Astăzi este inclus în cipul SuperIO de pe placa de bază. Încă din zilele IBM PC, acesta a fost echipat cu o coadă de octeți hardware. Reduce semnificativ numărul de întreruperi care apar.

). În ciuda faptului că unele interfețe de computer (de exemplu, Ethernet, FireWire și USB) folosesc și o metodă serială de schimb de informații, numele „port serial” este atribuit portului standard RS-232.

YouTube enciclopedic

• 1 / 5

  Cel mai frecvent pentru portul serial calculatoare personale Este utilizat standardul RS-232C. Anterior, portul serial era folosit pentru a conecta un terminal, ulterior pentru un modem sau mouse. Acum este folosit pentru a se conecta la hardware pentru dezvoltarea sistemelor de calcul încorporate, receptoare de satelit, case de marcat, sisteme de securitate și multe alte dispozitive.

  Folosind un port COM, puteți conecta două computere folosind așa-numitul „cablu de modem nul” (vezi mai jos). A fost folosit încă de pe vremea MS-DOS pentru a transfera fișiere de la un computer la altul, în UNIX pentru accesul terminalului la o altă mașină și în Windows (chiar și cele moderne) pentru un depanator la nivel de kernel.

  Avantajul tehnologiei este simplitatea extremă a echipamentului. Dezavantajul este viteza redusă, dimensiunea mare a conectorilor, precum și cerințele adesea mari pentru timpul de răspuns al sistemului de operare și al driverului și un număr mare de întreruperi (una pe jumătate din coada hardware, adică 8 octeți).

  Conectori

  Pe plăcile de bază de la producători de top (de exemplu, Intel) sau sisteme gata făcute(de exemplu, IBM, Hewlett-Packard, Fujitsu Siemens Computers) următorul simbol este utilizat pentru portul serial:

  Cei mai des utilizați conectori în formă de D, standardizați în 1969, sunt cu 9 și 25 de pini (DE-9 și, respectiv, DB-25). Anterior, s-au folosit și DA-31 și DIN-8 rotund cu opt pini. Viteza maximă de transmisie în versiunea normală a portului este de 115.200 baud.

  Relevanţă

  Există standarde pentru emularea unui port serial prin USB și prin Bluetooth (această tehnologie a fost concepută în mare parte ca un „port serial fără fir”).

  Cu toate acestea, emularea software a acestui port este încă utilizată pe scară largă astăzi. De exemplu, aproape toate telefoanele mobile emulează un port COM și un modem clasic în interiorul lor pentru a implementa tethering - acces computer la Internet prin echipamentul GPRS/EDGE/3G al telefonului. În acest caz, USB, Bluetooth sau Wi-Fi sunt folosite pentru conexiunea fizică la computer.

  De asemenea, emularea software a acestui port este oferită „oaspeților” mașini virtuale VMWare și Microsoft Hyper-V, scopul principal este de a conecta depanatorul Windows la nivel de kernel la „oaspete”.

  Sub forma unui UART, care diferă în niveluri de tensiune și absența semnalelor suplimentare, este prezent în aproape toate microcontrolerele, cu excepția celor foarte mici, SoC, plăci de dezvoltator și este prezent și pe plăcile majorității dispozitivelor, dar conectorul nu este amplasat pe carcasă. Această popularitate se datorează simplității acestei interfețe, atât din punct de vedere fizic, cât și ușurinței de acces la port din software în comparație cu alte interfețe.

  Echipamente

  Conectorul are contacte:

  DTR (Data Terminal Ready - pregătirea pentru a primi date) - ieșire pe computer, intrare pe modem. Indică faptul că computerul este pregătit să utilizeze modemul. Resetarea acestei linii determină o repornire aproape completă a modemului în stare originala, inclusiv închiderea (unele registre de control supraviețuiesc unei astfel de resetari). Pe UNIX, acest lucru se întâmplă atunci când toate aplicațiile au fișiere închise pe driverul portului serial. Mouse-ul folosește acest fir pentru a primi energie.

  DSR (Data Set Ready - pregătire pentru transferul de date) - intrare pe computer, ieșire pe modem. Indică faptul că modemul este gata. Dacă această linie este la zero, atunci în unele sisteme de operare devine imposibil să deschideți portul ca fișier.

