Rodzaje transmisji sygnału i RS-232 1. Transmisja szeregowa i

. Rodzaje transmisji sygnału i RS-232
1. Transmisja szeregowa i równoległa
Transmisja sygnału może przebiegać w różnoraki sposób. Najbardziej podstawowym
z podziałów, jest podział transmisji sygnału na równoległą i szeregową.
Transmisja równoległa polega na przesyłaniu wszystkich pól słowa danych
jednocześnie (patrz rysunek 1.). Za względu na fakt, że sprzęt komputerowy, w
naturalny sposób wspiera taki sposób wprowadzania/wyprowadzania danych,
transmisja równoległa jest bardzo popularna. Ponadto, dzięki zrównolegleniu
przesyłu danych, uzyskujemy znaczny przyrost prędkości przesyłu. Udogodnienia te
wiążą się jednak z faktem konieczności stosowania łącza dziewięcioprzewodowego,
nieodzownego przy tego rodzaju transmisji.
Rysunek 1. Transmisja równoległa
Transmisja szeregowa polega na sekwencyjnym przesyłaniu danych bit po bicie.
Należy zaznaczyć, że informacja wprowadzana jest do rejestru przesuwnego styku
szeregowego, który bit po bicie wysyła ją na wyjście układu [1].
Rysunek 2. Transmisja szeregowa
Zaletą tego rodzaju transmisji jest możliwość przesyłu danych na dużo większą
odległość niż w przypadku transmisji równoległej, a przy tym konieczne są jedynie
dwa przewody do transmisji (jednostronnej) sygnału. Wadą tej techniki na pewno jest
fakt, że transmisja odbywa się znacznie wolniej oraz to, że styki szeregowe
wymagają większej złożoności obwodów wewnętrznych.
2. Standard RS-232
Standard RS-232 opisuje sposób połączenia urządzeń DTE (ang. Data Terminal
Equipment) tj. urządzeń końcowych danych (np. komputer) oraz urządzeń DCE (ang.
Data Comunication Equipment), czyli urządzeń komunikacji danych (np. modem).
Standard podaje nazwy styków złącza oraz przypisane im sygnały a także
specyfikację elektryczną obwodów wewnętrznych.
Rysunek 8.3. Wykorzystanie łącza RS-232 [1]
RS-232 jest stykiem przeznaczonym do szeregowej transmisji danych. Specyfikacja
opisuje 25 styków. Najbardziej popularna wersja tego standardu, RS-232-C pozwala
na transfer na odległość nie przekraczającą 15 m z szybkością maksymalną 20 kbit/s.
Specyfikacja napięcia definiuje "1" logiczną jako napięcie -3V do -15V, zaś "O" to
napięcie +3V do +15V. Poziom napięcia wyjściowego natomiast może przyjmować
wartości -12V, -10V, 10V, +10V, zaś napięcie na dowolnym styku nie może być
większe niż +25V i mniejsze niż -25V. Należy zaznaczyć przy tym, że zwarcie dwóch
styków RS-232 nie powoduje jego uszkodzenia [1].
3 Wymiana danych przez RS-232
Złącze RS-232 zawiera 25 lub 9 styków, które należą do czterech głównych grup
związanych z funkcjami jakie pełnią. Rysunek 8.4. przedstawia złącze RS-232 w
urządzeniu DTE wraz z oznaczeniami ważniejszych wyprowadzeń.
Rysunek 8.4. Styk RS-232 urządzenia DTE [1]
Sygnały w PC
Widok gniazda PC (męskiego) typu DE-9
Numer
Kierunek
Oznaczenie
9 pin 25 pin
1
8
DCE – > DTE DCD
2
3
DCE – > DTE RxD
3
2
DCE < – DTE TxD
4
20
DCE < – DTE DTR
5
7
DCE – DTE GND
6
6
DCE – > DTE DSR
7
4
DCE < – DTE RTS
8
5
DCE – > DTE CTS
9
22
DCE – > DTE RI
9-19; 21; 23-25
NC
Nazwa angielska
Nazwa polska
Data Carrier Detected
Receive Data
Transmit Data
Data Terminal Ready
Signal Ground
Data Set Ready
Request to Send Data
Clear to Send Data
Ring Indicator
sygnał wykrycia nośnej
odbiór danych
transmisja danych
gotowość terminala[a]
masa
gotowość "modemu"[a]
żądanie wysyłania
gotowość wysyłania
wskaźnik dzwonka
niewykorzystane[b]
Transmisja liniami danych
Przesyłanie informacji następuje w sposób szeregowy bit po bicie. Stany
logiczne 0 i 1 kodowane są stanami napięć (lub wartościami prądu). Najczęściej
przesyłane są znaki danych zapisane w kodzie ASCII. Każdy znak danych
zawiera od 5 do 8 bitów i poprzedzony jest bitem START, a zakończony bitem
kontroli parzystości (Pa) i 1 do 2 bitami STOP. Bity danych wraz z bitem
kontrolnym i bitami synchronizacji (start, stop) tworzą tzw. jednostkę
informacyjną SDU (Serial Data Unit).
