9. Организация ввода-вывода (продолжение)

Последовательный интерфейс – COM-порт

Универсальный внешний последовательный интерфейс COM-порт (Communications Port – коммуникационный порт) присутствует в PC, начиная с первых моделей. Этот порт обеспечивает асинхронный обмен по стандарту RS-232C. (Синхронный обмен является кадр-ориентированным способом передачи данных, а асинхронные протоколы в упрощенном понимании – это способы, ориентированные на передачу символов данных).

Рис. 9.1. Асинхронная (а) и синхронная (б) передача на уровне байт.

COM-порты реализуются на микросхемах универсальных асинхронных приемопередатчиков (UART), совместимых с семейством i8250/16450/16550 (16450 – быстродействующая версия 8250 для AT; 16550 – развитие 16450, может использовать DMA, имеется буфер FIFO, некорректный, которым нельзя пользоваться; 16550А – имеет работающие 16-байтные FIFO-буферы приема и передачи и возможность использования DMA). Порты занимают в пространстве ввода-вывода по 8 смежных 8-битных регистров и располагаются по стандартным базовым адресам 3F8h (COM1), 2F8h (COM2), 3E8h (COM3), 2E8h (COM4). Порты вырабатывают стандартные аппаратные прерывания IRQ4 (обычно используется для COM1 и COM3) и IRQ3 (для COM2 и COM4). Скорость передачи данных может достигать 115 200 бит/с.

Компьютер может иметь до четырех стандартных последовательных портов COM1–COM4 с поддержкой на уровне BIOS. Сервис BIOS Int 14h обеспечивает инициализацию порта, ввод, вывод символа и опрос состояния. Через Int 14h скорость передачи программируется в диапазоне 110–9600 бит/с. Для повышения производительности широко используется взаимодействие программ с портом на уровне регистров.

Основное назначение порта – подключение коммуникационного оборудования (например, модема) для связи с другими компьютерами и сетями. К порту могут непосредственно подключаться и периферийные устройства с последовательным интерфейсом: принтеры, плоттеры, терминалы и пр. COM-порт широко применяется для подключения мыши. К COM-порту могут подключаться и электронные ключи. Если возникает необходимость в большом количестве последовательных интерфейсов, то в ПК можно установить несколько специальных адаптеров-мультиплексоров, которые выпускают обычно на 4, 8, 12 или 16 портов. BIOS мультиплексоры не поддерживает.

Интерфейс RS-232C предназначен для подключения ………………….

Если аппаратура соединяется ………………….

Таблица 9.1. Назначение сигналов интерфейса RS-232C.

Обозначение	Название сигнала	Направление I/O
PG	Protected Ground – Защитная земля	–
TD	Transmit Data – Передаваемые данные	O
RD	Receive Data – Принимаемые данные	I
RTS	Request To Send – Запрос на передачу	O
CTS	Clear To Send – Готовность модема к приему данных для передачи	I
DSR	Data Set Ready – Готовность модема к работе	I
SG	Signal Ground – Схемная земля	–
DCD	Data Carrier Detected – Несущая обнаружена	I
DTR	Data Terminal Ready – Готовность терминала (PC) к работе	O
RI	Ring Indicator – Индикатор вызова	I

Таблица 9.2. Номера контактов интерфейса RS-232C.

Обозначение	Номер контакта разъема DB25	Номер контакта разъема DB9
PG	1	5
TD	2	3
RD	3	2
RTS	4	7
CTS	5	8
DSR	6	6
SG	7	5
DCD	8	1
DTR	20	4
RI	22	9

Рис. 9.2. Нуль-модем (трехпроводка)

Рис. 9.3. Полный нуль-модем.

Рис. 9.4. Заглушка для проверки COM-порта.

………………….

3