  RxD (Receive Data) - intrare pe computer, ieșire pe modem. Un flux de date care intră într-un computer.

  TxD (Transmit Data - transfer de date) - ieșire pe computer, intrare pe modem. Un flux de date care vine de la un computer.

  CTS (Clear to Send - Readiness to send) - intrare pe computer, ieșire pe modem. Computerul trebuie să suspende transmisia de date până când acest fir este setat la unu. Folosit în protocolul de control al fluxului hardware pentru a preveni supraîncărcarea modemului.

  RTS (Request to Send - cerere de trimitere) - ieșire pe computer, intrare pe modem. Modemul trebuie să suspende transmisia de date până când acest fir este setat la unu. Folosit în protocolul de control al fluxului hardware pentru a preveni depășirile de hardware și driver.

  DCD (Carrier Detect - prezența purtătorului) - intrare pe computer, ieșire pe modem. Setați la unu de către modem după stabilirea unei conexiuni cu modemul de pe cealaltă parte, resetați la zero când conexiunea este întreruptă. Hardware-ul computerului poate emite o întrerupere atunci când are loc un astfel de eveniment.

  RI (Ring Indicator - semnal de apel) - intrare pe computer, ieșire pe modem. Setați de modem la unul după detectarea semnalului de apel al unui apel telefonic. Hardware-ul computerului poate emite o întrerupere atunci când are loc un astfel de eveniment.

  SG (Signal Ground) - firul de semnal comun al portului, nu este teren comun, de regulă, izolat de carcasa computerului sau modem.

  Un cablu de modem nul folosește două perechi încrucișate: TXD/RXD și RTS/CTS.

  Inițial, la IBM PC și IBM PC/XT, echipamentul portului a fost construit pe cipul UART 8250 de la National Semiconductor, apoi cipul a fost înlocuit cu 16450, software compatibil cu cele anterioare, dar care permitea viteze de până la 115.200 biți pe în al doilea rând, apoi a apărut cipul 16550, care conținea un tampon de date FIFO bidirecțional pentru a reduce sarcina controlerului de întrerupere. În prezent, este inclus în cipul SuperIO de pe placa de bază împreună cu o serie de alte dispozitive.

  Recent, metoda serială de transmitere a datelor a înlocuit-o pe cea paralelă.
  Nu trebuie să cauți departe pentru exemple: apariția Autobuz USBși SATA vorbește de la sine.
  Într-adevăr, deoarece o magistrală paralelă este greu de scalat (lungește cablul, crește frecvența ceasului magistralei), nu este surprinzător că tehnologiile întorc spatele magistralelor paralele.

  Interfețe seriale

  Astăzi există o mulțime de interfețe seriale de transfer de date.
  Pe lângă USB și SATA deja menționate, puteți reaminti și cel puțin două standarde cunoscute RS-232 și MIDI (cunoscute și sub numele de GamePort).
  Ceea ce au toate în comun este transmisia secvenţială a fiecărui bit de informaţie sau interfaţa serială.
  Există o mulțime de avantaje ale unor astfel de interfețe, iar cel mai important dintre ele este un număr mic de fire de conectare și, prin urmare, un preț mai mic.

  Transfer de date

  Transmiterea datelor în serie poate fi implementată în două moduri: asincron și sincron.

  Transmiterea sincronă a datelor implică sincronizarea funcționării receptorului și emițătorului prin includerea informațiilor despre ceas semnal transmis sau prin utilizarea unei linii speciale de sincronizare.
  Receptorul și transmițătorul trebuie conectate printr-un cablu special de sincronizare, care să asigure funcționarea dispozitivelor la aceeași frecvență.

  Transmisia asincronă implică utilizarea de biți speciali care marchează începutul și sfârșitul datelor - un bit de început (zero logic) și un bit de oprire (cel logic).
  De asemenea, este posibil să se utilizeze un bit de paritate special, care determină dacă numărul de biți unu care trebuie transmis este par sau impar (în funcție de convenția adoptată).
  La capătul de recepție, acest bit este analizat, iar dacă bitul de paritate nu corespunde numărului de biți unu, atunci pachetul de date este trimis din nou.

  Este de remarcat faptul că o astfel de verificare vă permite să detectați o eroare numai dacă un singur bit a fost transmis incorect, dacă mai mulți biți au fost transmis incorect, această verificare devine incorectă.
  Expedierea următorului pachet de date poate avea loc în orice moment după trimiterea bitului de oprire și, desigur, trebuie să înceapă cu bitul de pornire.
  Nu pot înțelege nimic?

  Ei bine, dacă totul Tehnologii computerizate erau simple, atunci orice gospodină ar fi făcut de mult timp noi protocoale împreună cu găluștele...
  Să încercăm să privim procesul diferit.
  Datele sunt transmise în pachete, la fel ca și pachetele IP, alături de date există și biți de informație, numărul acestor biți putând varia de la 2 la 3 și jumătate.
  Și o jumătate?!
  Da, ai auzit bine, exact jumătate!

  Bitul de oprire, sau mai degrabă semnalul transmis corespunzător bitului de oprire, poate avea o durată mai mare decât semnalul corespunzător unui bit, dar mai scurtă decât pentru doi biți.
  Deci, un pachet începe întotdeauna cu un bit de început, care este întotdeauna zero, urmat de biți de date, apoi un bit de paritate și apoi un bit de oprire, care este întotdeauna unul.
  Apoi, după o perioadă arbitrară de timp, marșul bătăilor împotriva Moscovei continuă.

  Această metodă de transmisie implică faptul că receptorul și emițătorul trebuie să funcționeze la aceeași viteză (bine, sau aproape la aceeași viteză), altfel receptorul fie nu va avea timp să proceseze biții de date primite, fie va confunda bitul vechi cu un una noua.
  Pentru a evita acest lucru, fiecare bit este gated, adică trimis sincron cu un semnal special - un „stroboscop”, generat în interiorul dispozitivului.
  Există o serie de viteze specifice pentru dispozitivele asincrone - 50, 75, 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19.200, 38.400, 57.600 și 115 biți pe secundă.

  Probabil ați auzit că unitatea de măsură pentru viteza de transfer de date este „baud” - frecvența schimbărilor în starea liniei, iar această valoare va coincide cu viteza de transfer de date numai dacă semnalul poate avea una dintre cele două valori.
  Dacă într-o singură schimbare de semnal sunt codificați mai mulți biți (și acest lucru se întâmplă în multe modemuri), viteza de transmisie și frecvența de schimbare a liniei vor fi valori complet diferite.

  Acum câteva cuvinte despre termenul misterios „pachet de date”.
  Un pachet în acest caz se referă la un set de biți transmiși între biții de pornire și de oprire.
  Numărul lor poate varia de la cinci la opt.
  S-ar putea întreba de ce cinci până la opt biți?
  De ce să nu transferați, să zicem, un kilobyte de date dintr-un pachet deodată?

  Răspunsul este evident: atunci când transmitem pachete de date mici, putem pierde prin trimiterea a trei biți de serviciu cu ele (de la 50 la 30 la sută din date), dar dacă pachetul este deteriorat în timpul transmisiei, îl putem recunoaște cu ușurință (rețineți că bit de paritate?) și să-l transmită rapid din nou.
  Dar va fi dificil să detectați o eroare într-un kilobyte de date și va fi mult mai dificil să o transmiteți.

  Un exemplu de dispozitiv asincron de transfer de date în serie este un port COM al computerului, un modem preferat proiectat de Trussardi și un mouse conectat la același port, pe care secretarele proști, dintr-un motiv oarecare, încearcă întotdeauna să-l pună în PS/2.
  Toate aceste dispozitive funcționează prin interfața RS-232, sau mai degrabă prin partea asincronă a acesteia, deoarece standardul descrie și transferul de date sincron.

  O caracteristică specială a acestui port în comparație cu alte tehnologii „seriale” este faptul că nu există cerințe de sincronizare între 2 octeți. Există cerințe de sincronizare doar între biții unui octet (inclusiv start, stop și paritate), reciproca pauzei de timp dintre biții unui octet se numește baud rate - baud rate. De asemenea, în această tehnologie nu există conceptul de „pachet”.

