Работа адаптера последовательного интерфейса.

5. Передача данных начинается после того, как ПК (адаптер последовательного интерфейса) установит сигнал запроса передачи (RTS-Request to Send) по цепи D21.32-D25.3,6-X4.7), а модем ответит установкой сигнала готовности к передачи (CTS-Clear to Send по цепи X4.8-D19.6,11-D21.36).

6. Пц начинает передавать данные. Пересылка данных через последовательный порт сводится к записи байта данных в регистр “Данные передачи УАПП”. УАПП копирует его содержимое в регистр сдвига и выдает на линию передачи последовательного порта TxDAT (Transmit) по цепи D21.11-D26.3,6-X4.5 в модем, а через него в линию связи.

Если модем не успевает принимать данные от ПК, он сбрасывает сигнал CTS, чтобы заставить ПК приостановить дальнейшую передачу пока модем не примет переданные данные. После чего он вновь устанавливает сигнал CTS.

ПК, завершив передачу данных, сбрасывает сигнал RTS(D21.32), а модем, отправив все принятые от ПК данные в линию, сбрасывает сигнал CTS(X4.8-D19.6). Такое взаимодействие сигналов RTS/CTS является одной из форм квитирования (рукопожатия), которая позволяет надежно контролировать передачу данных.

7. Доступ к принятым УАПП данным осуществляется через регистр “Данные приема”.

Для приема данных компьютером используется линия RxData-Receive. Прием данных от модема осуществляется по цепи X4.2-D18.7,10-D21.10.

8. Сигнал индикатора вызова – RI-Ring indicator (D19.7) используется в том случае, когда требуется внимание ПК. Этот сигнал устанавливается модемом, если он обнаружил на линии связи сигнал вызова удаленного модема (телефонный звонок).

Пц может опрашивать УАПП для определения, когда можно записывать в него или считывать из него данные. Кроме того, для достижения максимальной эффективности можно запрограммировать УАПП так, чтобы он посылал процессору запрос на прерывание по мере готовности к передаче или к приему данных.

В контроллере 8250 буфер отсутствует. Поэтому Пц при скорости передачи 1200 бит/сек приходилось считывать данные из УАПП каждые 6 мс, а при скорости передачи 9600 бит/сек он должен был это делать уже каждые 83 мкс. Поэтому в многозадачных ОС (тот же Windows) Пц может оказаться не в состоянии обслуживать последовательный порт.

Поэтому в последующих модификациях контроллеров уже введен буфер FIFO. С такими контроллерами Пц, заполнив буфер передачи, не занимается больше УАПП пока данные полностью не будут переданы.

Приемный буфер работает точно так же.

Базовые и другие регистры СОМ1.

Базовые адреса для последовательных портов.

Интерфейс “токовая петля”.

Интерфейс «токовая петля» для представления сигнала использует не напряжение, а ток в двухпроводной линии, соединяющей приемник и передатчик.

Логической единице (состоянию «включено») соответствует протекание тока 20 мА, а логическому нулю — отсутствие тока. Такое представление сигналов для вышеописанного формата асинхронной посылки позволяет обнаружить обрыв линии — приемник заметит отсутствие стоп-бита (обрыв линии действует как постоянный логический нуль).

Токовая петля обычно предполагает гальваническую развязку входных цепей приемника от схемы устройства. При этом источником тока в петле является передатчик (этот вариант называют активным передатчиком). Возможно и питание от приемника (активный приемник), при этом выходной ключ передатчика может быть также гальванически развязан с остальной схемой передатчика. Существуют упрощенные варианты без гальванической развязки, но это уже вырожденный случай интерфейса. Токовая петля с гальванической развязкой позволяет передавать сигналы на расстояния до нескольких километров, но при невысоких скоростях (выше 19 200 бит/с не используют, а на километровых расстояниях допустима скорость до 9600 бит/с и ниже). Допустимое расстояние определяется сопротивлением пары проводов и уровнем помех. Поскольку интерфейс требует пары проводов для каждого сигнала, обычно используют только два сигнала последовательного интерфейса (4-проводная линия). В случае двунаправленного обмена применяются только сигналы передаваемых и принимаемых данных, а для управления потоком используется программный метод XON/XOFF. Если двунаправленный обмен не требуется, применяют одну линию данных, а для управления потоком обратная линия задействуется для сигнала CTS (аппаратный протокол) или встречной линии данных (программный протокол). При надлежащем ПО одной токовой петлей можно обеспечить двунаправленную полудуплексную связь двух устройств. При этом каждый приемник «слышит» как сигналы передатчика на противоположной стороне канала, так и сигналы своего передатчика. Они расцениваются коммуникационными пакетами просто как эхо-сигнал. Для безошибочного приема передатчики должны работать поочередно.

