COM 포트 핀아웃(RS232). COM 포트 핀아웃(RS232) 직렬 인터페이스 RS 232
컴퓨팅에서 직렬 포트는 정보를 한 번에 전송하거나 출력하는 직렬 통신 인터페이스입니다. 개인용 컴퓨터의 역사 대부분에서 데이터는 직렬 포트를 통해 모뎀, 터미널 및 다양한 주변 장치와 같은 장치로 전송되었습니다.
이더넷, FireWire 및 USB와 같은 인터페이스는 모두 데이터를 직렬 스트림으로 전송하지만 "직렬 포트"라는 용어는 일반적으로 모뎀 또는 유사한 통신 장치와 인터페이스하도록 설계된 RS-232 표준과 어느 정도 호환되는 하드웨어를 나타냅니다.
직렬 포트가 없는 최신 컴퓨터에는 RS-232 직렬 장치와의 호환성을 보장하기 위해 직렬 변환기가 필요할 수 있습니다. 직렬 포트는 산업 자동화 시스템, 과학 장비, POS 시스템, 일부 산업 및 소비자 제품과 같은 응용 분야에서 여전히 사용되고 있습니다. 서버 컴퓨터는 직렬 포트를 관리 또는 진단 콘솔로 사용할 수 있습니다. 네트워크 장비(예: 라우터 및 스위치)는 구성을 위해 직렬 콘솔을 사용하는 경우가 많습니다. 직렬 포트는 단순하고 저렴하며 콘솔 기능이 고도로 표준화되고 광범위하기 때문에 이러한 영역에서 여전히 사용됩니다.
COM 포트 핀아웃(RS232)
COM 포트에는 기존 25핀 커넥터와 이를 대체한 최신 9핀 커넥터의 두 가지 유형이 있습니다.
아래는 커넥터가 포함된 일반적인 표준 9핀 RS232 커넥터의 다이어그램입니다. 이러한 유형의 커넥터는 DB9 커넥터라고도 합니다.
- 반송파 탐지(DCD).
- 데이터(RXD)를 수신합니다.
- 데이터 전송(TXD).
- 수신측(DTR) 교환 준비.
- 접지(GND).
- 소스 교환 준비(DSR).
- 전송 요청(RTS).
- 전송 준비가 완료되었습니다(CTS).
- 링잉 신호(RI).
스위치에 대한 RJ-45 - DB-9 직렬 포트 어댑터 핀아웃 정보
콘솔 포트는 RJ-45 커넥터를 사용하여 PC나 노트북과 같은 제어 장치에 연결하는 RS-232 직렬 인터페이스입니다. 노트북이나 PC에 DB-9 커넥터 핀이 없고 노트북이나 PC를 스위치에 연결하려면 RJ-45와 DB-9 어댑터를 함께 사용하세요.
| DB-9 | RJ-45 | ||
|---|---|---|---|
| 데이터 수신 | 2 | 3 | |
| 데이터 전송 | 3 | 6 | |
| 교환 의지 | 4 | 7 | |
| 지구 | 5 | 5 | |
| 지구 | 5 | 4 | |
| 교환 의지 | 6 | 2 | |
| 이체요청 | 7 | 8 | |
| 이전 준비 완료 | 8 | 1 |
와이어 색상:
1 블랙
2 브라운
3 레드
4 오렌지
5 노란색
6 녹색
7 블루
8 회색(또는 흰색)
트베리 주립 기술대학교
V.V. 레베데프, A.N. 바실리예프, A.R. 하바로프
컴퓨터 주변기기
지도 시간
초판
230101 컴퓨터, 시스템 및 네트워크 전문 분야를 공부하는 고등 교육 기관 학생들을 위한 교육 보조 도구로 대학 폴리테크닉 교육을 위한 대학 교육 및 방법론 협회의 승인을 받았습니다.
UDC 681.327.8(075.8)
BBK 32.973.26-04ya7
레베데프, V.V. 컴퓨터 주변기기: 교과서 / V.V. 레베데프, A.N. 바실리예프, A.R. 하바로프. 1판 트베르: TSTU, 2009. 176p.
주변 장치와 컴퓨터의 작동 및 상호 작용 원리에 대한 설명이 포함되어 있습니다. 가장 성공적으로 사용된 RS-232C 인터페이스 중 하나를 자세히 살펴봅니다. 매뉴얼의 자료를 통해 학생들은 모뎀, 키보드, 프린터 및 비디오 어댑터 작동의 이론적 기초를 숙지하고 제안된 실험실 워크숍을 수행할 때 이를 통합할 수 있습니다.
230101 전문 학생을 위한 것입니다. 교과 과정 및 졸업장 설계 중에 이 분야를 공부하기 위한 컴퓨터, 복합 단지, 시스템 및 네트워크입니다.
검토자: Tver State Technical University의 컴퓨터 부서장, 기술 과학 박사, V.A. Grigoriev; 연방 정부 단일 기업 "교통 공학 중앙 설계국"(주요 엔지니어 D.V. Surinsky).
ISBN 978-5-7995-0427-4 © 트베리주
기술대학교, 2009
소개
현대 컴퓨터는 계산 및 정보 문제를 해결하는 과정에서 자동 정보 처리를 위해 설계된 복잡한 하드웨어 및 소프트웨어 복합체입니다. 개방형 아키텍처 원리 덕분에 다양한 목적을 위한 다양한 추가 주변 장치를 컴퓨터 시스템 장치에 연결할 수 있습니다. 주변 장치의 도움으로 다양한 정보 소스(공급자) 및 정보 수신자(소비자)와의 통신이 수행됩니다. 주변 장치의 기능은 매우 다양하지만 그중 두 가지 주요 기능은 다양한 저장 매체에 정보를 저장하는 것과 외부 장치가 수행하는 기능에 따라 정보를 변환하는 것으로 구분할 수 있습니다. 주변 장치에는 I/O 장치 및 외부 메모리가 포함됩니다. 컴퓨터에 정보를 입력하기 위한 하드웨어 - 키보드, 다양한 유형의 조작기(마우스, 트랙볼, 조이스틱), 스캐너 및 기타 장치 모니터, 프린터, 플로터, 음성 합성기 등 컴퓨터에서 정보를 출력하기 위한 하드웨어에. 모뎀은 정보를 전송하고 수신하는 데 사용됩니다. 외부 컴퓨터 메모리 장치는 양방향 정보 교환 기능을 수행하며 프로그램과 데이터를 영구적으로 저장하는 데 사용됩니다.