  Alte tehnologii „seriale”, precum X.25, USB sau Ethernet, au un concept de „pachet” și impun cerințe stricte de sincronizare între toți biții unui singur pachet.

  Din acest motiv, în terminologia Cisco IOS, acest port a fost numit asincron - spre deosebire de serialul sincron, adică. X.25. Din același motiv, modulul Windows care implementează PPP peste acest port se numește AsyncMac.sys (standardul PPP descrie separat implementarea PPP, care folosește conceptul de „pachet”, peste un port serial care nu are acest concept) .

  Unele protocoale de comunicații industriale impun cerințe stricte de sincronizare între octeții portului serial. Astfel de protocoale sunt extrem de greu de implementat în sistemele de operare multitasking cu suport slab în timp real, cum ar fi Windows și, prin urmare, necesită adesea MS-DOS și software învechit de acum aproape 20 de ani pe computerul de control.

  Scop

  Cel mai frecvent utilizat standard pentru portul serial al computerelor personale este RS-232C. Anterior, portul serial era folosit pentru a conecta un terminal, ulterior pentru un modem sau mouse. Acum este folosit pentru a se conecta la, pentru a comunica cu hardware-ul pentru dezvoltarea sistemelor de calcul încorporate, receptoare de satelit, case de marcat, precum și cu dispozitivele sistemului de securitate al instalației.

  Folosind un port COM, puteți conecta două computere folosind așa-numitul „cablu de modem nul” (vezi mai jos). A fost folosit încă de pe vremea MS-DOS pentru a transfera fișiere de la un computer la altul, în UNIX pentru accesul terminalului la o altă mașină și în Windows (chiar și cele moderne) pentru un depanator la nivel de kernel.

  Avantajul tehnologiei este simplitatea extremă a echipamentului. Dezavantajul este viteza redusă, dimensiunile mari ale conectorului, precum și cerințele adesea mari pentru timpul de răspuns al sistemului de operare și al driverului și un număr mare de întreruperi (una pe jumătate din coada hardware, adică 8 octeți).

  Conectori

  Pe plăcile de bază de la producători de top (de exemplu, Intel) sau sisteme gata făcute (de exemplu, IBM, Hewlett-Packard, Fujitsu Siemens Computers), următorul simbol este utilizat pentru portul serial:

  Cei mai des utilizați conectori în formă de D, standardizați în 1969, sunt cu 9 pini și 25 pini (DB-9 și, respectiv, DB-25). Anterior, DB-31 și DIN-8 rotund cu opt pini au fost, de asemenea, utilizate. Viteza maximă de transmisie în versiunea normală a portului este de 115.200 baud.

  Relevanţă

  Există standarde pentru emularea unui port serial prin USB și prin Bluetooth (această tehnologie a fost concepută în mare parte ca un „port serial fără fir”).

  Cu toate acestea, emularea software a acestui port este încă utilizată pe scară largă astăzi. De exemplu, aproape toate telefoanele mobile emulează un port COM și un modem clasic în interiorul lor pentru a implementa tethering - acces computer la Internet prin echipamentul GPRS/EGDE/3G al telefonului. În acest caz, USB, Bluetooth sau Wi-Fi sunt folosite pentru conexiunea fizică la computer.

  De asemenea, emularea software a acestui port este oferită „oaspeților” mașinilor virtuale VMWare și Microsoft Hyper-V, al căror scop principal este conectarea unui depanator Windows la nivel de kernel la „oaspete”.

  Echipamente

  Conectorul are contacte:

  DTR (Data Terminal Ready - pregătirea pentru a primi date) - ieșire pe computer, intrare pe modem. Indică faptul că computerul este pregătit să utilizeze modemul. Resetarea acestei linii determină o repornire aproape completă a modemului la starea inițială, inclusiv. se închide (unele registre de control supraviețuiesc unei astfel de resetari). Pe UNIX, acest lucru se întâmplă atunci când toate aplicațiile au fișiere închise pe driverul portului serial. Mouse-ul folosește acest fir pentru a primi energie.

  DSR (Data Set Ready - pregătire pentru transferul de date) - intrare pe computer, ieșire pe modem. Indică faptul că modemul este gata. Dacă această linie este la zero, atunci în unele sisteme de operare devine imposibil să deschideți portul ca fișier.

