9.1 Серийни комуникационни интерфейси
Много входно/изходни устройства предават информация към или от компютър последователно, т.е. един бит наведнъж, по чифт проводници, като всеки бит заема определен интервал от време. Типична конфигурация на сериен интерфейс е показана на фиг. 9.2 Регистърът на състоянието съдържа информация за състоянието на текущото предаване (например за грешки), а контролният регистър съхранява информация за режима на работа на интерфейса. Буферът за входни данни е свързан към регистър за смяна със сериен вход и паралелен изход. При операция за въвеждане, битовете се подават в регистъра за изместване един по един и след като бъде получен знак, информацията се прехвърля към регистъра на буфера за входни данни и чака въвеждане към процесора. (Обикновено една информация е буквено-цифров знак, наричан по-нататък просто знак, но това не е задължително.) Регистърът на буфера на изходните данни е свързан по подобен начин към регистър за изместване с паралелен вход и сериен изход. Изходът се извършва чрез подаване на данни към буфера за изходни данни, прехвърлянето им в регистъра за изместване и след това прехвърляне на данните към серийната изходна линия.
Интерфейсът на фиг. 9.2 има отделни линии за предаване и получаване на информация. Когато се използват различни линии за двете посоки на сигнала, комуникацията се наричапълен дуплекс.Такава система може да предава и приема едновременно. Терминали и други серийни устройства, свързани към компютър в пълен дуплекс, обикновено изпращат всеки знак към компютъра, без да го посочват. Компютърът незабавно изпраща знака обратно (като ехо) и терминалът го посочва. В този случай няма загуба на време, тъй като ехо символите могат да се предават едновременно с въвеждането на нови символи в компютъра. Потребителят прави визуална проверка не само дали е натиснал правилния клавиш, но ии какво е получил компютърът
Ориз. 9.2 Сериен интерфейс
правилен символ. Приполудуплекснакомуникация една и съща линия се използва за вход и изход. Тук символът, отпечатан на терминала, се показва едновременно с прехвърлянето към компютъра и не се прилага принципът на ехо печат. Ако компютърът получи знаци и след това "иска" да ги предаде
Pte.5JLОсновни режими на предаване: полудуплекс (a) и пълен дуплекс(b)
3. Много терминали и интерфейси в кабината превключват за полудуплексна комуникация и имат отделни щифтове за комуникация душа към дуплекс.Ако устройство, като например принтер, изисква само еднопосочна комуникация, полудуплексната комуникация е достатъчна и превключването не е необходимо.
Има два основни типа серийна комуникация. Приасинхронните серийни комуникациисимволите се разделят от специални двоични набори, докато приsip chronousтрябва да има специални символи за „синхронизация“ в началото на всяко съобщение и специални символи „неактивен“ за „запълване на времето“, когато не се предава информация. Асинхронното предаване позволява всякакви пропуски между знаците, докато синхронното предаване трябва да постави знаците точно, дори ако някои знаци не съдържат информация. Максималната скорост на предаване на информация на синхронна линия е по-висока от тази на асинхронна линия със същата битова скорост, тъй като при асинхронно предаване всеки символ съдържа допълнителни битове. От друга страна, тактовите честоти на предавателя и приемника може да не са напълно еднакви (стига да са в приемливи граници), тъй като специалните комплекти позволяват повторно синхронизиране в началото на всекисимвол. При синхронен трансфер действията трябва да са синхронни, тъй като това определя позицията на всеки бит. Следователно, в допълнение към данните, е необходимо да се предават сигнали за синхронизация.
9.1.1 Асинхронна комуникация
Асинхронният символен формат на фиг. 9.4 показва, че символът съдържа кодирана информация и няколко допълнителни бита. Преди да може да бъде предаден знак, редът трябва да бъде в състояние 1, което често се нарича състояние на маркерПреходът от това състояние към състояние 0 илиинтервал,маркира началото на символ. Първият бит винаги съдържа 0 и се наричаначален бит.След това има 5-8 бита данни, първият от които е най-малкият бит от знака. След информационните битове има незадължителен четен или нечетен бит за паритет. Броят на последнитестоп битовеможе да бъде 1, r/2 или 2.
Въпреки че броят на информационните битове, типът паритет (ако има такъв) и броят на стоп битовете могат да варират от едно предаване (т.е. последователност от символи) до следващото, тези параметри са постоянни при едно предаване. В някои интерфейси параметрите се програмират с помощта на контролни регистри, докато в други се определят от позициите на превключвателите. Ако параметрите са програмирани, интерфейсът ще покаже контролен регистър, подобен на показания на фиг. 9.5 В него битове 0 и 1 дефинират
Ориз. 9.4 Стандартен формат за асинхронен трансфер
Ориз. 9*5 Типичен контролен регистър за дефиниране на символен формат
броят на големите големи, битове 2 и 3 са броят на информационните битове, а бит 4 показва наличието или отсъствието на бита за паритет. Ако бит 4 съдържа 1, бит 5 определя типа паритет.
Предавателят се нуждае от тактов генератор, който определя интервала на всеки битрегулиране на интервалите във времето между смените в регистрите за смяна. След като всички битове са изтласкани, предавателят обикновено изтегля токена, докато следващият символ е готов за предаване. Приемникът също се нуждае от тактов генератор за измерване на интервала между отместванията, така че входният сигнал да бъде взет в правилните моменти. Обикновено честотите на осцилатора са 16, 32 или 64 пъти двоичната честота. Ако множителят е 16, след откриване на прехода 1-"Oв началото на символа, приемникът трябва да преброи 8 тактови импулса и да проучи входа. Когато открие 0, той счита, че преходът е причинен от стартовия бит, а не от намесата. Тогава',приемникът проучва входа на интервали от 16 тактови цикъла, докато бъдат въведени всички битове на символа, включително стоп битовете , след което спира запитването и ;изчаква следващия преход 1-*0.Важно е да се отбележи, че процесорът не излъчва или получава начален бит, табличен бит или паритетен бит.При изход предавателят вмъква тези £ битове във всеки знак, а при въвеждане приемникът ги премахва от получените данни.синхронизирайте и приемникът ще анкетира входа неправилно При наличие на повторна синхронизация, приемникът трябва само да вземе предвид скоростта на предаване за един символ. Неправилно запитване възниква само когато двете честоти на часовника са толкова различни, че приемникът е изместен в грешния момент няколко bs след старта; малко. Ако това се случи, има голяма вероятност приемникът да открие нулев бит в съобщението за спиране. Когато вместо стоп бит,0, възниква така нареченатагрешка в рамката.По този начин повечето асинхронни серийни интерфейси трябва да откриват три вида грешки: паритет, претоварване и рамка.
;Часовниците за предаване и приемане, които определят времето на интерфейса, не е необходимо да бъдат еднакви и не е необходимо да саIс една и съща честота. Но има очевидни предимства в една единствена синхронизация за формирането на всички синхронизиращи импулси, необходими в интерфейса. Релетата, битовите скорости на предаване и приемане са различни, .електронни схеми
Ориз. 9.9.Основни електрически параметри на интерфейса RS-232-C
тази схема и са показани на фиг. 9.9.Ако интерфейс или терминал предава информация към модема, той се счита за драйвер, а модемът се счита за товар; когато получават информация, техните роли се променят. Във всеки случай различните компоненти на еквивалентната схема трябва да отговарят на спецификациите, дадени на фиг. 9.9 Обърнете внимание, че сигналите за данни са обърнати в смисъл, че 1 е представено с по-ниско напрежение от 0. Дали драйверът за изход на данни е част от основното интерфейсно устройство или отделна верига зависи от интерфейса и дължината на линията. На фиг. 9.10 показва схемата за преобразуване на сигнала за TTL нива и стандарта RS-232-C.
Част от стандарта RS-232-C са дефиниции и символи за контролни линии, съдържащи интерфейс или терминал за модем (вижте Фигура 9.11).Връзките обикновено се правят с 25-пинови конектори, чиито номера на щифтове са изброени във втората колона. Числата в скоби в първата колона се отнасят за стандарта CCITT.
Ориз. 9.10. Схема за съгласуване на предавателните и приемащите линии на интерфейса RS-232-C
Ориз. 9.11 Дефиниции на контролната линия RS-232-C