Токовая петля позволяет использовать выделенные физические линии без модемов, но на малых скоростях. Иногда по токовой петле подключают терминалы с интерфейсом RS-232C, если не хватает штатной длины интерфейса или требуется гальваническая развязка. Преобразовать сигналы RS-232C в токовую петлю несложно — на рис. 9 приведена простейшая схема преобразователя применительно к подключению терминала. Для получения двуполярного сигнала, требуемого для входных сигналов СОМ-порта, применяется питание от интерфейса. Схема может быть усложнена для защиты оптронов от перегрузки и улучшения формы потенциальных сигналов. Допустимая скорость определяется и быстродействием применяемых оптронов (скорость 9600 бит/с достигается практически на любых оптронах).

Это схема (рис. 8) преобразователя RS-232C — "токовая петля 20ma", осуществляющая к тому же гальваническую развязку компьютера от объекта управления.

Отметим, что гальваническая развязка бывает крайне необходима при сколько- нибудь значительном расстоянии между любыми объектами, соединяемыми электрическим кабелем. В подобных ситуациях известны довольно многочисленные случаи выхода из строя компьютеров, которые были заземлены, но находились в разных комнатах. Измерения токов, текущих по нулевому проводу соединительных кабелей, дают такие сумасшедшие величины, как 2-3 А, несмотря на то, что оба конца этого провода вроде бы заземлены.

Данная схема (рис. 9) обеспечивала связь компьютера с удаленным контроллером при длине кабеля около 2 км на скорости 38400 бит/сек. Очевидно, что для двунаправленной связи приемная и передающая части должны быть подключены к обоим концам кабеля.

Рис. 9. Преобразование интерфейса RS-232C в «токовую петлю»

Интерфейс позволяет осуществлять асинхронную последовательную передачу и прием данных по четырехпроводной линии (петле). Состояние логической единицы (“1”) представляется наличием тока в цепи, состояние нуля (“0”) – его отсутствием. В этом случае нормируется не напряжение, а ток. Различают два типа цепей: 40-миллиамперная петля (состояние “1” - 30…50 мА, состояние “0” - 5…10 мА) и 20-миллиамперная петля (состояние “1” - 15…30 мА, состояние “0” - 0…3 мА).

Интерфейс обеспечивает передачу данных со скоростью 9,6 Кб/с на расстояние до 900 м, а при увеличении расстояния скорость пропорционально снижается. Время нарастания и спада тока в петле не должно превышать 50 мкс.

Состоянием переключателя (реле или другого аналогичного устройства) в этом режиме управляет поток битов, подлежащих передаче. В приемном устройстве поступление тока обнаруживается схемой сравнения, в результате чего воспроизводится переданный сигнал. Рекомендуется управляемые источники тока и приемники выполнять на оптических согласующих устройствах (оптронных парах), обеспечивающих гальваническую развязку управляющих и сигнальных цепей. Источник тока, как правило, устанавливается на передатчике.

Шумовая защищенность интерфейса с током в петле значительно выше, чем у основного интерфейса, управляемого напряжением. Это связано с тем, что, как видно из рис., в этом режиме для каждого сигнала используется отдельная пара проводов. В результате каждая внешняя помеха воздействует на оба провода, что часто называется режимом компенсации шума. Это оказывает минимальное воздействие на основные токочувствительные схемы. В силу этого интерфейс с током контура в 20 мА особенно подходит для работы с длинными линиями (вплоть до 1 км), но при средних скоростях передачи, что связано с ограниченной скоростью функционирования переключателей и токочувствительных схем. По этой причине некоторые производители очень часто поставляли два отдельных выходных интерфейса: RS-232C и токовой петли в виде электрического тока силой в 20 мА. Пользователь имел возможность выбрать один из интерфейсов в зависимости от того, насколько удалены друг от друга два устройства.

Для проверки последовательного порта:

1. Сделать перемычки для DB-25: 2-3, 4-5-8, 6-20, а для

DB-9: 2-3, 7-8-1, 6-4.

1. В порт передатчика записать, например, 55 в DEBUG по команде

O 3F8 55 Enter

1. Прочитать по команде

i 3F8 Enter

Работа по схеме для D20.11:

XMIT CLDATA – выход токового сигнала T_xData порта COM2 для организации связи “токовая петля”;

XMIT CLRET – выход токового резистора для организации связи “токовая петля”;

RCL DATA – выход токового сигнала R_xData (+) порта COM2 для организации связи “токовая петля” (А₁);

RCL RET - выход токового сигнала R_xData (-) порта COM2 для организации связи “токовая петля” (А₂);

Чтобы использовать цепи токового входа/выхода нужно снять перемычку SW2, соединить выход XMIT CLRET со входом RCL DATA.

Необходимо обеспечить соединение выхода XMIT CLDATA передатчика со входом RCL RET приемника.