  RxD (Receive Data) - intrare pe computer, ieșire pe modem. Un flux de date care intră într-un computer.

  TxD (Transmit Data - transfer de date) - ieșire pe computer, intrare pe modem. Un flux de date care vine de la un computer.

  CTS (Clear to Send - Readiness to send) - intrare pe computer, ieșire pe modem. Computerul trebuie să suspende transmisia de date până când acest fir este setat la unu. Folosit în protocolul de control al fluxului hardware pentru a preveni supraîncărcarea modemului.

  RTS (Request to Send - cerere de trimitere) - ieșire pe computer, intrare pe modem. Modemul trebuie să suspende transmisia de date până când acest fir este setat la unu. Folosit în protocolul de control al fluxului hardware pentru a preveni depășirile de hardware și driver.

  DCD (Carrier Detect - prezența purtătorului) - intrare pe computer, ieșire pe modem. Setați la unu de către modem după stabilirea unei conexiuni cu modemul de pe cealaltă parte, resetați la zero când conexiunea este întreruptă. Hardware-ul computerului poate emite o întrerupere atunci când are loc un astfel de eveniment.

  RI (Ring Indicator - semnal de apel) - intrare pe computer, ieșire pe modem. Setați de modem la unul după detectarea semnalului de apel al unui apel telefonic. Hardware-ul computerului poate emite o întrerupere atunci când are loc un astfel de eveniment.

  SG (Signal Ground) - firul de semnal comun al portului, nu este teren comun, de regulă, izolat de carcasa computerului sau modem.

  Un cablu de modem nul folosește două perechi încrucișate: TXD/RXD și RTS/CTS.

  Hardware-ul portului standard (de la PC-ul IBM original) se numește UART 16550 (inclus în prezent în cipul SuperIO de pe placa de bază împreună cu o serie de alte dispozitive). Încă de pe vremea PC-ului IBM, în el a apărut o coadă de octeți hardware, ceea ce reduce foarte mult numărul de întreruperi emise de dispozitiv.

  Acces programat la portul COM

  UNIX

  Există o secțiune de registru pentru fiecare port. Aceste secțiuni au următoarele denumiri:

  HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Serial\Parameters\Serial10000

  unde ultima valoare „Serial10000” este un număr unic pentru fiecare port COM nou adăugat la sistem, pentru al doilea – „Serial10001”, etc.

  Pentru a comunica cu dispozitive care acceptă Bluetooth, unele programe (de exemplu, astfel de programe includ: un program care sincronizează lista dvs. de contacte cu telefon mobil; program care extrage Coordonatele GPS de la un receptor GPS) este necesar un port COM pe computerul utilizatorului.

  Programe care folosesc porturi COM pentru a sprijini comunicarea folosind tehnologia wireless conexiuni Bluetooth dezvoltate direct de Microsoft includ:

  • HotSync utilizat în computerele portabile
  • ActiveSync, folosit în pocket PC-uri

  OS/2

  Driverul COM.SYS existent acceptă doar 4 porturi COM, fiecare dintre ele trebuie să aibă propria linie de întrerupere. Pentru a deservi porturile COM cu o linie de întrerupere comună, trebuie să utilizați driverul SIO.

  Cablu modem nul

  Articolul principal: Cablu modem nul

  În unele cazuri, este posibilă utilizarea unei versiuni simplificate a cablului, în care sunt utilizați numai pinii 2, 3 și 5.

  Vezi si

  • Semnale portului serial

  Note

  Legături

  • Traducerea ghidului de programare a portului COM în sistemele de operare POSIX
  • Programarea portului în java - vă permite să lucrați din Windows, spre deosebire de pachetele oficiale de la Sun.
  • Programarea unui port COM în C++ pentru Windows. Biblioteca gata textele sursă, exemple de programe.
  • Yashkardin V.L. Port serial. Programarea unui port COM în Windows și MS-DOS. SoftElectro (2009). Arhivat din original pe 8 februarie 2012.

  UART
  Straturi fizice	Punct la punct modem RS-232 IrDA HART în buclă de curent Reţea RS-422 RS-423 RS-485 LIN Special