Cổng nối tiếp máy tính. Cổng máy tính và mục đích của chúng. Kết nối hoặc ngắt kết nối các thiết bị ngoại vi

Mô tả giao diện RS-232, định dạng của các đầu nối được sử dụng và mục đích của các chân, ký hiệu tín hiệu, giao thức trao đổi dữ liệu.

mô tả chung

Giao diện RS-232, được gọi chính thức là "EIA/TIA-232-E", nhưng được biết đến nhiều hơn với tên giao diện "cổng COM", trước đây là một trong những giao diện phổ biến nhất trong công nghệ máy tính. Nó vẫn được tìm thấy trên máy tính để bàn, bất chấp sự ra đời của các giao diện nhanh hơn và thông minh hơn như USB và FireWare. Ưu điểm của nó theo quan điểm của những người nghiệp dư vô tuyến bao gồm tốc độ tối thiểu thấp và dễ dàng thực hiện giao thức trong một thiết bị tự chế.

Giao diện vật lý được triển khai bởi một trong hai loại đầu nối: DB-9M hoặc DB-25M, loại thứ hai thực tế không được tìm thấy trong các máy tính được sản xuất hiện nay.

Phân bổ chân của đầu nối 9 chân

Phân bổ chân của đầu nối 25 chân

Từ các bảng, có thể thấy rằng giao diện 25 chân được phân biệt bằng sự hiện diện của kênh nhận-truyền thứ hai chính thức (các tín hiệu được chỉ định là “# 2”), cũng như nhiều tín hiệu điều khiển và điều khiển bổ sung. Tuy nhiên, thông thường, mặc dù có đầu nối "rộng" trong máy tính nhưng các tín hiệu bổ sung không được kết nối với nó.

Đặc điểm điện từ

Mức logic máy phát:"0" - từ +5 đến +15 Vôn, "1" - từ -5 đến -15 Vôn.

Mức logic máy thu:"0" - trên +3 Vôn, "1" - dưới -3 Vôn.

Các đặc điểm này được tiêu chuẩn xác định là tối thiểu, đảm bảo khả năng tương thích của các thiết bị, tuy nhiên, các đặc tính thực tế thường tốt hơn nhiều, một mặt, cho phép cấp nguồn cho các thiết bị năng lượng thấp từ cổng (ví dụ: nhiều dữ liệu tự chế cáp cho điện thoại di động được thiết kế theo cách này) và mặt khác để cung cấp cho cổng đầu vào đảo ngược Mức TTL thay vì tín hiệu lưỡng cực.

Mô tả các tín hiệu giao diện chính

đĩa CD- Thiết bị đặt tín hiệu này khi phát hiện sóng mang trong tín hiệu thu được. Thông thường, tín hiệu này được sử dụng bởi các modem, do đó thông báo cho máy chủ rằng họ đã phát hiện thấy một modem đang hoạt động ở đầu bên kia của đường dây.

RXD- Đường dây cho máy chủ nhận dữ liệu từ thiết bị. Được mô tả chi tiết trong phần “Giao thức trao đổi dữ liệu”.

TXD- Đường truyền dữ liệu từ máy chủ tới thiết bị. Được mô tả chi tiết trong phần “Giao thức trao đổi dữ liệu”.

DTR- Máy chủ đặt tín hiệu này khi sẵn sàng trao đổi dữ liệu. Trên thực tế, tín hiệu được thiết lập khi cổng được mở bởi chương trình truyền thông và vẫn ở trạng thái này miễn là cổng được mở.

DSR- Thiết bị đặt tín hiệu này khi được bật và sẵn sàng liên lạc với chủ nhà. Tín hiệu này và tín hiệu trước đó (DTR) phải được đặt để trao đổi dữ liệu.

RTS- Máy chủ đặt tín hiệu này trước khi bắt đầu truyền dữ liệu đến thiết bị, đồng thời cũng báo hiệu rằng nó đã sẵn sàng nhận dữ liệu từ thiết bị. Được sử dụng để kiểm soát phần cứng trao đổi dữ liệu.

CTS- Thiết bị đặt tín hiệu này để phản hồi lại cài đặt của máy chủ trước đó (RTS) khi sẵn sàng nhận dữ liệu (ví dụ khi dữ liệu trước đó do máy chủ gửi được modem chuyển sang đường truyền hoặc còn dung lượng trống trong bộ đệm trung gian).

R.I.- Thiết bị (thường là modem) đặt âm báo này khi nhận cuộc gọi từ hệ thống từ xa, ví dụ khi nhận cuộc gọi điện thoại nếu modem được cấu hình để nhận cuộc gọi.

Giao thức truyền thông

Trong giao thức RS-232, có hai phương pháp điều khiển trao đổi dữ liệu: phần cứng và phần mềm, cũng như hai chế độ truyền: đồng bộ và không đồng bộ. Giao thức cho phép bạn sử dụng bất kỳ phương pháp điều khiển nào kết hợp với bất kỳ chế độ truyền nào. Cũng có thể hoạt động mà không cần kiểm soát luồng, điều đó có nghĩa là máy chủ và thiết bị luôn sẵn sàng nhận dữ liệu khi thiết lập liên lạc (tín hiệu DTR và DSR được thiết lập).

Phương pháp kiểm soát phần cứngđược thực hiện bằng tín hiệu RTS và CTS. Để truyền dữ liệu, máy chủ (máy tính) đặt tín hiệu RTS và đợi thiết bị đặt tín hiệu CTS, sau đó bắt đầu truyền dữ liệu miễn là tín hiệu CTS được đặt. Tín hiệu CTS được máy chủ kiểm tra ngay trước khi byte tiếp theo bắt đầu được truyền, do đó, một byte đã bắt đầu được truyền sẽ được truyền đầy đủ, bất kể giá trị CTS. Ở chế độ trao đổi dữ liệu bán song công (thiết bị và máy chủ lần lượt truyền dữ liệu, ở chế độ song công hoàn toàn, chúng có thể thực hiện việc này đồng thời), việc máy chủ loại bỏ tín hiệu RTS có nghĩa là nó chuyển sang chế độ nhận.

