Bài 8: Giao tiếp qua cổng nối tiếp (COM)
1. Cấu trúc cổng nối tiếp
1.1. Cấu tạo và phân bố các chân tín hiệu
Các máy tính tương thích IBM đều được trang bị hai cổng giao diện tuần tự- RS232C và RS-232C ( RS là chữ viết tắt của Referent Standart ) là một chuẩn của hiệp hội công nghiệp điện tử EIA. Chuẩn châu âu của giao diện này được gọi là V.24. Chuẩn này tương tự như chuẩn IEEE 1284 của giao diện song song, quy
định cấu trúc vật lý, tham số điện và tín hiệu cho ổ cắm 25 chân như giao diện song song. Hãng IBM quy định thêm ổ cắm 9 chân cho máy tính cá nhân.
16 27 38 49 5
Loại 25
chân Loại 9
chân Tín hiệu Hướng
truyền ý nghĩa
1 - Tiếp đất - Bảo vệ, tiếp đất
2 3 TD Ra Dữ liệu phát
3 2 RD Vào Dữ liệu nhận
4 7 RTS Ra Yêu cầu phát
5 8 CTS Vào Sẵn sàng nhận
Hình 8.1 Sơ đồ chân cổng nối tiếp
ý nghĩa các tín hiệu quan trọng được giải thích sau đây.
RTS: máy tính phát tín hiệu này ra thiết bị ngoại vi báo chuẩn bị truyền dữ liệu.
CTS: Tín hiệu này đến từ thiết bị ngoại vi báo đã sẵn sàng nhận dữ liệu.
Nếu máy tính nhận được dữ liệu này nó bắt đầu truyền dữ liệu ra thiết bị ngoại vi. Như vậy RTS và CTS là hai tín hiệu bắt tay giữa máy tính và thiết bị ngoại vi.
Cáp nối sẽ bắt chéo hai tín hiệu này.
DCD: Trong trường hợp thiết bị ngoại vi là một Modem và nối được đường truyền, nó bảo vệ máy tính tín hiệu DCD. DCD luôn ở trạng thái tích cực khi
đường dây vẫn được nối.
DSR: Trong trường hợp thiết bị ngoại vi là một Modem nó bảo vệ máy tính tín hiệu này sau khi khởi động thành công và sẵn sàng hoạt động.
DTR: Tín hiệu này do máy tính báo ra thiết bị ngoại vi. Tín hiệu này thường
được khởi động hay đóng mạch thiết bị ngoại vi. DTR và DSR có trách nhiệm chuẩn bị kết nối.
RI: Tín hiệu báo từ thiết bị ngoại vi về máy tính. Nếu thiết bị ngoại vi là Modem, tín hiệu RI báo máy tính đang bị một máy tính khác truy cập qua đường điện thoại.
DSRD ( ổ cắm 25 chân) cho phép thay thế tốc độ truyền. Tín hiệu này đi theo hai chiều, có nghĩa là cả máy tính và thiết bị ngoại vi đều có khả năng đổi tốc độ.
Tham số điện của cổng nối tiếp:
114 215 316 417 518 619 720 821 922 1023 1124 1225 13
Giao diện tuần tự RS232 cần điện thế tín hiệu cao hơn mức TTL( 0V, 5V) để truyền tín hiệu được xa.Tham số điện của RS232 đựoc quy định như sau.
Logic 0 : +3V đến +25V ( gọi là “Space”) Logic 1 : - 3V đến – 25V ( gọi là “Mark”)
Mọi tín hiệu giữa –3V và +3V đều không có ý nghĩa. Vì tín hiệu trong máy tính chỉ có 0V và 5V (TTL) hay thấp hơn lên tín hiệu từ máy tính ra giao diện RS232 và ngược lại phải qua bộ chuyển mức tín hiệu. Sử dụng vi mạch MAX232, hay MAX233 có sơ đồ chân như sau:
Hình 8.2 Sơ đồ chân MAX 232 và MAX 233 - Các đặc tính kỹ thuật của cổng nối tiếp
1.2. Địa chỉ cổng và tốc độ truyền của cổng nối tiếp.
- Địa chỉ cổng và yêu cầu ngắt.
Giao diện Địa chỉ cơ sở Yêu cầu ngắt
COM 1 3F8H IRQ4
COM 2 2F8H IRQ3
COM 3 3E8H IRQ4
COM 4 2E8H IRQ3
- Tốc độ truyền và các số chia tương ứng của giao diện tuần tự.
T1IN 2 R1OUTT2IN 31 R2OUT 20
T1OUT 5 R1IN 4 T2OUT 18 R2IN 19 14 VS+
12 VSa-VSb- 17
C1+
8 C1-
13
C2a+ 11 C2b+ 15 C2a- 16 C2b- 10
MAX233
T1IN 11 R1OUT 12 T2IN 10 R2OUT 9 T1OUT
14 13 R1IN
T2OUT 7 8 R2IN
C2+
4 C2-
5
C1+
1 C1-
3
2 VS+
6 VS-
MAX232
Tốc độ ( baud) Số chia ( D) Giá trị số chia cao
( H) Giá trị số chia thấp ( L )
50 2304 09 00
300 384 01 80
600 192 00 C0
2400 48 00 30
4800 24 00 18
9600 12 00 0C
19200 6 00 06
38400 3 00 03
57600 2 00 02
115200 1 00 01
1.3. Phương pháp truyền.
Phương pháp truyền từ máy tính ra thiết bị ngoại vi.
Có ba phương pháp:
Truyền một chiều ( Simplex) : dữ liệu chỉ được truyền theo một chiều :Từ máy tính ra hoặc vào máy tính. Trong trường hợp thứ nhất dữ liệu được truyền ra qua đường TD,đường RD không được nối. Thiết bị ngoại vi không sử dụng
đường RTS. tín hiệu DCD luôn ở trạng thái không tích cực vì thiết bị ngoại vi chỉ nhận dữ liệu. Tín hiệu DSR luôn tích cực.
Truyền hai chiều riêng biệt ( haft duplex) : truyền hai chiều riêng biệt giữa máy tính và thiết bị ngoại vi. Trong trường hợp này chỉ TD hoặc TR làm việc trong một thời điểm. Tín hiệu bắt tay RTS và CTS được sử dụng. Nếu máy tính muốn truyền dữ liệu, nó đưa tín hiệu RT lên trạng thái tích cực và đợi tín hiệu ngoại vi trả lời qua tín hiệu CTS. Nếu thiết bị ngoại vi muốn truyền dữ liệu, nó
đưa tín hiệu DCD về máy tính. DSR không được dùng đến. Máy tính báo sẵn sàng nhận dữ liệu qua DTR và cho phép hay cấm thiết bị ngoại vi ( Máy tính luôn đảm nhiệm vai trò chủ trong khi trao đổi dữ liệu). Hướng truyền dữ liệu
được thay đổi bằng cách thay đổi hai tín hiệu RTS và CTS. Tín hiẹu RI rất quan trọng trong biên bản truyền này, qua RI thiết bị ngoại vi báo một thiết bị khác
đang tìm cách kết nối với máy tính qua thiết bị ngoại vi dang hoạt động ( Modem).
Truyền hai chiều cùng một lúc ( Full Duplex) : Dữ liệu được truyền theo cả hai chiều cùng một lúc. Trong trường hợp này, máy tính và thiết bị ngoại vi
đảm nhiệm chức năng máy phát và máy nhận cùng một lúc. Tín hiệu RTS và CTS lúc này không có ý nghĩa. DTR đảm nhiệm việc chuyển mạch.
1.4. Khung dữ liệu nối tiếp.
- Khung của dữ liệu dạng TTL.
- Khung dữ liệu truyền đi.(Ví dụ truyền đi chữ A đã chuyển sang chuẩn RS232 ).