Sự khác biệt giữa cổng nối tiếp và cổng song song là gì. Cổng máy tính song song

Cùng với một cổng song song, một cổng COM, hoặc cổng nối tiếp là một trong những cổng I / O máy tính truyền thống, được sử dụng trong những chiếc PC đầu tiên. Mặc dù cổng COM chỉ được sử dụng hạn chế trong các máy tính hiện đại, tuy nhiên, thông tin về nó có thể hữu ích đối với nhiều người dùng.

Cổng nối tiếp, giống như cổng song song, đã xuất hiện rất lâu trước khi những máy tính cá nhân kiến trúc của PC IBM. Trong các máy tính cá nhân đầu tiên, cổng COM được sử dụng để kết nối các thiết bị ngoại vi. Tuy nhiên, phạm vi ứng dụng của nó hơi khác so với phạm vi của cổng song song. Nếu như cổng song songđược sử dụng chủ yếu để kết nối máy in, cổng COM (nhân tiện, tiền tố COM chỉ là viết tắt của từ giao tiếp) thường được sử dụng để làm việc với các thiết bị viễn thông như modem. Tuy nhiên, bạn có thể kết nối với cổng, chẳng hạn như chuột, cũng như các thiết bị ngoại vi khác.

Cổng COM, các ứng dụng chính:

1. Kết nối đầu cuối
2. ~ modem bên ngoài
3. ~ máy in và máy vẽ
4. ~ chuột
5. Kết nối trực tiếp hai máy tính

Hiện tại, phạm vi của cổng COM đã giảm đáng kể do sự ra đời của một giao diện USB nhanh hơn và nhỏ gọn hơn, đồng thời, cũng có giao diện USB nối tiếp. Các modem bên ngoài được thiết kế để kết nối với một cổng, cũng như chuột "COM", hầu như đã hết giá trị sử dụng. Có, và hiếm khi có ai kết nối hai máy tính bằng cáp modem rỗng.

Tuy nhiên, một số thiết bị chuyên dụng vẫn sử dụng cổng nối tiếp. Bạn có thể tìm thấy nó trên nhiều bo mạch chủ. Vấn đề là so với Cổng COM USB có một lợi thế quan trọng- theo chuẩn giao tiếp nối tiếp RS-232, nó có thể hoạt động với các thiết bị ở khoảng cách vài chục mét, trong khi phạm vi cáp USB thường được giới hạn trong 5 mét.

Nguyên lý hoạt động của cổng nối tiếp và sự khác biệt của nó so với cổng song song

Không giống như cổng song song (LPT), cổng nối tiếp truyền dữ liệu từng bit qua một dòng chứ không phải nhiều dòng cùng một lúc. Các chuỗi bit được nhóm lại thành các lần chạy dữ liệu bắt đầu bằng bit bắt đầu và kết thúc bằng bit dừng và thậm chí là các bit chẵn lẻ được sử dụng để kiểm tra lỗi. Đây là nơi mà một cái khác đến từ. tên tiêng Anh, có một cổng nối tiếp - Serial Port.

Cổng nối tiếp có hai đường để truyền dữ liệu thực tế - đây là các đường để truyền dữ liệu từ thiết bị đầu cuối (PC) đến thiết bị truyền thông và ngược lại. Ngoài ra, còn có một số dòng điều khiển nữa. Cổng nối tiếp được phục vụ bởi một chip UART đặc biệt, có khả năng hỗ trợ tương đối tốc độ cao truyền dữ liệu lên đến 115.000 baud (byte / s). Thật vậy, điều đáng chú ý là tốc độ thực trao đổi thông tin phụ thuộc vào cả hai thiết bị truyền thông. Ngoài ra, các chức năng của bộ điều khiển UART bao gồm việc chuyển đổi mã song song sang nối tiếp và ngược lại.

Cổng sử dụng tín hiệu điện áp cao so sánh lên đến +15 V và -15 V. Mức không logic của cổng nối tiếp là +12 V và mức logic một là -12 V. Sự sụt giảm điện áp lớn như vậy đảm bảo mức độ nhiễu cao khả năng miễn nhiễm của dữ liệu được truyền. Mặt khác, được sử dụng trong cổng nối tiếp điện áp cao yêu cầu các giải pháp mạch phức tạp. Tình hình này cũng góp phần làm giảm mức độ phổ biến của cảng.

