Лабораторная работа 7 Стандартные интерфейсы последовательного обмена данными

Цель работы: познакомиться со стандартами, принятыми для обеспе­чения последовательного обмена в вычислительных системах, физи­чес­кой реализацией каналов последовательного обмена и их программированием.

1. Методические указания по подготовке к лабораторной работе.

Микропроцессорная система без внешних устройств (клавиа­туры, дисплея, накопителей информации на магнитных носителях, принтера) оказывается бесполезной. Поэтому при разработке вычислительной системы большое внимание уделяется организации взаимодействия системы с внешними устройствами. Основное требование при этом - надежная, без потерь передача информации. Для обеспечения этого требования разработаны и стандартизованы различные интерфейсы, предназначенные для обмена информацией между вычислительной системой и внешними устройствами.

Интерфейсом называется набор сигналов, которыми обменива­ются ЭВМ и внешнее устройство при приеме и передаче информации, а также аппаратура, обеспечивающая этот обмен. Последователь­ность передачи сигналов во времени называется протоколом обмена.

Интерфейсы принято делить на магистральные и радиальные. Магистральным называется такой интерфейс, к которому подключаются одновременно несколько устройств. Такой интерфейс обычно используется для связи блоков самой вычислительной системы. Для связи ЭВМ и внешнего устройства используется обычно радиальный интерфейс (для каждого внешнего устройства используется свой канал связи). По протоколу обмена интерфейсы делят на параллельные и последовательные. Все интерфейсы общего применения ориентированы на байтовый (восьмибитовый) обмен информацией. В параллельном интерфейсе байт данных передается по восьми линиям одновременно, а в последовательном по одной линии бит за битом последовательно. В настоящей работе рассматриваются радиальные последовательные интерфейсы общего применения. Наиболее употребительные из них RS-232C (международный стандарт), стык С2 (его отечественный аналог) и ИРПС.

1.1. Интерфейс rs-232c

Интерфейс RS-232C – один из наиболее часто использующихся стандартных последовательных интерфейсов. Основы функциони­рования этого интерфейса подробно изложены в учебнике, поэтому мы сосредоточим внимание на его физической реализации.

Стандартный последовательный порт интерфейса RS-232C представляет собой 25 контактный разъем. Терминальное оборудова­ние обычно оснащено разъемом со штырьками, а связное – разъемом с отверстиями (но могут быть и исключения).

Разводка контактов разъема RS-232C приведена в таблице 1.

Таблица 1

Номер контакта	Сигнал	Направление передачи	Полное название сигнала
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25	FG TD(TxD) RD(RxD) RTS CTS DSR SG DCD - - QM SDCD SCTS STD TS SRD RC DCR SRTS DTR SQ RI - TC -	- к ООД к АПД к ООД к АПД к АПД - к АПД к АПД к АПД к АПД к АПД к АПД к ООД к АПД к АПД к АПД к ООД к ООД к ООД к АПД к АПД к ООД к ООД к ООД	Основная или защитная земля Передаваемые данные Принимаемые данные Запрос передачи Сброс передачи Готовность модема Сигнальная земля Обнаружение несущей данных Положительное контр. напр. Отрицательное контр. напр. Режим выравнивания Обнар. несущей втор. данных Вторичный сброс передачи Втор. передаваемые данные Синхронизация передатчика Втор. принимаемые данные Синхронизация приемника Разделенная синхр. приемника Вторичный запрос передачи Готовность терминала Качество сигнала Индикатор звонка Селектор скорости данных Внешн. синхр. передатчика Занятость

На практике вспомогательный канал RS-232C применяется редко, и в асинхронном режиме из 25 линий используется обычно только первые 8. Назначение линий в этом случае приведено в таблице 2.

1.2. Интерфейс ИРПС.

Стандарт ИРПС (интерфейс радиальный, последовательный) описывает вариант последовательного интерфейса, обеспечивающего асинхронную передачу постоянного тока (токовая петля) по четырех­проводной линии. В некоторых случаях допустима цепь, указывающая на готовность внешнего устройства. Линии сигналов интерфейса ИРПС приведены в таблице 4. Каждая линия представляет собой двухпроводную петлю. Наличие или отсутствие тока в петле является логической единицей или нулем. Стандартизованное значение лог.1 - 15...25 мА, лог.0 - 0...3 мА («20 мА токовая петля «). Цепи взаимосвязи выполняются витыми парами проводов. Типы применяемого разъема и кабеля стандартом не регламентируются.