Phương pháp điều khiển phần mềm bao gồm các truyền dẫn dừng đặc biệt bên nhận (ký tự có mã 0x13, gọi là XOFF) và truyền tiếp tục (ký tự có mã 0x11, gọi là XON). Khi nhận được các ký tự này, bên gửi phải dừng truyền hoặc tiếp tục truyền lại (nếu có dữ liệu đang chờ truyền). Phương pháp này đơn giản hơn về mặt triển khai phần cứng, nhưng cung cấp phản hồi chậm hơn và do đó yêu cầu thông báo trước cho máy phát khi không gian trống trong bộ đệm nhận giảm xuống một giới hạn nhất định.

Chế độ truyền đồng bộ ngụ ý trao đổi dữ liệu liên tục khi các bit nối tiếp nhau mà không có sự tạm dừng bổ sung ở một tốc độ nhất định. Chế độ này là cổng COM không được hỗ trợ.

Chế độ truyền không đồng bộ thực tế là mỗi byte dữ liệu (và bit chẵn lẻ, nếu có) được “bọc” bằng một chuỗi đồng bộ hóa gồm một bit bắt đầu bằng 0 và một hoặc nhiều bit dừng. Sơ đồ luồng dữ liệu ở chế độ không đồng bộ được thể hiện trong hình.

Một trong những thuật toán vận hành máy thu khả thi Kế tiếp:

1. Đợi mức tín hiệu nhận "0" (RXD trong trường hợp máy chủ, TXD trong trường hợp thiết bị).
2. Đếm một nửa thời lượng bit và kiểm tra xem mức tín hiệu có còn "0" không
3. Đếm toàn bộ thời lượng của bit và ghi mức tín hiệu hiện tại vào bit dữ liệu có trọng số thấp nhất (bit 0)
4. Lặp lại bước trước cho tất cả các bit dữ liệu còn lại
5. Đếm toàn bộ thời lượng của bit và mức tín hiệu hiện tại, sử dụng nó để kiểm tra khả năng thu chính xác bằng cách sử dụng kiểm tra tính chẵn lẻ (xem bên dưới)
6. Đếm toàn bộ thời lượng của bit và đảm bảo rằng mức tín hiệu hiện tại là “1”.

Chào hỏi những người bạn. Chúng tôi tiếp tục nghiên cứu đơn vị hệ thống. Hôm nay tôi sẽ nói về cổng máy tính. Nó là gì? Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ Internet, khái niệm “cổng” hay “ổ cắm” đã quen thuộc với nhiều người. Đây là một nhánh khác và chúng ta sẽ không nói về nó ngày hôm nay. Chủ đề của bài viết này chứa thông tin về các đầu nối (hoặc cổng) hoàn toàn "cứng", "thực", được thiết kế để kết nối các thiết bị khác nhau với đơn vị hệ thống.

Phần cứng cũng đang được cải tiến và với mỗi thế hệ, chúng tôi lại khám phá ra các loại đầu nối (hoặc cổng) mới trên các thiết bị hệ thống đã mua. Nhiều cái gọi là thiết bị ngoại vi được kết nối với chúng. Đơn vị hệ thống + màn hình = máy tính. Mọi thứ được kết nối với chúng (máy in, máy quét, bộ lập trình, card màn hình, màn hình, v.v.) đều là thiết bị ngoại vi.

Có rất nhiều cổng trên máy tính. Chúng nằm trên bo mạch chủ của thiết bị hệ thống và là các đầu nối (hầu hết chúng nằm ở mặt sau). Một số đầu nối cũng được hiển thị ở mặt trước và chúng cũng được kết nối với bo mạch chủ.

Bạn cũng có thể cài đặt các thiết bị bổ sung trên đó thông qua các khe cắm mở rộng đặc biệt. Các thiết bị như vậy bao gồm card màn hình rời, card mạng, bộ điều hợp Wi-Fi, bộ chia USB, đầu đọc thẻ, khóa điện tử, card màn hình và nhiều thiết bị khác.

Sự hiện diện của các khe cắm mở rộng cho phép bạn lắp ráp máy tính một cách độc lập giống như một bộ xây dựng, dựa trên sở thích của bạn mà không tốn thêm một ngày. Bởi vì các nhà phát triển từ lâu đã tiêu chuẩn hóa thiết bị họ sản xuất. Nếu cần thiết, bạn có thể cập nhật nó. Đây là lý do chính khiến các máy tính tương thích IBM-PC (như nền tảng này được gọi) đã từng loại Apple Macintosh khỏi thị trường.

Các đơn vị hệ thống của họ ban đầu không thể tách rời và thiết bị không thể thay thế được. Không thể nâng cấp một thiết bị như vậy và khả năng bảo trì của thiết bị đó sẽ bị giảm.

Danh sách ngắn các cổng máy tính

Bạn cần có khả năng phân biệt các đầu nối với nhau một cách trực quan. Nhà sản xuất không phải lúc nào cũng cho biết tên của họ. Vì các đầu nối được nhóm ở mặt sau của thiết bị hệ thống nên chúng ta sẽ bắt đầu từ đó. Tất cả các cổng đều có tên tiếng Anh, bạn không thể làm gì được. Chúng có thể được chia ngắn gọn:

1. Cổng nối tiếp;
2. Cổng song song;
3. Cổng kết nối máy tính và chuột;
4. cổng USB;
5. cổng SCSI;
6. Cổng video;
7. Đầu nối cáp mạng;
8. Đầu nối âm thanh;
9. Đầu đọc thẻ;

Một số loại này đã bị lãng quên và không còn tìm thấy trên các bo mạch chủ hiện đại nữa. Ngược lại, các loại khác mở rộng chức năng của chúng và có bo mạch chủ dành cho những người sành ăn - những người yêu thích âm thanh hoặc video chất lượng tốt.

