1.5 Последовательные интерфейсы com, ат, ps/2

Интерфейс COM

Разъемы COM-интерфейса появились на задней стенке компьютера почти с самого момента его создания.

Рисунок 12 - 9-контактный разъем Sub-D

На старых материнских платах он есть, но другой выполнен в виде 25-контактной вилки. Дополнительные контакты в последней не используются, поэтому можно использовать переходник с 9-контактного разъема на 25-контактный и наоборот. В таблице 2 можно посмотреть назначение девяти линий COM-интерфейса.

Таблица 3 – Контакты COM-интерфейса

Контакт разъема DB9	Контакт разъема DB25	Обозначение сигнала	Вход/выход	Назначение
1	8	DCD (Data Carrier Detect)	Вход	Обнаружение несущей
2	3	RXD (Recieve Data)	Вход	Принимаемые данных
3	2	TXD (Transmit Data)	Выход	Передаваемые данных
4	20	DTR (Data Terminal Ready)	Выход	Готовность оконечного устройства
5	7	GND (Ground)	Корпус	Сигнальная земля
6	6	DSR (Data Set Ready)	Вход	Готовность модема
7	4	RTS (Request To Send)	Выход	Запрос передачи
8	5	CTS (Clear To Send)	Вход	Сброс для передачи
9	22	RI (Ring Indicator	Вход	Индикатор звонка

COM-интерфейс очень часто называют последовательным. Это означает, что за один момент времени передается только один бит, а не несколько, как в случае параллельной передачи. В результате число линий, передающих данные, равно двум (одна на передачу, другая на прием), из-за чего последовательный кабель тоньше, чем параллельный. Уровень напряжения при передачи изменяется от -12 до +12 В, благодаря чему обеспечивается большая помехоустойчивость. Длина кабеля может достигать 50 метров и более.

Стандартное обозначение последовательного порта RS-232 (Recommended Standard). Так называется протокол передачи данных, на основе которого действует COM-интерфейс. Существует и другие типы RS (RS-485, RS-422), но наибольшее распространение получил RS-232. Все оборудование, соединяемое по RS-232 протоколу, разделяют на DCE (Data Communication Equipment) и DTE (Data Terminal Equipment); нельзя соединить два DTE или два DCE. С помощью кабеля NULL-modem можно превратить DTE в DCE и наоборот. Такой способ используется при соединении, например, двух компьютеров через COM-порты.

Главный элемент последовательного интерфейса - микросхема UART (Universal Asynchron Recceiver Transmitter). Раньше использовались микросхемы UART 8250, которые могли передавать/принимать данные со скоростью 9600 bps, сейчас применяются микросхемы UART 16450, которые обеспечивают скорость до 115200 bps (появились более скоростные микросхемы).

Данные при последовательной передаче разделяются служебными посылками, которые называются стартовый бит (Start bit) и стоп-бит (Stop bit). Они указывают соответственно на начало и конец передачи последовательности данных (Data bit). Данный метод позволяет осуществить синхронизацию между приемной и передающей сторонами, а также выровнять скорость обмена данными. Иногда для идентификации ошибок используют еще бит контроля четности. Существует два варианта бита контроля четности: бит контроля четный (Even Parity) и нечетный (Odd Parity). Значение определяется двоичной суммой всех передаваемых битов данных. В большинстве случаев проверка четности не осуществляется.

В панели управления Windows все эти значения можно изменять, так как в большинстве случаев коммуникационные порты сами настраиваются оптимальным образом. Каждый порт требует прерывание.

Существует довольно большое количество устройств, подключаемых к последовательному порту. Это и старые мыши, и дигитайзеры, многие модемы, некоторые джойстики. Поэтому возникает проблема с заменой порта на что-нибудь современное. В последних спецификациях компьютеров говориться, что вся периферия должна подключаться к USB, подключение же к другим портам нежелательно. Вполне возможно, что скоро будут производиться системные платы без устаревших разъемов COM, PS/2 и LPT. Но этот процесс тормозиться, во-первых тем, что у людей есть устройства, работающие через COM, и они еще вовсю выпускаются, а, во-вторых, тем, что в большинстве случаев переход c COM на USB не дает практически никаких преимуществ. Ведь возможностей порта для того же модема вполне хватает.

Интерфейс AT

Представляет собой 5-контактный DIN-разъем предназначен исключительно для подключения клавиатуры.

Рисунок 13 - 5-контактный DIN-разъем

Передача и прием происходят по одному каналу. Тактовый канал предназначен для синхронизации этих функций. Канал Reset (сброс) служит для передачи сигнала на перезагрузку компьютера, но обычно он не используется.

Интерфейс уже устарел, и системные платы с DIN-разъемом уже не производятся. Хотя AT-клавиатуры продаются довольно часто.

Таблица 4 - Сигналы 5-контактного разъема клавиатуры

Номер контакта	Сигнал	Назначение
1	Тактовая чатота	Выход
2	Линия данных	Прием/передача данных
3	Сброс	-
4	Корпус	Вход
5	+5 V	Вход

Интерфейс PS/2

В настоящее время наиболее распространенным способом подключения клавиатуры и мыши является их подключение к маленькому 6-контактному порту PS/2. На материнских платах имеется два разъема, один из которых предназначен для мыши, другой - для клавиатуры. Сделать наоборот не получится. Из-за малых размеров разъем еще часто называют Mini-DIN. Его сигналы совместимы с сигналами DIN-разъема, поэтому, имея переходник, можно подключить к нему и старую AT-клавиатуру.

Рисунок 14 - 6-контактный PS/2-разъем

Контроллер, обрабатывающий сигналы, поступающие с клавиатуры или мыши, очень чувствителен к перепадам напряжения. Поэтому не вставляйте в порт PS/2 ничего до выключения компьютера - иначе контроллер может выйти из строя, и придется тогда менять материнскую плату.

Таблица 5 - Сигналы 6-контактного разъема PS/2

6-контакный	5-контакный	Сигнал
1	2	Данные
2	3	Резерв
3	4	Корпус
4	5	+5 V
5	1	Синхросигнал
6	-	Резерв

Для того, чтобы не перепутать разъемы, предназначенные для мыши и клавиатуры, стандартом предусмотрена различная цветовая раскраска штекеров: фиолетовый для клавиатуры и зеленый для мыши.