М.Гук - Интерфейсы ПК, справочник, страница 11

Внутренний генератор синхронизации приемника использует счетчик-делитель опорной частоты, обнуляемый в момент приема начала старт-бита. Этот счетчик генерирует внутренние стробы, по которым приемник фиксирует последующие принимаемые 2.1, Способы последовательной передачи биты. В идеале стробы располагаются в середине битовых интервалов, что позволяет принимать данные и при незначителыюм рассогласовании скоростей приемника и передатчика. Очевидно, что при передаче 8 бит данных, одного контрольного и одного стоп-бита предельно допустимое рассогласование скоростей, при котором данные будут распознаны верно, не может превышать 5%. С учетом фазовых искажений и дискретности работы внутреннего счетчика синхронизации реально допустимо меньшее отклонение частот. Чем меньше коэффициент деления опорной часппы внутреннего генератора (чем выше частота передачи), тем больше погрешность привязки стробов к середине битового интервала, и требования к согласованности частот становятся более строгими.

Чем выше частота передачи, тем больше влияние искажений фронтов на фазу принимаемого сигнала Взаимодействие этих факторов приводит к повышению требований к согласованности частот приемника и передатчика с ростом частоты обмена. Старт Сттнт бнт Бнтн данных бнт Лат т Рис. 2.1. Формат асинхронной передачи Формат асинхронной посылки позволяет вьивлять возможные гяиибки передачи Если принят перепад, сигнализирующий о начале посылки, а по стробу старт-бита зафиксирован уровень логической единицы, старт-бит считается ложным и приемник снова переходит в состояние ожидания.

Об этой ошибке приемник может и не сообщать. Если во время, отведенное под стоп-бит, обнаружен уровень логического нуля, фиксируется ошибка стоп-бита. Если применяется контроль четности, то после посылки бит данных передается контрольный бит Этот бит до- 3 Зак М 5Х5 2. Последовательные интерфейсы полняет количество единичных бит данных до четного или нечетного в зависимости от принятого соглашения. Прием байта с неверным значением контрольного бита приводит к фиксации ошибки.

Контроль формата позволяет обнаруживать обрыв ливии: при этом принимаются логический нуль, который сначала трактуется как старт-бит, и нулевые биты данных, потом срабатывает контроль стоп-бита. Для асинхронного режима принят ряд стандартных скоростей обмена: 50, 75, 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19 200, 38 400, 57 600 и 115 200 бит/с.

Иногда вместо единицы измерения «бит/с» используют «бод» (Ьанг(), но при рассмотрении двоичных передаваемых сигналов это некорректно. В бодах принято измерять частоту изменения состояния линии, а при недвоичном способе кодирования (широко применяемом в современных модемах) в канале связи скорости передачи бит (бит/с) и изменения сигнала (бод) могут отличаться в несколько раз (подробнее см.

в приложении А). Количество бит данных может составлять 5, 6, 7 или 8 (5- и 6-битные форматы распространены незначительно). Количество стол-бит может быть 1, 1,5 или 2 («полтора бита» означает только длительность станового интервала). Асинхронный обмен в РС реализуется с помощью СОМ-порта с использованием протокола аэ"-232С. Синхронный режим передачи предполагает постоянную активность канала связи. Посылка начинается с синхробайта, за которым сразу же следует поток информационных бит.

Если у передатчика иет данных для передачи, он заполняет паузу непрерывной посылкой байтов синхронизации. Очевидно, что при передаче больших массивов данных накладные расходы на синхронизацию в данном режиме будут ниже, чем в асинхронном. Однако в синхронном режиме необходима внешняя синхронизация приемника с передатчиком, поскольку даже малое отклонение частот приведет к искажению принимаемых данных.

Внешняя синхронизация возможна либо с помощью отдельной линии для передачи сигнала синхронизации, либо с использованием самосин- 2 1, Способы последовательной передачи бт хронизирующего кодирования данных, при котором на стороне приемника из принятого сигнала могут быль выделены импульсы синхронизации. В любом случае синхронный режим требует дорогих линий связи или оконечного оборудования. Для РС существуют специальные платы — адаптеры Я)1С (дорогие), поддерживающие синхронный режим обмена. Они используются в основном для связи с болыпими машинами (та!п1гатез) 1ВМ и мало распространены. Из синхронных адаптеров в настоящее время применяются адаптеры интерфейса тг.35.

0=1бм Ч = 20 Кбнмо Е = 12 м ь-иом 1. = 1200 м Ч- та Мама ч=тмб и Ч = тоа КЬтн Ч= таа Конта Ч= талбмто Ч = 1 Кбнтlо Е - "9 м 0=91 м 1200 м Ь= тгм Е - "120 м Ь=тгоам Ч"-10Мб то Ч= 1 Маттн к=таама м Рмо. 2.2. Стандарты последовательного интерФейса На физическом уровне последовательный интерфейс имеет различные реализации, различающиеся способом передачи злектрических сигналов. Существует ряд родственных международных стандартов: )15-232С, Й5-423А, й5-422А и )15-485. На рис. 2.2 приведены схемы соединения приемников и передатчиков, а также показаны ограничения на длину линии (1.) и максимальную скорость передачи данных (Ч).

Несимметричные линии интерфейсов 105-232С и А5-423А имеют самую низкую защищенность от синфазной помехи, хотя дифференциальный вход приемника тт5-423А несколь- 2. Последовательные интерфейсы ко смягчает ситуацию. Лучшие параметры имеет двухточечный интерфейс 85-422А и его магистральный (шинный) аналог 115-485, работающие на симметричных линиях связи. В них для передачи каждого сигнала используются дифференциальные сигналы с отдельной (витой) парой проводов.

В перечисленных стандартах сигнал представляется потенциалом. Существуют последовательные интерфейсы, где информативен ток, протекающий по общей цепи передатчик-приемник — «токовая петля» и М1Р1. Для связи на короткие расстояния приняты стандарты беспроводной инфракрасной связи. Наибольшее распространение в РС получил простейший из перечисленных — стандарт )15-232С, реализуемый СОМ-портами. В промышленной автоматике широко применяется Я5-485, а также Я5-422А, встречающийся и в некоторых принтерах.

Существукзт преобразователи сигналов для согласования этих родственных интерфейсов. 2.2. Интерфейс ЙЗ-232С Интерфейс предназначен для подключения аппаратуры, передающей или принимающей данные (РОД вЂ” оконечное оборудование данных или АПД вЂ” аппаратура передачи данных; РТŠ— Рата Тептпа1 ЕаиЧтипГ), к оконечной аппаратуре каналов данных (АКД; РСŠ— Ра1а Соттитсаноп Еаи1ртепГ). В роли АПД может выступать компьютер, принтер, плоттер и другое периферийное оборудование. В роли АКД обычно выступает модем. Конечной целью подключения является соединение двух устройств АПД. Полная схема соединения приведена на рис. 2.3.

Интерфейс позволяет исключить канал удаленной связи вместе с парой устройств АПД, соединив устройства непосредственно с помощью нульмодемного кабеля (рис. 2А) Стандарт описывает управляющие сигналы интерфейса, пересылку данных, электрический интерфейс и типы разьемов.

В стандарте предусмотрены асинхронный и синхронный режимы обмена, но СОМ-порты поддерживают только 2.2. Интерфейс ЙЗ-232С асинхронный режим. Функционально Я5-232С эквивалентен стандарту МККТГ Ъ'.24/ У.28 и стыку С2, но они имеют различные названия сигналов. Рис. 2.3.

полнея схема соединения по ВЬ-232С Рис. 2.4. Соединение по ПЕ-232С нуль-модемным кабелем 2.2.1. Электрический интерфейс Стандарт Я5-232С использует несимметричные передатчики и приемники — сигнал передается относительно общего провода — схемной земли (симметричные дифференциальные сигналы используются в других интерфейсах — например, Я5-422). Интерфейс НЕ ОБЕСНЕЧИВАЕТГАЛБВАНИЧЕСКОИ РАЗВЯЗКИ устройств. Логической единице соответствует напряжение на входе приемника а диапазоне — 12...-3 В.

Для линий управляющих сигналов это состояние называется ОМ(лвключено»), для линий последовательных данных — МАЯК. Логическому нулю соответстауег диапазон +3...+12 В. Для линий управляющих сигналов состояние называется ОРР(лвыключено»), а для линий последовательных дюшых — 5РАСЕ. Диапазон — 3...+3  — зона нечуастаительности, обусловливающая гистерезис приемника: состояние линии будет считаться измененным только после пересечения порога (рис. 2.5). Уровни сигналов на выходах передатчиков должны быть в диапазонах -12...-5 В и +5...+12 В для представления единицы и нуля соответственно. Разность потенциалов между схемными землями (50) соединяемых устройств должна быть менее 2 В, при более высокой разности потенциалов возможно неверное восприятие сигналов.