컴퓨터와 주변 장치 간의 통신은 입출력 포트 또는 인터페이스를 통해 수행됩니다. 인터페이스는 장치 상호 작용에 대한 통일된 원칙을 설정하는 일련의 규칙 및 도구로 이해됩니다. 주변 장치의 인터페이스에는 기술 설계, 전송된 신호 세트, 컴퓨터와 정보를 교환하기 위한 규칙이 포함됩니다. 직렬 인터페이스와 병렬 인터페이스라는 두 가지 주요 클래스가 있습니다. 순전히 이론적으로 병렬은 항상 순차보다 속도가 뛰어나야 하지만 실제로는 순차도 틈새 시장을 점유했기 때문에 장점이 있는 것으로 나타났습니다.
주변기기와의 통신을 위한 인터페이스에 대한 연구가 필요한 이유는 유능한 컴퓨터 전문가가 기존의 표준 인터페이스를 기반으로 다양한 인터페이스 장치를 구축하고, 필요한 경우 자체 인터페이스를 개발하기 위해서는 이론적 지식과 실무 능력을 갖추어야 하기 때문입니다.
이 튜토리얼에서는 가장 널리 사용되는 인터페이스 중 하나인 RS-232C 또는 COM 포트의 작동 원리에 대해 설명합니다. 이를 연구하면 직렬 인터페이스의 작동 원리, 직렬 신호 전송을 위한 전자 회로 작동 프로토콜을 빠르게 익히고 USB 및 FireWire와 같은 다른 직렬 인터페이스를 마스터할 수 있습니다.
모뎀, 키보드, 프린터, 모니터 등 다양한 주변기기를 다룹니다. 인터페이스를 고려할 때 특히 주의를 기울입니다. 많은 양의 배경 정보가 제공됩니다.
실험실 워크숍이 제공되며, 이를 통해 이론적 자료를 통합하고 더 잘 동화할 수 있을 뿐만 아니라 주변 장치용 인터페이스 개발 및 사용에 대한 실용적인 기술을 습득할 수 있습니다.
이 교과서는 주로 컴퓨터와 주변 장치 간의 상호 작용 문제를 연구하고 연구하는 대학생과 교사, 대학원생 및 젊은 전문가를 대상으로 합니다.
RS-232C 인터페이스
인터페이스 RS-232C – COM 포트
한 방향으로 데이터를 전송하기 위한 직렬 인터페이스는 하나의 신호 라인을 사용하며, 이를 따라 정보 비트가 순차적으로 전송됩니다. 인터페이스 및 포트의 영어 이름이 직렬 인터페이스(Serial Interface) 및 직렬 포트(Serial Port)인 경우가 종종 "직렬(serial)"로 잘못 번역됩니다. 직렬 전송은 신호선 수를 줄이고 장거리 통신을 향상시킵니다.
첫 번째 모델부터 PC에는 COM 포트(통신 포트)라는 직렬 포트가 있었습니다. 이 포트는 RS-232C 표준을 사용하여 비동기 교환을 제공합니다. PC에서의 동기 교환은 SDLC 또는 V.35와 같은 특수 어댑터를 통해서만 지원됩니다. COM 포트는 i8250/16450/16550 제품군과 호환되는 UART(범용 비동기 트랜시버) 칩에서 구현됩니다. 이는 I/O 공간에서 8개의 인접한 8비트 레지스터를 차지하며 표준 기본 주소 3F8h(COM1), 2F8h(COM2), 3E8h(COM3), 2E8h(COM4)에 위치할 수 있습니다. 포트는 하드웨어 인터럽트 IRQ4(보통 COM1 및 COM3에 사용됨) 및 IRQ3(COM2 및 COM4용)을 생성할 수 있습니다. 외부 측면에는 포트에 직렬 전송 및 수신 데이터 회선은 물론 RS-232C 표준을 준수하는 제어 및 상태 신호 세트가 있습니다. COM 포트에는 컴퓨터 후면 패널에 연결된 외부 수 커넥터 DB25P 또는 DB9P가 있습니다. 갈바닉 절연은 없습니다. 연결된 장치의 회로 접지는 컴퓨터의 회로 접지에 연결됩니다. 데이터 전송 속도는 115,200bps에 달할 수 있습니다.
컴퓨터에는 BIOS 수준에서 지원되는 최대 4개의 직렬 포트 COM1 - COM4(AT 클래스 시스템의 경우 일반적으로 2개의 포트)가 있을 수 있습니다. BIOS Int 14h 서비스는 포트 초기화, 문자 입력 및 출력(중단 없음) 및 상태 폴링을 제공합니다. Int 14h를 통해 전송 속도는 110-9600bps(포트의 실제 성능보다 낮음) 범위에서 프로그래밍할 수 있습니다. 성능을 향상시키기 위해 레지스터 수준에서 포트와의 프로그램 상호 작용이 널리 사용되며, 이를 위해서는 COM 포트 하드웨어와 i8250/16450/16550 소프트웨어 모델의 호환성이 필요합니다.
포트 이름은 통신 장비(예: 모뎀)를 연결하여 다른 컴퓨터, 네트워크 및 주변 장치와 통신하는 주요 용도를 나타냅니다. 직렬 인터페이스가 있는 주변 장치(프린터, 플로터, 터미널 등)도 포트에 직접 연결할 수 있습니다. COM 포트는 마우스를 연결하고 두 컴퓨터 간의 직접 통신을 구성하는 데 널리 사용됩니다. 전자 키도 COM 포트에 연결됩니다.
거의 모든 최신 마더보드(486 프로세서용 PCI 보드로 시작)에는 2개의 COM 포트용 어댑터가 내장되어 있습니다. 포트 중 하나는 주변 장치(IrDA)와의 무선 적외선 통신에도 사용할 수 있습니다. 한 쌍의 COM 포트가 있는 ISA 카드가 있으며, 이 카드는 디스크 인터페이스 컨트롤러뿐만 아니라 LPT 포트에 가장 인접해 있습니다. "전통적인" COM 포트는 소프트웨어 제어 방식으로만 데이터 교환을 허용하는 반면, 프로세서는 각 바이트를 전송하기 위해 여러 명령을 실행해야 합니다. 최신 포트에는 FIFO 데이터 버퍼가 있으며 DMA 채널을 통한 데이터 교환이 가능하므로 CPU 부담이 크게 줄어듭니다.
PC`99 사양에서는 기존 COM 포트를 권장하지 않지만 여전히 사용할 수 있습니다. 존재하는 경우 UART 16550A와 호환되어야 하며 최대 115.2Kbps의 속도를 제공해야 합니다. 전통적으로 COM 포트를 사용하는 장치를 USB 및 FireWire 직렬 버스로 변환하는 것이 좋습니다.
RS-232C 프로토콜
RS-232C 표준은 단일 종단 송신기 및 수신기를 설명합니다. 신호는 공통 와이어를 기준으로 전송됩니다. 회로 접지(균형 차동 신호는 RS-422와 같은 다른 인터페이스에서 사용됩니다). 인터페이스는 장치의 갈바닉 절연을 제공하지 않습니다. 논리적인 것은 -12 ... -3V 범위의 수신기 입력 전압에 해당합니다(그림 1). 논리 0은 +3 ... +12V 범위에 해당합니다. -3 ~ +3V 범위는 수신기의 히스테리시스를 유발하는 불감대입니다. 회선 상태는 임계값을 초과한 후에만 변경된 것으로 간주됩니다. 송신기 출력의 신호 레벨은 각각 1과 0을 나타내기 위해 -12 ... -5V 및 +5 ... +12V 범위에 있어야 합니다.
인터페이스는 AC 전원이 공급되고 서지 보호기가 있는 경우 연결되는 장치에 대한 보호 접지를 가정합니다.
가장 일반적으로 사용되는 것은 3선 또는 4선 연결(양방향 전송용)입니다. 4선 통신선의 연결 다이어그램이 그림 1에 나와 있습니다. 2. 2선 통신 회선의 경우 컴퓨터에서 외부 장치로만 전송하는 경우 SG 및 TxD 신호가 사용됩니다. 10개의 인터페이스 신호는 모두 컴퓨터를 모뎀에 연결할 때만 활성화됩니다.
그림 1. 송신기의 RS-232C 신호 레벨
통신 회선의 수신 끝
그림 2. RS-232C용 4선 통신 회선 다이어그램
COM 포트 커넥터(및 기타 ADF 데이터 전송 장비)의 접점 할당은 표에 나와 있습니다. 1. 모뎀의 경우 회로 이름과 접점 이름은 동일하지만 신호(입력-출력)의 역할이 반대입니다.
PC COM 포트의 관점에서 비동기 모드와 관련된 RS-232C 신호의 하위 집합을 고려해 보겠습니다. 편의를 위해 COM 포트 및 대부분의 장치 설명에 채택된 니모닉이라는 이름을 사용합니다(얼굴 없는 명칭 RS-232 및 V.24와 다릅니다). 인터페이스 신호의 목적은 표에 나와 있습니다. 2.
표 1. RS-232C 인터페이스의 커넥터 및 신호
| 회로 지정 | 커넥터 핀 | PC 리모트 커넥터 케이블 배선번호 | 방향 | ||||||
| COM 포트 | RS-232 | V.24 | DB-25P | DB-9P | 1 1 | 2 2 | 3 3 | 4 4 | 입출력 |
| PG | A.A. | (10) | (10) | (10) | - | ||||
| S.G. | AB | - | |||||||
| T.D. | 학사 | 영형 | |||||||
| R.D. | BB | 나 | |||||||
| RTS | C.A. | 영형 | |||||||
| CTS | C.B. | 나 | |||||||
| DSR | CC | 나 | |||||||
| DTR | CD | 108/2 | 영형 | ||||||
| DCD | CF | 나 | |||||||
| R.I. | 기원후 | 나 |
노트:
8비트 멀티카드용 리본 케이블 1개.
2 16비트 멀티카드용 리본 케이블과 마더보드의 포트.
3 마더보드의 리본 케이블 포트용 옵션.
4 25핀 커넥터에 연결되는 와이드 리본 케이블.
모뎀을 COM 포트에 연결하는 경우의 일반적인 제어 신호 순서는 그림 1에 나와 있습니다. 3. 양수 레벨은 논리적 상태 "off"에 해당하고 음수 레벨은 "on"에 해당한다는 점을 기억해 보겠습니다.
표 2. RS-232C 인터페이스 신호의 목적
| 신호 | 목적 |
| PG | 보호 접지 - 보호 접지, 장치 본체 및 케이블 쉴드에 연결됨 |
| S.G. | 신호 접지 – 신호 레벨이 적용되는 신호(회로) 접지 |
| T.D. | 데이터 전송 – 직렬 데이터 – 송신기 출력 |
| R.D. | 데이터 수신 - 직렬 데이터 - 수신기 입력 |
| RTS | 전송 요청 – 데이터 전송 요청 출력: "on" 상태는 단말기에 전송할 데이터가 있음을 모뎀에 알립니다. 반이중 모드에서는 방향을 제어하는 데 사용됩니다. "켜짐" 상태는 모뎀에 전송 모드로 전환하라는 신호 역할을 합니다. |
| CTS | Clear to send – 터미널이 데이터를 전송할 수 있도록 허용하는 입력입니다. "꺼짐" 상태는 데이터 전송을 금지합니다. 신호는 하드웨어 흐름 제어에 사용됩니다. |
| DSR | 데이터 세트 준비 – 데이터 전송 장비의 준비 신호 입력(모뎀은 작동 모드에서 채널에 연결되어 있으며 채널 반대쪽 끝에 있는 장비와 협력하여 작업을 완료했습니다) |
| DTR | 데이터 터미널 준비 - 데이터 교환을 위한 터미널 준비 신호 출력, "on" 상태는 전환된 채널을 연결된 상태로 유지합니다. |
| DCD | 데이터 캐리어 감지 – 원격 모뎀 캐리어 감지 신호 입력 |
| R.I. | 링 표시기 – 호출 표시기 입력. 교환 채널에서 이 신호는 모뎀에서 호출이 수락되었음을 나타내는 데 사용됩니다. |
쌀. 3. RS-232C 인터페이스의 제어 신호 순서
일련의 제어 신호를 고려해 봅시다.
1. DTR 신호를 설정함으로써 컴퓨터는 모뎀을 사용하겠다는 의사를 나타냅니다.
2. DSR 신호를 설정함으로써 모뎀은 연결을 설정할 준비가 되었음을 알립니다.
3. RTS 신호를 통해 컴퓨터는 전송 허가를 요청하고 모뎀으로부터 데이터를 수신할 준비가 되었음을 선언합니다.
4. 모뎀은 CTS 신호를 통해 컴퓨터로부터 데이터를 수신하여 회선으로 전송할 준비가 되었음을 알립니다.
5. CTS 신호를 제거하면 모뎀에서 추가 수신이 불가능하다는 신호를 보냅니다(예: 버퍼가 가득 참). 컴퓨터는 데이터 전송을 일시 중지해야 합니다.
6. 모뎀은 CTS 신호를 복원함으로써 컴퓨터가 전송을 계속할 수 있도록 합니다(버퍼에 공간이 나타남).
7. RTS 신호를 제거한다는 것은 컴퓨터의 버퍼가 가득 찼거나(모뎀이 컴퓨터로의 데이터 전송을 일시 중지해야 함) 모뎀으로 전송할 데이터가 없음을 의미할 수 있습니다. 일반적으로 이 경우 모뎀은 컴퓨터로의 데이터 전송을 중지합니다.
8. 모뎀은 CTS 신호를 재설정하여 RTS 신호 제거를 확인합니다.
9. 컴퓨터는 RTS 신호를 재설정하여 전송을 재개합니다.
10. 모뎀은 이러한 작업에 대한 준비가 되었는지 확인합니다.
11. 컴퓨터에 교환이 완료되었음을 표시합니다.
12. 모뎀이 확인으로 응답합니다.
13. 컴퓨터는 일반적으로 연결을 끊는 신호인 DTR 신호를 제거합니다.
14. 모뎀은 DSR 신호를 재설정하여 연결이 끊어졌음을 나타냅니다.
이 순서를 고려하면 널 모뎀 케이블의 DTR-DSR 및 RTS-CTS 연결이 명확해집니다.
비동기식 전송(그림 4)의 경우 각 바이트 앞에는 수신자에게 전송을 시작하라는 신호를 보내는 시작 비트가 오고, 그 뒤에는 데이터 비트와 패리티(패리티) 비트가 옵니다. 전송은 전송 사이의 일시 중지를 보장하는 정지 비트로 끝납니다. 다음 바이트의 시작 비트는 정지 비트 이후 언제든지 전송됩니다. 즉, 전송 간에 임의 기간의 일시 중지가 가능합니다. 항상 엄격하게 정의된 값(논리 0)을 갖는 시작 비트는 수신기를 송신기의 신호와 동기화하는 간단한 메커니즘을 제공합니다. 수신기와 송신기가 동일한 전송 속도로 작동한다고 가정합니다.
비동기식 전송 형식을 사용하면 잘못된 시작 비트, 손실된 정지 비트, 패리티 오류 등 가능한 전송 오류를 식별할 수 있습니다. 형식 제어를 사용하면 줄바꿈을 감지할 수 있습니다. 이 경우 논리적 0이 허용되며, 이는 먼저 시작 비트와 0 데이터 비트로 해석된 다음 정지 비트 제어가 트리거됩니다.
쌀. 4. 비동기식 전송 형식
비동기 모드의 경우 50, 75, 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19,200, 38,400, 57,600 및 115,200bps 등 다양한 표준 환율이 채택되었습니다. 때로는 단위 비트/초 대신 보드(baud)가 사용되지만 이진 전송 신호를 고려할 때 이는 올바르지 않습니다. 회선 상태 변화의 빈도를 전송(baud) 단위로 측정하는 것이 일반적이며, 통신 채널에서 비이진 코딩 방법(현대 모뎀에서 널리 사용됨)을 사용하면 비트 전송률(bit/s)과 신호 변경(baud)이 여러 가지로 다를 수 있습니다. 타임스.
데이터 비트 수는 5, 6, 7 또는 8일 수 있습니다. 정지 비트 수는 1, 1.5 또는 2일 수 있습니다(1.5비트는 정지 간격의 지속 시간을 의미함).
비동기 모드는 바이트 중심(문자 중심)입니다. 전송되는 최소 정보 단위는 바이트(문자)입니다. 이와 대조적으로 동기 모드(COM 포트에서는 지원되지 않음)는 비트 지향적입니다. 이를 통해 전송된 프레임은 임의의 수의 비트를 가질 수 있습니다.
RS 232
RS-232는 비동기 통신을 지원하는 직렬 데이터 전송을 위한 표준 전기 인터페이스입니다(RS - 권장 표준, 번호 232).
이 장비 상호 연결 표준은 1969년에 여러 대기업에 의해 개발되었으며 미국 전자 산업 협회(EIA)에서 발표되었습니다. 국제 전기 통신 연합(International Telecommunication Union) ITU-T는 V.24 및 V.28이라는 유사한 권장 사항을 사용합니다.
RS-232 인터페이스는 두 장치의 연결을 제공합니다. 그 중 하나는 DTE(Data Terminal Equipment) - DTE(Data Terminal Equipment)이고 다른 하나는 DCE(Data Communications Equipment) - DCE(Data Communications Equipment)입니다.
일반적으로 DTE는 컴퓨터이고 DCE는 모뎀이지만 RS-232는 주변 장치(마우스, 프린터, 장치)를 컴퓨터에 연결하고 다른 컴퓨터 또는 컨트롤러에 연결하는 데 모두 사용되었습니다. DTE 및 DCE 명칭은 인터페이스 신호 이름에 사용되며 특정 구현에 대한 설명을 이해하는 데 도움이 됩니다.
RS-232 인터페이스(EIA-232 표준)는 25핀 DB 커넥터를 사용하며 DTE 및 DCE 직렬 장치(동기 및 비동기 모드 모두)를 연결하는 데 사용됩니다. 26핀 UD-26 커넥터(EIA-232-E/RS-232E ALT A)를 위한 이 인터페이스의 변형과 9핀 DB-9(EIA-574) 및 RJ-45를 위한 잘린 버전도 있습니다. (EIA-561)이 현재 가장 일반적입니다.
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연락하다 |
신호 |
DCE 장치에서 |
DCE 장치로 |
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전송된 데이터(TD) |
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수신(수신된 데이터, RD) |
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전송 요청(RTS) |
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전송 가능(CTS) |
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데이터 세트 준비(DSR) |
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신호 접지/공통 복귀 |
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반송파 감지(Rcvd. Line Signal Detector, CD, DCD) |
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시험전압(+) |
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시험전압(-) |
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사용되지 않음 |
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반송파 검출, 복귀(Rcvd. Line Signal Detector, CD) |
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보조 전송 취소 |
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보조 전송 데이터 |
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수신, 반환(2차 수신 데이터) |
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수신기 신호 요소 타이밍(RSET) |
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로컬 루프(LL) |
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2차 전송 요청 |
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데이터 터미널 준비(DTR) |
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신호 품질 감지(Sig. Quality Detector) |
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링 표시기 |
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데이터 속도 선택기(DCE) |
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송신기 신호 요소 타이밍(TSET) |
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사용되지 않음 |
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D - 데이터, C - 제어, T - 동기화
EIA RS-232-C 표준 및 V.24 CCITT 권장 사항에 따라 정의된 동기 및 비동기 데이터 전송을 위해 널리 사용되는 직렬 인터페이스입니다. 처음에는 중앙 컴퓨터를 터미널과 연결하기 위해 만들어졌습니다. 현재 다양한 응용 분야에서 사용되고 있습니다.
RS-232-C 인터페이스는 두 장치를 연결합니다. 첫 번째 장치의 전송 라인은 두 번째 장치의 수신 라인에 연결되며 그 반대도 마찬가지입니다(전이중). 연결된 장치를 제어하기 위해 소프트웨어 확인이 사용됩니다(전송된 데이터 스트림에 적절한 제어 문자 도입). 상태 판별 및 제어 기능을 제공하기 위해 RS-232 라인을 추가로 구성하여 하드웨어 확인 구성이 가능합니다.
RS-232C 인터페이스를 통한 교환 순서
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이름 |
방향 |
설명 |
연락하다 |
연락하다 |
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캐리어 감지 |
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데이터 수신 |
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데이터 전송 |
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데이터 터미널 준비 |
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시스템 접지 |
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데이터 세트 준비 |
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전송 요청 |
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보내려면 선택 취소 |
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링 표시기 |
RS-232C 인터페이스는 표준 외부 장치(프린터, 스캐너, 모뎀, 마우스 등)를 컴퓨터에 연결하고 컴퓨터를 서로 연결하기 위해 설계되었습니다. Centronics에 비해 RS-232C를 사용하는 주요 장점은 훨씬 더 먼 거리로 전송할 수 있고 훨씬 간단한 연결 케이블입니다. 동시에 작업하는 것이 다소 어렵습니다. RS-232C의 데이터는 직렬 코드로 바이트 단위로 전송됩니다. 각 바이트는 시작 및 중지 비트로 둘러싸여 있습니다. 데이터는 한 방향 또는 다른 방향으로 전송될 수 있습니다(이중 모드).
컴퓨터에는 25핀(DB25) 또는 9핀(DB9) RS-232C 커넥터가 있습니다. 커넥터 핀 할당은 표에 나와 있습니다.
신호의 목적은 다음과 같습니다.
FG - 보호 접지(스크린).
TxD - 컴퓨터에 의해 전송되는 데이터(부정 논리).
RxD - 컴퓨터가 수신한 데이터(부정 논리).
RTS(전송 요청) - 전송 요청 신호입니다. 전체 전송 중에 활성화됩니다.
CTS(Clear to Send) - 전송을 위한 재설정(지우기) 신호입니다. 전체 전송 중에 활성화됩니다. 수신기가 준비되었음을 나타냅니다.
DSR - 데이터 준비. 모뎀 모드를 설정하는데 사용됩니다.
SG - 신호 접지, 중성선.
DCD - 데이터 캐리어 감지(수신 신호 감지).
DTR - 출력 데이터 준비 상태.
RI—통화 표시기. 모뎀이 전화 네트워크를 통해 호출 신호를 수신하고 있음을 나타냅니다.
가장 일반적으로 사용되는 것은 3선 또는 4선 연결(양방향 전송용)입니다. 4선 통신선의 연결 다이어그램은 그림 1.1에 나와 있습니다.
2선 통신 회선의 경우 컴퓨터에서 외부 장치로만 전송하는 경우 SG 및 TxD 신호가 사용됩니다. 10개의 인터페이스 신호는 모두 컴퓨터를 모뎀에 연결할 때만 활성화됩니다.
전송된 데이터의 형식은 그림 1.2에 나와 있습니다. 데이터 자체(5, 6, 7 또는 8비트)에는 시작 비트, 패리티 비트 및 1개 또는 2개의 정지 비트가 수반됩니다. 시작 비트를 수신한 후 수신기는 특정 시간 간격으로 라인에서 데이터 비트를 선택합니다. 수신기와 송신기의 클럭 주파수가 동일한 것이 매우 중요하며 허용되는 불일치는 10%를 넘지 않습니다. RS-232C 전송 속도는 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200bps 범위에서 선택할 수 있습니다.
쌀. 1.1 RS-232C용 4선 통신선 다이어그램.
모든 RS-232C 신호는 특별히 선택된 레벨로 전송되어 통신의 높은 노이즈 내성을 보장합니다(그림 1.3.). 데이터는 역코드로 전송됩니다(논리적 1은 낮은 레벨에 해당하고 논리적 0은 높은 레벨에 해당함).
RS-232C를 통해 임의 장치를 컴퓨터에 연결하려면 일반적으로 3선 또는 4선 통신 회선이 사용되지만(그림 1.1 참조) 다른 인터페이스 신호도 사용할 수 있습니다.
쌀. 1.2 RS-232C 데이터 형식
RS-232C를 통한 교환은 특수 전용 포트 COM1(주소 3F8h...3FFh, 인터럽트 IRQ4), COM2(주소 2F8h...2FFh, 인터럽트 IRQ3), COM3(주소 3F8h...3EFh, 인터럽트)에 대한 호출을 사용하여 수행됩니다. IRQ10), COM4(주소 2E8h…2EFh, 인터럽트 IRQ11). 이러한 주소에 대한 호출 형식은 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 직렬 컨트롤러 마이크로 회로(예: i8250, KR580BB51)에 대한 다양한 설명에서 찾을 수 있습니다.
그림 1.3 통신 회선의 송신단과 수신단의 RS-232C 신호 레벨.
키 포인트:
1. 5번 이상의 COM 포트에 액세스할 수 있는 모든 프로그램은 Windows API 호출을 사용할 가능성이 높으므로 USB COM 포트에서 작동할 가능성이 높습니다.
2. 특정 드라이버를 통해 실행되는 응용 프로그램은 문제를 일으킬 수 있습니다. "사용자 정의" 드라이버는 Windows에서 인식되지 않는 포트에 특수 명령을 보낼 수 있습니다. 이러한 상황에서는 USB를 통해 COM 포트에 액세스하지 못할 수 있습니다.
3. 응용 프로그램 소프트웨어가 사용자에게 I/O 주소와 IRQ를 지정하도록 요구하는 경우 소프트웨어가 USB/RS232 어댑터를 인식하지 못할 가능성이 높습니다.
기사 평가:
접미사 RS-232C로 구분되는 여러 가지 RS-232 표준이 있습니다. RS-232D. RS-232E 등 이들 간의 차이점을 설명할 필요는 없습니다. 이는 동일한 장치의 기술적 기능을 지속적으로 개선하고 세부적으로 설명하는 것일 뿐입니다. 모든 최신 포트는 RS-232D 또는 RS-232E 사양을 지원합니다. RS-232 인터페이스(PC COM 포트 포함)가 있는 모든 포트에는 범용 비동기 트랜시버(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter. UART)가 포함되어 있습니다. 이는 이러한 모든 인터페이스에 대해 동일하기 때문에 "범용"이라고 불리는 이유입니다(예외 RS -232, RS-485 및 RS-422 1). RS-232에는 UART 논리 레벨(일반 논리 레벨 0^5 또는 0+3.3V)을 RS-232 레벨로 변환하는 회로도 포함되어 있습니다. 여기서 비트는 IJART에 비해 반전된 양극 전압 레벨로 전송됩니다. UART에는 포지티브 로직이 있습니다. 여기서 로직 1은 하이 레벨(+3 또는 +5V)인 반면 RS-232는 그 반대입니다. 로직 I은 -3 ~ -12V의 네거티브 레벨이고 로직 0은 포지티브 레벨입니다. +3 ~ +12V.
이 인터페이스를 통한 전송의 아이디어는 각각 0 또는 1이 될 수 있는 일련의 연속 펄스로 하나의 와이어를 통해 전체 바이트를 전송하는 것입니다. 특정 시점에서 라인 상태를 읽으면 그것을 복원할 수 있습니다. 보낸 것. 그러나 이 단순한 아이디어에는 몇 가지 어려움이 있습니다. 3개의 선(접지선과 2개의 신호선)으로 연결된 수신기와 송신기의 경우 전송 및 수신 속도를 설정해야 하며, 이는 선의 양쪽 끝에 있는 장치에 대해 동일해야 합니다. 이러한 속도는 표준화되어 있으며 1200, 2400. 4800, 9600. 14 400, 19 200. 28 800, 38 400, 56 000, 57 600, 115 200, 128 000, 256 000 범위에서 선택됩니다(더 느린 속도는 생략했습니다) 속도) 2 . 이 숫자는 초당 전송/수신된 비트 수(보드)를 나타냅니다. 문제는 수신기와 송신기가 물리적으로 완전히 다른 시스템이며 이러한 속도는 원칙적으로 엄격히 동일할 수 없으며(클럭 생성기의 매개변수 확산으로 인해), 어떻게든 환상적으로 동기화되더라도 시작하면 어떤 경우에도 빠르게 "분산"됩니다. 따라서 이러한 전송에는 항상 동기화에 사용되는 초기(시작) 비트가 수반됩니다. 8개(또는 패리티 검사를 사용하는 경우 9개)의 정보 비트와 정지 비트가 나온 다음에는 1개, 2개 또는 그 이상이 있을 수 있지만 이는 더 이상 근본적으로 중요하지 않습니다. 이제 그 이유를 살펴보겠습니다.
이러한 시퀀스의 전송에 대한 일반적인 다이어그램이 그림 1에 나와 있습니다. 길. 까다로운 부분은 시작 비트와 정지 비트라고 불리는 전송선 상태의 레벨이 서로 다르다는 것입니다. 이 경우 시작 비트는 양의 전압 레벨(논리 0)로 전송되고 테이블 비트는 음의 전압 레벨(논리 1) 3으로 전송됩니다.
모든 장치의 대부분이 작동하는 일반적인 데이터 형식은 8nl로 지정됩니다. 이는 8개의 정보 비트, 패리티 없음,
따라서 시작 비트의 가장자리는 항상 명확하게 인식됩니다. 이 순간 동기화가 발생합니다. 수신기는 시작 비트의 가장자리에서 주어진 환율 기간의 bA와 동일한 시간을 계산하고(대략 다음 비트의 중간에 도달하기 위해) 라인 상태 8(또는 9인 경우)을 기록합니다. 이는 사전 설정되어 있음)을 주어진 기간 동안 연속해서 수행합니다. 그 후, 라인은 정지 비트 상태로 들어가고 다음 시작 비트가 도착할 때까지 원하는 만큼 오랫동안 그 상태를 유지할 수 있습니다. 그러나 최소 정지 비트 수를 설정하면 수신기가 다음 시작 비트를 기다려야 하는 시간을 알 수 있습니다(물론 최소한 이는 교환 주파수의 한 주기, 즉 비트 중지). 이 시간 이후에 시작 비트가 도착하지 않으면 수신자는 소위 시간 초과, 즉 휴식을 러시아어로 등록하고 업무를 시작할 수 있습니다. 라인이 논리 0(고전압 레벨) 상태에서 "정지"되면 장치는 라인의 "깨진" 상태로 인식할 수 있습니다. 이는 매우 편리한 메커니즘이 아니며 다음을 통해 마이크로컨트롤러에서 지원되지 않습니다. UART. 물론 이것은 단순히 UART를 끄고 TxD 핀에 논리적 0 상태를 설정하거나(물리적 "브레이크"를 모방함) RxD 핀에서 논리적 0 레벨을 결정하는 것을 막지는 않습니다. 그러한 상태를 설정하거나 결정하지만 이것을 사용하는 심각한 이유가 있습니다. 솔직히 말해서 가능성은 보이지 않습니다(20장의 이 주제에 대한 설명도 참조하십시오).
쌀. P4.1. RS-232 직렬 인터페이스를 통한 데이터 전송 다이어그램
8N2 형식
1 테이블 비트. "패리티 없음"은 패리티 검사가 수행되지 않음을 의미합니다. 이것은 그러한 포트의 작동을 위한 가장 일반적인 방식이며 시간 초과로 인해 귀찮게 하지 않을 것이므로 원칙적으로 정지 비트가 몇 개인지는 상관하지 않지만 불필요한 복잡성을 피하기 위해 항상해야 합니다. 송신기와 수신기에서 동일하게 설정하십시오. 다이어그램에서 그림. P4.1은 특정 코드의 전송뿐만 아니라 명확성을 위해 다시 명확성을 위해 8n2 형식으로 모두 1과 모두 0으로 구성된 바이트의 전송을 보여줍니다.
설명된 운영 알고리즘으로부터 환율 불일치의 오류는 10~12비트 모두를 전송/수신하는 동안 주기의 절반 이상(예: 원칙적으로 실제 속도 차이는 4~5%에 달할 수 있지만 실제로는 여전히 표준 값에 최대한 가깝게 만들기 위해 노력하고 있습니다.
RS-232 수신기에는 비트 기간 동안 레벨을 한 번이 아니라 세 번 기록하는 회로가 추가로 장착되는 경우가 많습니다. 최종 결과는 수신된 세 개의 라인 상태 중 두 개의 동일한 레벨이 되어 무작위 간섭을 방지합니다. 표준에 따르면 통신선의 길이는 15m를 초과해서는 안 되지만 실제로는 훨씬 더 길어질 수 있습니다. 전송 속도를 너무 높게 선택하지 않으면 이러한 회선은 수십 미터 이상 안정적으로 작동할 수 있습니다. (이 회선의 작성자는 케이블을 통한 추가 트릭 없이 4800의 속도로 컴퓨터와 통신을 설정할 수 있었습니다. 두꺼운 것, 길이 약 0.5km). 테이블에 A4.1은 다양한 전송 속도에 대한 비차폐 통신 회선 길이에 대한 대략적인 경험적 데이터를 제공합니다.
표 P4.1. 다양한 데이터 속도를 위한 RS-232 케이블 길이
이러한 데이터는 공식적인 데이터로 간주될 수 없습니다. 영향을 미치는 요소(간섭 수준, 전선 두께, 케이블에서의 상대적 위치, 실제 전압 수준, 포트의 출력/입력 임피던스 등)가 너무 많습니다. 차폐 케이블 4의 경우 이 값을 약 1.5배에서 2배까지 늘릴 수 있습니다. "승인되지 않은" 길이의 통신 케이블을 사용하는 모든 경우에는 20장에 설명된 패리티 검사 및/또는 소프트웨어 방법(체크섬 계산 등)과 같은 추가 데이터 무결성 검사 조치를 적용해야 합니다.
양방향으로 작업하려면 각 트랜시버에 대해 RxD(수신) 및 TxD(송신)로 지정된 두 개의 라인이 필요합니다. 언제든지 라인 중 하나만 작동할 수 있습니다. 즉, 트랜시버는 데이터를 전송하거나 수신하지만 동시에는 그렇지 않습니다(소위 "반이중 모드" - UART 마이크로 회로가 가장 자주 하나의 레지스터와 수신 및 전송용). RS-232 커넥터에는 RxD 및 TxD 라인 외에도 다른 라인도 있습니다. 표준 DB 커넥터(9핀 및 25핀)에 대한 모든 핀의 전체 목록이 표에 나와 있습니다. P4.2. DB 커넥터 핀의 번호는 일반적으로 그림에 직접 표시되어 있습니다. 10장의 10.8(DB-15F 게임 포트 커넥터를 예로 사용)
표 P4.2. OB 커넥터용 접점
|
지정 |
방향 |
데이터 매체 감지 |
데이터 수신 |
데이터 전송 |
데이터 터미널 준비 |
일반(지상) |
데이터 세트 준비 |
데이터 전송 요청(전송 요청) |
표 P4.2 (끝)
수신기와 송신기의 정상적인 공동 작동을 위해서는 물론 RxD 및 TxD 핀을 십자형으로 연결해야 합니다. 한 장치의 TxD와 두 번째 RxD 또는 그 반대의 경우도 마찬가지입니다(RTS-CTS 등에 동일하게 적용됩니다). ). 이렇게 설계된 RS-232 케이블을 널 모뎀(간단한 확장 케이블과 반대)이라고도 합니다. 표준 구성은 그림 1에 나와 있습니다. P4.2. 옵션 "c"(그림 오른쪽)에서 추가 핀은 앞에서 설명한 대로 정확하게 연결됩니다.
쌀. P4.2. RS-232 널 모뎀 케이블 다이어그램: a.b - 다양한 전체 옵션,
c - 최소 옵션
RTS 및 DTR 출력 라인은 때때로 COM 포트에 연결된 장치에 전원을 공급하는 "불법적인" 목적으로 사용될 수 있습니다. 예를 들어 컴퓨터 마우스가 COM을 통해 작동하도록 설계된 방식이 바로 이것이다. 나중에 RTS 핀의 전력을 사용하는 장치(레벨 변환기)의 예를 보여 드리겠습니다. 필요한 경우 이 줄을 원하는 상태로 어떻게 설정할 수 있습니까?
