Когда старое не хуже нового: последовательный интерфейс RS-232
В молодости мы легко расстаемся со старыми, привычными вещами в угоду новым, модным и дорогим. Став постарше, мы с удивлением обнаруживаем, что старое, по сути дела, не хуже нового, только проще и дешевле. Примером такого «старого» является интерфейс RS-232, спецификация которого была принята более 30 лет назад, для хайтека – целая эпоха, да, пожалуй, и не одна. Тем не менее, архаичный интерфейс и по сей день является хорошим и надежным инструментом инсталлятора, когда ему требуется передавать данные в условиях с высоким уровнем шумов и помех.
В 1969 году ассоциация электронной промышленности США (EIA) опубликовала вариант «С» своего рекомендуемого стандарта (Recommended Standart – RS) за номером 232 «Интерфейс между оконечным оборудованием обработки данных и оконечным оборудованием линии с использованием последовательного обмена данными в двоичной форме».
Система передачи данных (передатчик, приемник, соединительные кабели), реализованная в соответствии с техническими условиями стандарта RS-232C, обеспечивает передачу сигнала со скоростями, не превышающими 20 Кбит/с (реально используют на скоростях до 115200 бит/с).
Сейчас этот стандарт известен просто как стандарт RS-232C. Международный консультативный комитет по телефонии и телеграфии ввел свой собственный вариант этого стандарта в виде стандартов V.24 и V.28, а министерство обороны США выпустило практически идентичный стандарт Mil-Std-188C.
Система передачи данных (передатчик, приемник, соединительные кабели), реализованная в соответствии с техническими условиями стандарта RS-232C, обеспечивает передачу сигнала со скоростями, не превышающими 20 Кбит/с (реально используют на скоростях до 115200 бит/с).
В настоящее время действует редакция стандарта, принятая в 1991 году ассоциациями электронной и телекоммуникационной промышленности, под названием EIA/TIA-232-E. В ней нет никаких технических изменений, которые могли бы привести к несовместимости с оборудованием, поддерживающим интерфейс RS-232 более ранних версий.
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.
Разъемы для подключения звука
Количество этих разъемов может быть разным. Кроме этого они могут быть продублированы на компьютере и находиться как сзади корпуса, так и на передней панели. Эти разъемы обычно сделаны разных цветов.
- Салатовый — служит для подключения одной пары стерео-колонок.
- Розовый — подключение микрофона.
- Голубой — линейный вход для подключения других аудиоустройств и записи с них звука на компьютер.
При этом, если у вас два или три зеленых разъемов на компьютере, вы можете одновременно подключить к ним и колонки и наушники и в настройках компьютера выбирать на какое устройство выводить звук. Программное обеспечение звуковых карт может предоставлять возможность переопределять назначение звуковых разъемов. Звуковые разъемы остальных цветов служат для подключения дополнительных колонок.
Полезное: DIP корпуса микросхем
Как получить 5 вольт от порта RS-232?
Список необходимых деталей:
- Линейный регулятор — L78L05.
- 2 выпрямительных диода (D1, D2) — 1N4004.
- Электролитический конденсатор (C1) — 22 мкФ.
- Конденсатор (C2) — 0.001 мкФ.
- 2 резистора (R1, R2) — 43 Ом.
В схеме используется LM78L05 или советский аналог на 5В. Диоды любые. Напряжение +5В получается из сигналов RTS и DTR в RS-232. Эта схема даже из портативного компьютера может выдавать ток 12 мА. Единственный недостаток — то, что устройство транзисторно-транзисторной логики должно быть изолировано от корпуса компьютера, потому что интерфейс воспринимает корпус RS-232 как положительное напряжение.
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:
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.
Разъёмы RS-422 9-pin
| Pin | Сигнал | Описание |
| 1 | Shield | |
| 2 | RTS+ | Request To Send + |
| 3 | RTS- | Request To Send — |
| 4 | TXD+ | Transmit Data + |
| 5 | TXD- | Transmit Data — |
| 6 | CTS+ | Clear To Send + |
| 7 | CTS- | Clear To Send — |
| 8 | RXD+ | Received Data + |
| 9 | RXD- | Received Data |
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.
Распиновка COM порта(RS232)
Существует 2-е разновидности com порта, 25-и пиновый старый разъем и сменившей его более новый 9-и пиновый разъем.
Ниже приведена схема типового стандартного 9-контактного разъема RS232 с разъемами, этот тип разъема также называется разъемом DB9.
- Обнаружение несущей(DCD).
- Получение данных(RXD).
- Передача данных(TXD).
- Готовность к обмену со стороны приемника(DTR).
- Земля(GND).
- Готовность к обмену со стороны источника(DSR).
- Запрос на передачу(RTS).
- Готовность к передаче(CTS).
- Сигнал вызова(RI).
RJ-45 к DB-9 Информация о выводе адаптера последовательного порта для коммутатора
Консольный порт представляет собой последовательный интерфейс RS-232, который использует разъём RJ-45 для подключения к управляющему устройству, например ПК или ноутбуку. Если на вашем ноутбуке или ПК нет штыря разъема DB-9, и вы хотите подключить ноутбук или ПК к коммутатору, используйте комбинацию адаптера RJ-45 и DB-9.
| DB-9 | RJ-45 | |
|---|---|---|
| Получение Данных | 2 | 3 |
| Передача данных | 3 | 6 |
| Готовность обмену | 4 | 7 |
| Земля | 5 | 5 |
| Земля | 5 | 4 |
| Готовность обмену | 6 | 2 |
| Запрос на передачу | 7 | 8 |
| Готовность к передаче | 8 | 1 |
1 Черный
2 Коричневый
3 Красный
4 Оранжевый
5 Желтый
6 Зеленый
7 Синий
8 Серый (или белый)
Внимание. Цвет проводом может отличатся.
Распиновка rj45 и rs232(вторая разновидность).
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.