Các bo mạch như vậy cũng có thể hỗ trợ các định dạng âm thanh hoặc video từ các nhà sản xuất bên thứ ba (Sony, Philips), và sau đó bạn có thể tìm thấy đầu nối tương ứng trên máy tính đó. Cổng âm thanh và video ngày nay có nhiều loại đặc biệt.

Cổng máy tính để kết nối các thiết bị ngoại vi

Cổng nối tiếp- ngày nay nó đã là một thứ lỗi thời về mặt đạo đức. Nhưng đối với các chuyên gia sửa chữa thiết bị điện tử, chúng rất có giá trị. Ban đầu, cổng này được sử dụng để kết nối modem. Tốc độ truyền dữ liệu thông thường nằm trong khoảng từ 110 đến 115.200 bit mỗi giây. Thường có hai trong số chúng có đầu nối ĐB 9 gõ "bố":

Tốc độ khá đủ để lập trình viên flash bộ vi điều khiển hoặc điện thoại di động. Hoặc để trao đổi dữ liệu với nguồn điện liên tục. Các cổng này được gọi COM1 Và COM2.

Cổng song song- quen thuộc với nhiều người vì nó chủ yếu nhằm mục đích kết nối máy in. Cũng là một loài gần như tuyệt chủng. Nó cũng được sử dụng để kết nối các khóa bảo mật phần cứng.

Đầu nối được sử dụng để kết nối DB25 giống như "mẹ". Tốc độ truyền dữ liệu thấp - nhưng khá đủ đối với một lập trình viên hoặc một máy in laser cũ. Hầu hết các máy tính cũ luôn có hai cổng nối tiếp và một cổng song song.

Cổng bàn phím và chuột quen thuộc với mọi người dùng. Trong máy tính hiện đại, chúng có màu tím và xanh lục. Các đầu cắm trên chuột và bàn phím có cùng màu. Thật khó để nhầm lẫn. Các đầu nối là loại cái 6 chân (mini-Din). Chúng được phát minh ở Đức và nó đã trở thành tiêu chuẩn. Tên khác của IBM/PC2

vì chúng lần đầu tiên được sử dụng trên nền tảng IBM PC đã được đề cập. Nếu các đầu nối bị lẫn lộn khi kết nối, các thiết bị sẽ không hoạt động. Một điểm cộng chắc chắn là cổng USB tiết kiệm tiền. Điểm trừ - bạn phải khởi động lại máy tính nếu kết nối không chính xác. Nhân tiện, nó cũng là một loài có nguy cơ tuyệt chủng. Trên nhiều máy tính hiện đại, cổng này chỉ còn lại một - và nó cũng được sơn màu xanh tím. Bạn chỉ có thể kết nối một thiết bị hoặc chuột hoặc bàn phím với thiết bị đó.

Cổng USB. Xe buýt nối tiếp vạn năng, ( Bus nối tiếp vạn năng). Từ năm 1998, nó đã thay thế các cảng khác; Ngay cả trên radio ô tô và máy quay video ngày nay, bạn cũng sẽ tìm thấy đầu nối này. Các thế hệ đầu tiên có tốc độ truyền dữ liệu khoảng 12 MB/giây. - thật tuyệt vời vào thời điểm đó. Ngày nay chúng ta sử dụng USB 3, tốc độ 5 Gbps

Các cổng này không có sự thay đổi về ngoại hình. Máy tính có đầu nối loại A. Đầu nối trên bất kỳ thiết bị được kết nối nào thường được gọi là “B”. Nó có bốn tiếp điểm, hai cho dòng điện, hai cho truyền dữ liệu. Theo đó, số lượng chân cắm trên cổng USB 3.0 nhiều gấp đôi.

cổng SCSI(Giao diện hệ thống máy tính nhỏ) . Một điều khá cụ thể và hiếm gặp đối với chúng tôi; Tôi nghĩ rằng ngay cả ở nước ngoài, bạn sẽ không còn tìm thấy nó trong số những người dùng bình thường nữa. Tôi tin rằng các thiết bị có giao diện như vậy được sản xuất theo đơn đặt hàng - dành cho mục đích sử dụng của công ty. Đây là giao diện mạng để trao đổi dữ liệu với tốc độ lên tới 160 Mbit/s.

Có lần tôi tình cờ thấy một chiếc máy tính xách tay của Dell được sản xuất năm 1999 từ Mỹ. Nó có một trong những cổng nhiều chân. Nó được đặt theo cách mà chỉ có thể sử dụng được bằng cách đặt máy tính xách tay lên bàn. Bản thân đầu nối được đóng bằng rèm trên lò xo. Do đó, ở đâu đó ở Mỹ đã có những chiếc bàn được tích hợp sẵn đầu nối này... Bạn mang nó đến, đặt nó lên bàn và nó được kết nối với mạng công ty.

Các loại giao diện đã quen thuộc với chúng ta DB-25, cũng như Mật độ cao 50 chân, Mật độ cao 68 chân, SCA 80 chân, Centronics. Cũng có thể kết nối ổ cứng với giao diện này. Một bo mạch đặc biệt, bộ điều hợp máy chủ, chịu trách nhiệm kết nối.

Cổng video. Họ cũng không thể nhầm lẫn với những người khác. Cổng video tiêu chuẩn là đầu nối cái loại D màu xanh VGA 15 chân. Dùng để kết nối màn hình. Đây là một tiêu chuẩn cũ, được thông qua vào năm 1987. Không phải tất cả các bo mạch chủ đều có nó. Nếu bạn không có nó "trên tàu", thì nó có thể được tìm thấy ở dưới cùng của đơn vị hệ thống. Card màn hình được lắp vào khe cắm mở rộng:

Nếu bạn quyết định cài đặt một card màn hình ngoài card màn hình bạn đã có (“trên bo mạch”), thì card màn hình sau sẽ không hoạt động nữa. Điều này ổn. Màn hình sẽ chỉ hoạt động khi được kết nối với màn hình đã cài đặt.

Trên các card màn hình hiện đại, cổng VGA đã trở nên khó tìm; chúng đang được thay thế bằng một loại khác - DVI. Trên bo mạch chủ loại chuyển tiếp, nó trông giống như thế này:

Rất thường xuyên có trường hợp card màn hình VGA bị lỗi. Sau khi mua mới thì hóa ra nó chỉ có cổng DVI. Trong trường hợp này, bạn cần mua một bộ chuyển đổi và lắp vào đầu nối DVI:

Hãy chú ý đến loại bộ chuyển đổi. Thực tế là các đầu nối DVI thì khác - những card màn hình đắt tiền mới có cổng DVI-D hoặc DVI-I. Các bộ điều hợp không thể thay thế cho nhau, hãy kiểm tra điểm này với người bán.

Trong trường hợp này, bạn sẽ không cần phải mua màn hình mới. Màn hình mới cũng có hai loại đầu nối - VGA và DVI.

Cổng HDMI. Chúng ta sẽ ở đâu nếu không có anh ấy trong thế kỷ 21? Giao diện đa phương tiện được thiết kế để truyền video và âm thanh độ phân giải cao với khả năng chống sao chép. Đồng thời thay thế cả cổng video trên và một số cổng âm thanh (SCART, VGA, YPbPr, RCA, S-Video.). Có lẽ giao diện này cuối cùng sẽ thay thế mọi thứ khác. Nó có thể được tìm thấy trên bất kỳ công nghệ kỹ thuật số nào - từ máy ảnh đến máy tính (hoặc máy tính xách tay).

Kích thước tương đương với một cổng USB và tốc độ truyền dữ liệu rất lớn so với những cổng được liệt kê ở trên - lên tới 48 Gbps. Việc truyền dữ liệu được thực hiện thông qua cáp có khả năng chống nhiễu tốt. Cáp có thể được kết nối với máy tính xách tay và TV và xem video. Chiều dài cáp không được vượt quá 10 mét, nếu không thì cần có bộ khuếch đại/bộ lặp tín hiệu.

Về kết nối âm thanh Tôi sẽ không đi vào chi tiết. Mọi thứ trông giống như trên đầu DVD gia đình nếu chúng ta đang nói về điều gì đó đặc biệt. Một ví dụ về điều này là đầu nối SPDiF, có thể được cài đặt trên khe cắm mở rộng:

Chuẩn âm thanh từ SONY và PHILIPS, card này được kết nối với bo mạch chủ bằng đầu nối tới đầu nối tương ứng. Giắc cắm tiêu chuẩn để kết nối micrô, loa và tai nghe trông như thế này:

Nếu muốn có âm thanh HD, bạn có thể phải kết nối bộ chuyển đổi thích hợp tại đây. Đọc tài liệu cho bo mạch chủ của bạn:

Cổng mạng. Ngày nay chúng ta không thể làm gì nếu không có họ. Chúng tôi nhận được Internet thông qua giao diện mạng qua cáp hoặc radio. Bo mạch chủ có đầu nối tích hợp tiêu chuẩn RJ45để kết nối cáp internet:

Trên các máy tính cũ, tiêu chuẩn tốc độ là 100 Mbit/s, card mạng hiện đại cung cấp 1000 Mbit/s. Nếu một card mạng không đủ với bạn, bạn có thể mua thêm một cái và lắp vào khe cắm mở rộng:

Thẻ này phù hợp với khe cắm PCI. Có các tùy chọn nhỏ hơn cho PCI-express:

Kiểm tra tốc độ truyền dữ liệu của một thẻ cụ thể khi mua. Đối với những người hâm mộ mạng không dây, cũng có nhiều lựa chọn về bộ điều hợp Wi-Fi:

Chúng cũng có thể được kết nối với các khe cắm mở rộng PCI hoặc PCI-express. Tuy nhiên, nếu bạn không muốn mày mò thiết bị hệ thống, bạn cũng có thể mua phiên bản USB của thẻ này:

Bạn cắm nó vào cổng và nhập mật khẩu WIFI. Và bạn có một thiết bị ngoại vi khác được kết nối. Nhiều mẫu máy in gia đình cũng có bộ chuyển đổi WIi-Fi và với thiết lập này, bạn có thể in không dây. May mắn thay, ngày nay có rất nhiều lựa chọn về card mạng và máy in.

Làm cách nào để tắt cổng USB khi tắt máy tính?

Cuối cùng, tôi sẽ cho bạn biết cách giải quyết một vấn đề. Tôi có tai nghe có micrô để quay video và trò chuyện trên Skype. Người Trung Quốc đã yêu thích việc đưa đèn LED vào bất cứ nơi nào họ cần để làm đẹp. Khi máy tính tắt, đèn nền vẫn sáng vì nó được cấp nguồn qua cổng USB.

Bàn phím cũng phát sáng, không hoàn toàn thuận tiện vào ban đêm, mặc dù cũng không tệ (nếu bạn gõ trong bóng tối). Để tắt nguồn vĩnh viễn các cổng bạn thử gõ phím tắt Thắng + R và trong dòng “Run” dán lệnh tắt powercfg /h.

Sau đó bạn cần tắt máy tính. Các triệu chứng có thể sẽ biến mất. Lệnh này vô hiệu hóa chế độ ngủ và máy tính tắt hoàn toàn. Bạn có thể xem cài đặt nguồn trong “Power Plan” trong bảng điều khiển. Tuy nhiên, có những mẫu bo mạch mà cài đặt này bị tắt thông qua BIOS. Nhưng trên những phiên bản cao cấp nhất, chức năng này không bị tắt hoặc bị ẩn rất sâu. Điều này được cho là thuận tiện cho việc sạc các thiết bị vào ban đêm.

Trong những trường hợp khó khăn, tài liệu về bo mạch chủ có thể giúp ích. Tìm jumper (jumper) mong muốn và tắt nguồn theo cách thủ công. Nhưng nó quá khó khăn. Và cách dễ nhất là mua một hub USB có công tắc và kết nối các thiết bị ngoại vi cần thiết với nó. Và đừng đau khổ. Tạm biệt, hẹn gặp sau!

Tôi hy vọng bạn vẫn còn nản lòng trong việc làm chủ cổng COM. Đó không phải là tất cả sự diệt vong và u ám. Một số kết quả có thể thu được mà không cần USART. Chúng ta hãy xây dựng một nhiệm vụ mà chúng ta sẽ thực hiện ở giai đoạn đầu làm việc với cổng COM:

"Tôi muốn một đèn LED được kết nối với máy tính qua cổng COM. Tôi khởi chạy chương trình. Tôi thực hiện một số hành động trong chương trình này, đèn LED sáng lên, tôi làm việc khác - đèn LED tắt."

Nhiệm vụ này khá cụ thể (có tính đến việc USART không được sử dụng) và là một nhiệm vụ thuần túy “tự làm”, nhưng nó khá khả thi và khả thi. Hãy bắt đầu thực hiện nó.

Cổng 1.COM

Một lần nữa, hãy lấy bộ phận hệ thống của PC của bạn và nhìn vào phía sau. Chúng ta lưu ý có một đầu nối 9 chân - đây là cổng COM. Trong thực tế có thể có một vài trong số chúng (tối đa 4). PC của tôi có hai cổng COM (xem ảnh).

2. Mở rộng cổng COM

3. Phần cứng

Chúng ta cũng sẽ phải “sửa đổi” phần cứng, theo nghĩa là nó sẽ phức tạp hơn so với thiết bị đầu tiên có cổng LPT. Thực tế là giao thức RS-232, qua đó dữ liệu được trao đổi trong cổng COM, có mối quan hệ logic trạng thái-điện áp hơi khác một chút. Nếu thông thường đây là logic 0 0 V, logic 1 +5 V thì trong RS-232 mối quan hệ này như sau: logic 0 +12 V, logic 1 -12 V.

Và ví dụ, khi nhận được -12 V, vẫn chưa rõ phải làm gì với điện áp này. Thông thường, các mức RS-232 được chuyển đổi thành TTL (0,5 V). Tùy chọn đơn giản nhất là điốt zener. Nhưng tôi đề xuất chế tạo bộ chuyển đổi này trên một con chip đặc biệt. Nó được gọi là MAX232.

Bây giờ chúng ta hãy xem những tín hiệu nào từ cổng COM có thể nhìn thấy trên đèn LED? Trên thực tế, có tới 6 dòng độc lập trong cổng COM được các nhà phát triển thiết bị giao diện quan tâm. Hai trong số chúng vẫn chưa có sẵn cho chúng tôi - dòng dữ liệu nối tiếp. Nhưng 4 cái còn lại được thiết kế để kiểm soát và chỉ ra quá trình truyền dữ liệu và chúng ta có thể “chuyển” chúng cho phù hợp với nhu cầu của mình. Hai trong số chúng nhằm mục đích điều khiển từ một thiết bị bên ngoài và hiện tại chúng tôi sẽ không chạm vào chúng mà bây giờ chúng tôi sẽ sử dụng hai dòng cuối cùng còn lại. Họ đã gọi:

• RTS- Yêu cầu chuyển nhượng. Một dòng tương tác cho biết máy tính đã sẵn sàng nhận dữ liệu.
• DTR- Máy tính đã sẵn sàng. Một đường tương tác cho biết máy tính đã được bật và sẵn sàng giao tiếp.

Bây giờ chúng ta chuyển mục đích của chúng một chút và các đèn LED kết nối với chúng sẽ tắt hoặc sáng lên, tùy thuộc vào các hành động trong chương trình của chúng ta.

Vì vậy, chúng ta hãy tập hợp một sơ đồ cho phép chúng ta thực hiện các hành động đã định của mình.

Và đây là cách thực hiện thực tế của nó. Tôi nghĩ bạn sẽ tha thứ cho tôi vì tôi đã tạo ra nó trong một phiên bản bảng mạch ngu ngốc như vậy, bởi vì tôi không muốn tạo một bảng mạch cho một mạch “năng suất cao” như vậy.

4. Phần mềm

Mọi thứ ở đây đơn giản hơn. Hãy tạo một ứng dụng Windows trong Microsoft Visual C++ 6.0 dựa trên MFC để quản lý hai đường truyền thông cổng COM. Để thực hiện việc này, hãy tạo một dự án MFC mới và đặt tên cho nó, ví dụ: TestCOM. Tiếp theo, chọn tùy chọn xây dựng dựa trên đối thoại.

Xuất hiện cửa sổ hộp thoại của chương trình như trong Hình. bên dưới, cụ thể là thêm bốn nút, hai nút cho mỗi dòng. Một trong số chúng tương ứng là cần thiết để "dập tắt" dòng, cái còn lại để "đặt" nó thành một.

Lớp CTestCOMDlg: public CDialog ( // Xây dựng public: CTestCOMDlg(CWnd* pParent = NULL); // hàm tạo tiêu chuẩn HANDLE hFile;

Để chương trình của chúng tôi điều khiển các dòng của cổng COM, trước tiên nó phải được mở. Hãy viết mã chịu trách nhiệm mở cổng khi tải chương trình.

HFile = CreateFile("COM2", GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_EXISTING, 0,NULL); if(hFile==INVALID_HANDLE_VALUE) ( MessageBox("Không thể mở được cổng!", "Lỗi", MB_ICONERROR); ) else ( MessageBox("Cổng đã được mở thành công", "Ok", MB_OK); )

Sử dụng chức năng Win API tiêu chuẩn TạoFile() mở cổng COM COM2. Tiếp theo, chúng tôi kiểm tra sự thành công của việc mở và hiển thị một thông báo thông tin. Ở đây chúng ta cần lưu ý quan trọng: COM2 có trên máy tính của tôi, nhưng trên máy tính của bạn, bạn có thể kết nối nó với một cổng COM khác. Theo đó, tên của nó cần được đổi thành bất kỳ cổng nào bạn đang sử dụng. Bạn có thể xem số cổng nào có trên máy tính của mình như thế này: Bắt đầu -> Cài đặt -> Bảng điều khiển -> Hệ thống -> Phần cứng -> Trình quản lý thiết bị -> Cổng (COM và LPT).

Kết quả là, chức năng CTestCOMDlg::OnInitDialog(), nằm trong tập tin Kiểm traCOMDlg.cpp, lớp đối thoại của chúng ta sẽ có dạng:

BOOL CTestCOMDlg::OnInitDialog() ( CDialog::OnInitDialog(); // Thêm mục menu "Giới thiệu..." vào menu hệ thống. // IDM_ABOUTBOX phải nằm trong phạm vi lệnh hệ thống. ASSERT((IDM_ABOUTBOX & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX); ASSERT(IDM_ABOUTBOX AppendMenu(MF_SEPARATOR); pSysMenu->AppendMenu(MF_STRING, IDM_ABOUTBOX, strAboutMenu); ) ) // Đặt biểu tượng cho hộp thoại này. Framework thực hiện điều này một cách tự động // khi cửa sổ chính của ứng dụng không phải là hộp thoại SetIcon(m_hIcon, TRUE); // Đặt biểu tượng lớn SetIcon(m_hIcon, FALSE); // Đặt biểu tượng nhỏ // TODO: Thêm khởi tạo bổ sung tại đây hFile = CreateFile("COM2", GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_EXISTING, 0,NULL); if(hFile==INVALID_HANDLE_VALUE) ( MessageBox("Không thể mở cổng!", "Ostbk", MB_ICONERROR); ) else ( MessageBox("Cổng đã mở thành công", "Ok", MB_OK); ) trả về TRUE; // trả về TRUE trừ khi bạn đặt tiêu điểm thành điều khiển )

Bây giờ hãy thêm trình xử lý cho các nút điều khiển dòng. Tôi đặt cho chúng những cái tên thích hợp: hàm đặt một cái trên dòng DTR là OnDTR1(), 0 là OnDTR0(). Đối với dòng RTS, thực hiện tương tự. Hãy để tôi nhắc bạn rằng trình xử lý được tạo khi bạn nhấp đúp vào nút. Kết quả là bốn hàm này sẽ có dạng:

Void CTestCOMDlg::OnDTR1() ( // TODO: Thêm mã xử lý thông báo kiểm soát của bạn vào đây EscapeCommFunction(hFile, 6); ) void CTestCOMDlg::OnDTR0() ( // TODO: Thêm mã xử lý thông báo kiểm soát của bạn vào đây EscapeCommFunction(hFile, 5); ) void CTestCOMDlg::OnRTS1() ( // TODO: Thêm mã xử lý thông báo kiểm soát của bạn tại đây EscapeCommFunction(hFile, 4); ) void CTestCOMDlg::OnRTS0() ( // TODO: Thêm mã xử lý thông báo kiểm soát của bạn tại đây EscapeCommFunction(hFile, 3);

Hãy để tôi giải thích một chút về cách chúng hoạt động. Như bạn có thể thấy, bên trong chúng chứa lệnh gọi hàm Win API tương tự EscapeCommFunction() với hai tham số. Đầu tiên trong số đó là một tay cầm (HANDLE) cho một cổng mở, thứ hai là mã hành động đặc biệt tương ứng với trạng thái yêu cầu của dòng.

Thế là xong, chúng tôi biên dịch và khởi chạy. Nếu mọi thứ đều ổn, bạn sẽ thấy thông báo mở cổng thành công. Tiếp theo, bằng cách nhấn các nút tương ứng, chúng ta nháy đèn LED kết nối với cổng COM.

© Ivanov Dmitry
tháng 12 năm 2006

Ban đầu, khi chúng xuất hiện những máy tính cá nhân, cùng với chúng là một số loại không quá phức tạp nhưng hoạt động khá thành công khi kết hợp với tất cả các giao diện nạp, cổng hoặc mạch khác. Cổng từ biểu thị phương thức truyền dữ liệu. Nó giống như một tế bào trí nhớ. Chỉ thông tin được ghi vào RAM và vẫn ở đó miễn là một số chương trình cần đến nó, cho đến khi chương trình đó xử lý nó (hoặc bản thân chương trình đó vẫn được ai đó trên máy tính cần đến).

Cổng và bộ nhớ

Nghĩa là, chương trình sẽ đọc dữ liệu từ bộ nhớ vào bộ xử lý, làm điều gì đó với nó, có thể nhận một số dữ liệu mới từ thông tin này và nó sẽ ghi vào một vị trí khác. Hoặc bản thân cái đã cho sẽ được viết lại ở một nơi khác. Trong mọi trường hợp, trong bộ nhớ, thông tin đã từng được ghi lại có thể được đọc hoặc xóa. Phòng giam trông giống như một cái rương đứng dựa vào tường. Và tất cả bộ nhớ đều bao gồm một ô, mỗi ô có địa chỉ riêng. Giống như những chiếc rương xếp thành hàng dựa vào tường dưới tầng hầm của một hiệp sĩ keo kiệt.

Chà, bạn cũng có thể tưởng tượng một cổng như một ô. Chỉ một một tế bào như vậyở phía sau có một cửa sổ dẫn ra đâu đó sau bức tường. Bạn có thể viết thông tin vào đó và thông tin sẽ lấy nó và bay ra khỏi cửa sổ, mặc dù trong một thời gian, nó sẽ vẫn ở trong ô giống như cách trong một ô thông thường bộ nhớ truy cập tạm thời.

Hoặc ngược lại, thông tin có thể “bay” vào ô cổng từ cửa sổ. Bộ xử lý sẽ nhìn thấy điều này và đọc thông tin mới xuất hiện này. Và anh ấy sẽ đưa nó vào hoạt động - anh ấy sẽ viết lại nó ở đâu đó, tính toán lại nó cùng với một số dữ liệu khác. Nó thậm chí có thể ghi nó vào một ô khác. Hoặc đến một cổng di động khác, khi đó thông tin nhận được qua cổng đầu tiên có thể “bay đi” vào cửa sổ của cổng thứ hai - đó là cách bộ xử lý quyết định. Chính xác hơn, chương trình tại thời điểm này ra lệnh cho bộ xử lý và xử lý dữ liệu được ghi trong bộ nhớ và đến từ các cổng.

Đơn giản và đẹp. Các cổng này ngay lập tức được gọi là - cổng đầu vào-đầu ra. Thông qua một số trong số họ, dữ liệu được gửi đi đâu đó, thông qua những người khác, dữ liệu được nhận từ đâu đó.

Chà, sau đó chuyển động bắt đầu theo một vòng tròn. Có một thiết bị, và có một thiết bị khác. Và bây giờ có một chuỗi ký tự, mỗi ký tự bao gồm các bit nhị phân riêng lẻ và chuỗi này cần được truyền đi. Làm thế nào để chuyển? Bạn có thể truyền ngay lập tức toàn bộ ký tự dọc theo một dòng gồm 8 dây - một dây = một bit, sau đó là mã của một ký tự khác, rồi đến thứ ba, v.v. cho đến khi bạn truyền toàn bộ chuỗi.

Và có thể mở ra từng bit không phải trong không gian (thông qua dây dẫn), mà theo thời gian: đầu tiên truyền một bit của ký hiệu, sau đó là bit thứ hai, v.v. tám lần. Rõ ràng là trong trường hợp thứ hai, cần có một số phương tiện bổ sung để diễn giải các biểu tượng theo cách này kịp thời.

Song song và nối tiếp

Và tốc độ truyền sẽ khác nhau:

Hóa ra mỗi lựa chọn đều có ưu điểm nhưng cũng có nhược điểm.

1. Việc truyền tám bit cùng một lúc sẽ nhanh hơn (nghĩa là từng byte một), nhưng bạn cần số dây nhiều hơn tám lần
2. Việc truyền từng bit một chỉ cần một lần truyền thông tin nhưng sẽ chậm hơn 8 lần.

Vì vậy, trong trường hợp đầu tiên, họ gọi truyền song song và trong trường hợp thứ hai - nối tiếp.

Giao diện cổng

Và toàn bộ hệ thống truyền tải như vậy - trong trường hợp này theo cách này, trong trường hợp khác - như thế này, gọi là giao diện. Một giao diện là song song, giao diện còn lại là nối tiếp. Gần như giống nhau, cổng, cái này song song, cái kia nối tiếp.

Khái niệm cổng khác với khái niệm “giao diện” như thế nào? Trong công nghệ hiện đại, từ ngữ không chỉ xuất hiện mà còn phát triển và nhận được “giáo dục”. Và cũng giống như con người, họ có thể trở thành những chuyên gia hẹp hòi, hoặc có thể trở thành “nghiệp dư”. Đây là một từ nghiệp dư điển hình - "giao diện". Bởi vì nó là “cái nút cho mọi lỗ”. Các giao diện là:

Và ý nghĩa của từ này là cái gì đó ở giữa cái gì đó. Inter - giữa, mặt - mặt. Nó trở nên rất đẹp, đó là lý do tại sao nó được sử dụng ở mọi nơi. Ví dụ: giao diện người dùng của hệ thống Windows là giao diện trên màn hình của hệ thống, được thiết kế để giao tiếp với một người.

Và nó bao gồm một hình ảnh được vẽ trên màn hình + quy tắc hoạt động của từng thành phần của hình ảnh (ví dụ: nhấp chuột vào nút trên màn hình - nó sẽ được nhấn) + quy tắc phản hồi của từng thành phần và toàn bộ hệ thống + tất cả phần cứng tham gia vào cuộc đối thoại (chuột, bàn phím, màn hình) + tất cả các chương trình cung cấp cuộc đối thoại từ phía toàn bộ hệ thống và từ phía các thiết bị riêng lẻ (trình điều khiển).

Họ không đề cập đến con người đó, nhưng vì anh ta cũng là một phần của sự tương tác nên anh ta phải có kiến ​​thức và kỹ năng để làm việc trong hệ thống, và để làm được điều này thì phải có các chương trình đào tạo, hệ thống trợ giúp... Và từ tất cả những điều này, một vẻ đẹp và từ có năng lực phát sinh: giao diện.

Trong chủ đề của chúng tôi, giao diện có nghĩa là mọi thứ đơn giản hơn một chút.

Đây là phương tiện chuyển giao phần cứng + phần mềm + quy tắc chuyển giao. Phần cứng - dễ hiểu. Nhưng phần mềm trên máy tính và trong các phương tiện truyền thông hiện đại luôn hiện diện ở mọi nơi. Nó thậm chí còn xảy ra: đầu tiên, một chức năng nào đó được tạo ra trên một số cơ sở phần cứng, chức năng này không được thực thi ngay lập tức, nhưng sử dụng các chương trình được viết đặc biệt. Và các chương trình đều có thể tùy chỉnh.

Và dần dần, khi chức năng (hoặc khối chức năng) mới hoạt động, các chương trình “tạo ra” nó - và chúng khác với phần cứng ở chỗ chúng có thể được cấu hình dễ dàng - được đưa đến trạng thái cấu hình tối ưu nào đó. Tức là không cần phải cấu hình nữa. Và khi đó chương trình trong phiên bản mới của khối chức năng có thể được thay thế bằng phần mềm thay thế dựa trên phần cứng. Ví dụ: “khâu” một thiết bị hoạt động tối ưu chương trình được điều chỉnh tốt vào bộ nhớ vĩnh viễn. Hoặc nghĩ ra một mạch logic đặc biệt sẽ thực hiện chính xác điều tương tự mà một chương trình được cấu hình tối ưu đã làm - mà không né tránh và đôi khi quên tất cả các cài đặt hữu ích của nó.

Đó là lý do tại sao giao diện thường được gọi như thế này - phần mềm và phần cứng.

Cần có các quy tắc truyền tải để đảm bảo rằng những điều giống nhau được hiểu (và xử lý) theo cùng một cách ở cả hai đầu của sự tương tác. Có phải chúng ta đang nói về việc truyền xung lực? Điều này có nghĩa là các xung phải hoàn toàn giống nhau.

Ví dụ: để 1 bit có dạng điện áp giảm +12 hoặc +15 volt từ 0. Và để nó ở dạng hình chữ nhật, hoặc một chùm sắc nét - đỉnh của nó phải không nhỏ hơn + 5 volt, và không thực sự cần thiết phải đưa ra giới hạn trên, chẳng hạn. Điều này là do khi truyền xung qua một khoảng cách nào đó, tín hiệu điện có xu hướng yếu đi và “bị nhòe”.

Nếu đúng 12 volt được gửi từ một đầu, thì 3 volt có thể đến đầu kia và điều này có thể được hệ thống thu hiểu đơn giản là nhiễu trên đường dây và thông tin truyền đi sẽ bị mất.

Ý nghĩa của xung động cũng nên được hiểu theo cách tương tự. Và sự thúc đẩy có thể mang tính thông tin, dịch vụ, đồng bộ hóa. Và nói chung, chẳng hạn, không phải xung lực, mà chỉ đơn giản là điện áp không đổi. Có thể được sử dụng ở đầu kia để cấp nguồn cho một thiết bị nhỏ.

Và bản thân các dây đã được thảo luận ngay từ đầu cũng nên được hiểu như nhau. Ở đây phải nói ngay rằng không bao giờ có chuyện chỉ có một sợi dây. Ngay cả điện thoại cũng có hai dây trong cáp, nhưng thông thường cáp phải có bốn dây. Và giao diện dữ liệu luôn có nhiều dây dẫn. Một số trong số đó là thông tin, một số là dịch vụ. Và đây là điều cần được công nhận như nhau ở cả hai đầu của sự tương tác. Và dây được công nhận là? Theo màu sắc nếu ở cáp và theo vị trí nếu ở các điểm tiếp xúc kết nối.

Cảng là một từ đơn giản và cũng không hoàn toàn rõ ràng. Nhưng ý nghĩa thì tương tự: cái gì đó được tải lên cái gì đó và gửi đi đâu đó. Hoặc ngược lại, một cái gì đó chấp nhận một cái gì đó và dỡ bỏ một cái gì đó từ nó. Ý nghĩa gần giống như giao diện phần cứng-phần mềm, nhưng có phần ngắn gọn hơn. Và chặt chẽ hơn, như trong hải quân (“Họ sẽ nói với bạn - đừng tranh cãi... nhưng chúng tôi không tranh cãi…”). Chỉ có điều tín hiệu của chúng tôi truyền đi không phải bằng đường biển mà bằng cáp.

Sơ đồ chân của các đầu nối cổng COM

Sơ đồ chân không có kết nối Tuy nhiên, với sự đóng đinh, giống như những sợi dây chạy tự do trong một vỏ cáp, chúng được tháo rời thành các cạnh và hàn cứng vào các chân của chúng, tương tự như việc đóng đinh. Pin, trong tiếng Anh là “pin”, pin, do đó pinout, từ này đã là một biệt ngữ “thân thiện với tiếng Anh” trong giao tiếp máy tính. Nó có nghĩa là nối dây vào các chân trên đầu nối.

Hình dạng của đầu nối, thứ tự nối dây (chân) trong đó, mục đích của từng chân, cũng như định mức điện áp và ý nghĩa của các tín hiệu trong mỗi chân - đây là một phần của giao diện. Thông thường, tất cả thông tin này được biên soạn thành một tài liệu riêng gọi là thông số cổng. Thật là một dấu hiệu một trang đơn giản và rõ ràng. Trong các loại giao diện khác, những thứ như thế này có thể được gọi là “giao thức”. Và ở đây họ chỉ đơn giản gọi nó là “pinout”.

Cổng COM nối tiếp

Cổng COM của máy tính là kết nối tầm xa giữa một tổ hợp máy tính. Không giống như các cổng và cáp song song dẫn đến các thiết bị “nặng” - máy in, máy quét, cổng Com kết nối các thiết bị “nhẹ” với máy tính – chuột, modem. Giao diện giữa máy tính với máy tính đầu tiên (thông qua “modem rỗng”). Hơn nữa, Mạng cục bộ lan rộng từ khi nào và chuột bắt đầu được kết nối thông qua cùng một đầu nối với bàn phím - cổng ps/2 (pe-es-in một nửa) - cổng com bằng cách nào đó đã bị lãng quên.

Sự hồi sinh đến với sự ra đời của giao diện nối tiếp USB. Vậy hóa ra đó là một chuyển động theo vòng tròn. Giờ đây, trên USB, bạn có thể tìm thấy, ngoài ổ đĩa flash, chuột USB và bàn phím USB. Máy in, máy quét, modem - tất cả các thiết bị ngoại vi giờ đều có trên USB, tôi đã quên mất những sợi cáp LTP song song dày và chắc chắn, phải vặn mỗi bên bằng 2 bu lông. Và có hai dây tín hiệu trong những chiếc USB này (thực ra có một kênh, một tín hiệu trực tiếp, tín hiệu kia giống nhau - nghịch đảo) và hai - nguồn điện và vỏ.

Có một số cổng COM nối tiếp trước đó. Nhỏ nhất - và phổ biến nhất Cổng 9 chân (D9), nơi kết nối hầu hết các thiết bị: chuột, modem, cáp null-modem. Các tiếp điểm được sắp xếp thành hai hàng, 5 và 4 liên tiếp, tạo thành hình thang. Do đó có tên D9. Trên "mẹ" việc đánh số đi từ trái sang phải và từ trên xuống dưới:

1 2 3 4 5

Đấu dây cổng COM, cổng RS232, 9 chân.