Bity danych są przesyłane w kolejności od najmniej znaczącego D0, do
najwięcej znaczącego. Opcjalny bit parzystości ma wartość logiczną równą
sumie modulo 2 wszystkich bitów danych.
W przykładzie powyżej zastosowano następujące parametry transmi
sji:
•8 bitów danych
•bit parzystości
•2 bity stopu
i nadano liczbę: 01101001b = 69h = 105dec = „i” .
Liczba zawiera parzystą ilość jedynek i dlatego bit parzystości Pa = 0.
Bit START uruchamia zegar zapewniający właściwą synchronizacje
odczytu. Częstość pracy tego zegara (=1/tB) określa szybkość transmisji.
Typowe prędkości transmisji wynoszą:
300,600,1200, 2400, 4800, 9600, 19 200 b/s (bitów/sek).
Do sterowania przebiegiem transmisji stosuje się często protokół transmisji
XON – XOFF
Wykorzystuje on dwa znaki (XON =11hex i XOFF = 13hex) sterując
e z zestawu ASCII przekazywane linią danych TxD – RxD. Odbiornik danych
sygnalizuje za pomocą znaku XON gotowość przyjęcia dalszych znaków
natomiast pojawienie się znaku XOFF wstrzymuje transmisją danych.
Obwody opisane przez standard RS-232 dzielimy następująco [1]:
1. Obwody podstawy czasu niezbędne podczas transmisji synchronicznej.
podstawa czasu dla sygnałów
nadawanych przez urządzenie
DTE
XTC
eXtemal
Clock signal
RC
Receive Clock elementarna podstawa czasu,
signal
która jest odtwarzana w DCE
TC
Transmit
Clock signal
podstawa czasu dla sygnałów
nadawanych przez urządzenie
DTE
2. Obwody przekazywania danych używane do transmisji szeregowej danych.
TXD
Transmit Data
DTE nadaje dane do DCE
RXD
Receive Data
DTE odbiera dane od DCE
3. Obwody uziemienia.
SG
Signal Ground
uziemienie sygnałowe
GND
protective GrouND
uziemienie ochronne
Styk SG ustala wspólny zerowy potencjał DTE oraz DCE. Styk GND zmniejsza liczbę
błędów wywołanych przez zakłócenia.
4. Obwód sterownia (najważniejsze styki).
DTR
Data Terminal
Ready
gotowość urządzenia DTE
DSR
Data Set Ready
gotowość urządzenia DCE
RTS
Request To Send
żądanie nadawania
CTS
Clear To Send
gotowość do nadawania
DCD
Data Carrier
Detect
poziom sygnału
odbieranego
RI
Ring Indicator
wskaźnik wywołania
Sygnały przesyłane w tych obwodach są przeznaczone głównie do ustawiania połączenia
oraz nadzorowania półdupleksowego sposobu pracy łącza.
Łącze odpowiedzialne za transmisję może pracować w trzech trybach: dupleksowym
- FDX, półdupleksowym - HDX, a także simpleksowym - SX. Łącze w trybie
dupleksowym może stosować system automatycznej retransmisji ARQ (ang.
Automatic Repeat reQest), który zapewnia powtórną transmisję danych po wykryciu
błędu transmisji [1]. W łączu simpleksowym możliwe jest stosowanie korekcji
błędów FEC (ang. Forward Error Correction), która polega na dodaniu pewnych
danych do przekazu, w celu zapewnienia korekcji błędów po stronie odbierającej.
Ustawienia portu com1: