Поняття uart, rs-232 і com

У минулому пості «Працюємо з UART на AVR» я описував, що означає послідовний універсальний порт і яка його логіка роботи. Я помітив, що багато хто плутає поняття UART. RS-232. COM і т.п. У даній статті я хочу трохи прояснити ясність.

UART описує логіку роботу. тут логічна 1-а мається на увазі як високійуровень сигналу. а логічний 0-ль, як низький рівень сигналу. Фізично ..., що таке низький і високий рівень сигналу залежить від технології на якій побудована мікросхема - TTL. CMOS і т.д.

Оскільки більшість мікросхем є TTL. то, під логічною одиницею і нулем в UART розуміється 0В і +5 В. як було сказано раніше. Але для передачі даних на відстань. тобто поза плати, використовувати такі рівні вже не можна, через погану помехозащищенности. Тому, були розроблені следующіефізіческіе рівні UART:

RS-232 (він же COM порт);
RS-422 (використовується для автоматизації в промисловості);
RS-423 (використовується для автоматизації в промисловості);
RS-485 (використовується для автоматизації в промисловості);
IrDA (UART з використанням інфрачервоного діапазону світлових хвиль, по іншому ІК порт)

RS-232 раніше застосовувався в домашніх комп'ютерах під ім'ям COM порт і служив для підключення мишок, модемів, принтерів. Можна сказати - це найпоширеніший з фізичних рівнів UART. Назва будується з словосполучення «Recommended Standard 232«, стандарт був розроблений «Асоціацією електронної промисловості (EIA)» в далекому 1962 році.

Стандарт згодом розвивався:

Насправді, коли говорять про RS-232 мають як правило, який-небудь з цих стандартів.

RS-232 був настільки успішний. що на його основі було створено ідентичні як вітчизняні так і зарубіжні стандарти:

і т.д. Вся фішка в тому, що безкоштовно скачати стандарти серії 232 неможливо ..., ви можете знайти тільки вищевказані стандарти і використовувати їх як першоджерело для вивчення RS-232 і UART.

(Якщо вам все-таки знадобляться оригінальні стандарти, купити їх можна можна на сайті TIA (асоціація телекомунікаційної промисловості США))

В гнізді RS-232 використовується 25-й пінові і 9-й пінові роз'єми типу D-sub. які мають скорочений запис DB25 і DB9 (іноді звана CANNON 25 і CANNON 9).

Більше прижилися роз'єми DB9.

Навіщо стільки контактів, якщо для послідовного універсального порту (UART) досить два дроти даних TX і RX і провід GND?

Справа в тому, що, в стандарті RS-232 крім вищевказаних застосовуються ще й сервісні сигнали, на зразок «готовність терміналу«, «запит на відправку«, «готовність прийому» і т.п. Зараз сервісні сигнали далеко не завжди застосовуються в обладнання, не виключено що вони обмежуються тільки TX. RX і GND як в «чистому» UART.

Важливо зауважити що в RS-232 в якості рівня логічної одиниці використовується діапазон від -3В до 12В. а логічний нуль від + 3В до +12.

(Зображення запозичено з «Гук М. Апаратні інтерфейси ПК»)

Стандарт RS-232 маніпулює двома типами обладнання

DTE - «обладнання введення даних», це як прищепило комп'ютер
DCE - «кінцеве обладнання лінії зв'язку», це як правило модем / миша / принтер і т.п.

Для DTE використовуються роз'єми типу «тато«, для «DCE» роз'єми типу «мама«. Якщо у вас на комп'ютері є COM порт, подивіться ... ви побачите роз'єм з штирями. тобто "батько".

Навіщо я про це? Справа в тому, що для для з'єднання пристроїв з COM портом є прямий і зворотний кабель. Що-б з'єднати DTE і DCE (наприклад комп'ютер і модем) необхідно безпосередньо з'єднати всі ніжки і роз'єми. це означає що, ніжка відповідає за передачу даних (RxD) входить в однойменний роз'єм (RxD). Такий з'єднання називають пряме. а кабель прямий або «модемний«.

Бувають випадку коли треба з'єднати два DTE (наприклад два комп'ютера), тоді використовують зворотне з'єднання. зване «нуль-модемний» кабель. В цьому випадку з RxD1-ого комп'ютера з'єднується з TxD2-ого і TxD1-ого з RxD2-ого.

Вам буде цікаво:

Асемблер для AVR (швидкий старт)
Працюємо з LCD дисплеєм на основі мікроконтролера - HD44780 (ч.2)
Працюємо з UART на AVR
Мікроконтролер - працюємо на SD карті c FAT16 на низькому рівні

Буду вдячний якщо ви поділитеся даними постом

Dedicated server пише:

Спочатку в RS-232 використовувалися DB-25, але, оскільки багато програм використовували лише частину передбачених стандартом контактів, стало можливо застосовувати для цих цілей 9-Штиркові роз'єми DE-9, які рекомендовані стандартом RS-574.

Дякую за доповнення.