- 지도 시간
소개 대신
늘 그렇듯이, 뭔가 이상한 일을 해볼 것을 제안합니다. 파란색 전기 테이프와 독창성을 사용하여 하나의 USB 포트를 통해 여러 개의 오래된 RS232 장치를 연결해 보십시오. 기사는 길지 않을 것이며, 무엇을 어디서 얻을 수 있는지, 왜 이 모든 것을 수행해야 하는지에 대한 설명이 될 것입니다.무엇을 위해?
이는 개별 장치로 구성되고 단일 기능을 수행하는 일부 특수 하드웨어 컴플렉스가 갑자기 수정되기 시작할 때 발생합니다. 물론 새로운 장비 세트를 찾으려고 노력할 수도 있지만 실제로는 거의 수행되지 않습니다. 그들은 자신이 가지고 있는 것을 수정하기 시작합니다. 때로는 신중하게 생각하지만 결과적으로 더 자주 발생합니다.일반적으로 이러한 복합체의 "두뇌"는 100,500개의 RS232 출력을 갖춘 컴퓨터입니다. 예를 들면 슈퍼마켓, ATM 등에서 계산원의 위치가 포함됩니다. 첫 번째 사례를 접했습니다.
이 컴퓨터는 그다지 강력하지는 않지만 엄청나게 비쌉니다. 당연히 더 이상 현대 기술의 요구 사항을 충족하지 못하므로 많은 사람들이 이를 일반 PC로 교체하고 적절한 가격에 적절한 전력을 얻으려는 아이디어를 내놓았지만 새 PC의 RS232에는 클래스로 사망했습니다. 이제 이 인터페이스는 고도로 전문화되었습니다. 따라서 RS232 묶음을 직접 조이거나 기성품 특수 솔루션을 찾아야 합니다.
물론 장비 자체를 교체할 수도 있지만, 괜찮은 회사의 고정식 레이저 스캐너 가격이 얼마인지 보고 이 가격에 그 수를 곱하면 마음이 바뀔 것입니다.
이 주제에 입문하지 않은 사람들은 즉시 중국 USBtoRS232 어댑터를 즐겁게 구입하고 모든 것이 매우 슬프게 진행됩니다. 이렇게하지 않는 것이 좋습니다. 두 번째 옵션은 여러 RS232가 포함된 특수 확장 보드를 구입하는 것입니다. 이 옵션은 이미 더 좋고 생명권이 있지만 단점도 있습니다. 예를 들어, Windows를 사용하지 않거나 잘못된 버전을 사용하는 경우 장작에 대한 비용 및 문제가 발생합니다. 또한 미래의 가용성도 중요하지 않은 요소입니다. 왜냐하면 무언가가 고장나고 공원이 미래에 확장될 수 있기 때문입니다. 그러다가 특정 모델이 더 이상 생산되지 않거나 특정 지역에서 판매되지 않는 것으로 밝혀졌습니다. 일반적으로 자신을 특정 장치에 묶는 것은 항상 위험하며, 특히 그렇게 할 필요가 없는 경우에는 더욱 그렇습니다.
어떻게든 해보자
실제로 기본 RS232 장치가 간단한 프로토콜과 기본 물리적 계층을 갖고 있다면 정상적으로 연결하기가 너무 어렵고 비용이 많이 든다는 사실이 이상하게 보일 수 있습니다. 그리고 이러한 하드웨어 시스템은 일반적으로 상업적으로 수익성이 높은 지역에서 사용되며 그러한 가격으로 장비를 구입하는 것이 정당하고 장비 자체가 이미 특별해졌기 때문입니다. 특수장비=특가 이슈.그러나 이 모든 것이 귀하가 자신의 예산 자전거를 조립하는 데 방해가 되지는 않습니다. 보너스로 우리는 이러한 독특한 RS232 멀티플렉서의 동작을 변경하고 USB 드라이버 작성 문제를 완전히 우회할 수 있는 기회를 갖게 될 것입니다. HID 프로필은 거의 모든 곳에서 지원됩니다.
높은 레벨
소프트웨어의 두 번째 부분은 혼란스러운 환경에서 수집된 예제와 테스트입니다. 프로젝트 IDE IDEA에 의해 Java로 작성되었습니다. 장치 작업은 이 소프트웨어가 작성된 언어에 따라 USB 스택 작업을 위한 다양한 래퍼를 사용하여 고급 소프트웨어에 통합되어 있다고 가정합니다. 요즘에는 그러한 래퍼가 없는 언어를 찾는 것이 어렵습니다. 별도로, 오래된 신자들을 위해 올바르게 준비하면 Java와 USB가 호환된다는 점에 주목하고 싶습니다. 이는 실제로 입증되었으며 상용 프로젝트에서 사용됩니다.테스트 과정에서 USB HID를 사용하는 Linux와 Windows에서의 작업은 usb4java 및 hid4java 두 라이브러리를 통해 디버깅되는 것으로 나타났습니다. 후자를 통한 작업은 Linux(Raspberry Pi 3)에서 사용됩니다.
차이점은 Windows에서는 USB 장치가 HID로 등록되어 있어도 USB 장치에 직접 액세스하고 해당 엔드포인트에 쓰기/읽기가 가능하다는 것입니다. Linux에서는 숨겨진 장치로 작업해야 합니다. 즉, 표준 hid 드라이버가 설치되어 있으면 그것으로만 작업하십시오. 이 방식으로 작업하는 것은 직접 작업하는 것보다 약간 느리지만 시스템이 드라이버를 설치하지 않도록 설득하는 경우에도 직접적으로 가능합니다. 그것은 진짜입니다.
약속한 대로 기사를 길게 쓰지 않고 코드에 대한 자세한 설명을 제공하지 않습니다. 관심 있는 분들은 프로젝트를 보고 라이브로 플레이할 수 있으며, 나머지 부분은 메모해 두는 것이 더 유용할 것이라고 생각합니다. 그러한 해결책이 있으며 필요한 경우 더 깊은 연구에 의지합니다.
결론
제시된 장치는 기본 USB 장치를 만드는 프로세스에 아주 쉽게 참여하고 최종적으로 어댑터 사용을 중단할 수 있는 방법의 한 예일 뿐입니다.공감하는 것을 잊지 마세요
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