Giao diện nối tiếp RS-232

Hoạt động của cổng Nối tiếp trên PC dựa trên tiêu chuẩn giao tiếp cho thiết bị nối tiếp RS-232. Tiêu chuẩn này mô tả quá trình trao đổi dữ liệu giữa thiết bị viễn thông như modem và thiết bị đầu cuối máy tính. Tiêu chuẩn RS-232 xác định Đặc điểm điện từ tín hiệu, mục đích, thời lượng của chúng, cũng như kích thước của các đầu nối và sơ đồ chân cho chúng. Đồng thời, RS-232 chỉ mô tả lớp vật lý quá trình truyền dữ liệu và không áp dụng cho giao thức vận chuyển, có thể khác nhau tùy thuộc vào thiết bị thông tin liên lạc và phần mềm.

Tiêu chuẩn RS-232 được tạo ra vào năm 1969, và phiên bản mới nhất, TIA 232, được phát hành vào năm 1997. RS-232 hiện được coi là lỗi thời, nhưng hầu hết các hệ điều hành vẫn hỗ trợ nó.

Trong các máy tính hiện đại, đầu nối cổng nối tiếp là đầu nối đực 9 chân DB-9, mặc dù tiêu chuẩn RS-232 cũng mô tả đầu nối 25 chân DB-25, thường được sử dụng trên các máy tính cũ. Đầu nối DB-9 thường nằm trên bảng hệ thống PC, mặc dù trong các máy tính cũ hơn, nó có thể nằm trên một đa thẻ đặc biệt được chèn vào khe cắm mở rộng.

Ổ cắm 9 chân DB-9 trên bo mạch chủ

Đầu nối DB-9 trên cáp của thiết bị được kết nối với cổng

Không giống như cổng song song, các đầu nối ở cả hai bên của cáp nối tiếp hai chiều giống hệt nhau. Ngoài các đường truyền dữ liệu, cổng còn chứa một số đường dịch vụ qua đó thông tin điều khiển có thể được truyền giữa thiết bị đầu cuối (máy tính) và thiết bị viễn thông (modem). Mặc dù về mặt lý thuyết chỉ có ba kênh là đủ để một cổng nối tiếp hoạt động - nhận dữ liệu, truyền dữ liệu và nối đất, nhưng thực tế đã chỉ ra rằng sự hiện diện của các đường dịch vụ làm cho giao tiếp hiệu quả hơn, đáng tin cậy hơn và kết quả là nhanh hơn.

Mục đích của cổng nối tiếp Các dòng đầu nối DB-9 theo RS-232 và sự tương ứng của chúng với các chân đầu nối DB-25:

Cấu hình và ngắt

Vì một máy tính có thể có một số cổng nối tiếp (tối đa 4), hệ thống phân bổ hai ngắt phần cứng cho chúng - IRQ 3 (COM 2 và 4) và IRQ 4 (COM 1 và 3) và một số ngắt BIOS. Nhiều chương trình giao tiếp, cũng như các modem tích hợp, sử dụng ngắt và không gian địa chỉ của cổng COM cho công việc của chúng. Trong trường hợp này, không phải cổng thực thường được sử dụng mà được gọi là cổng ảo, được mô phỏng bởi chính hệ điều hành.

Cũng như nhiều thành phần khác bo mạch chủ, các tham số của cổng COM, đặc biệt, các giá trị ngắt BIOS tương ứng với ngắt phần cứng, có thể được cấu hình thông qua giao diện Thiết lập BIOS. Đối với điều này, chẳng hạn Tùy chọn BIOS, Làm sao Cổng COM, Cổng nối tiếp trên bo mạch, Địa chỉ cổng nối tiếp, v.v.

Sự kết luận

Cổng nối tiếp PC hiện không phải là phương tiện được sử dụng rộng rãi cho thông tin I / O. Tuy nhiên, vì có một số lượng lớn thiết bị, chủ yếu cho mục đích viễn thông, được thiết kế để hoạt động với cổng nối tiếp, và cũng do một số ưu điểm của giao thức truyền dữ liệu nối tiếp RS-232, giao diện nối tiếp vẫn chưa được xóa bỏ như một sự thô sơ hoàn toàn lỗi thời của kiến ​​trúc máy tính cá nhân .

Bên trong máy tính và thiết bị bên ngoài. Vì vậy, đầu nối bus AGP thực sự là một cổng.

Để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi, một hoặc nhiều chip điều khiển I / O được kết nối với bus máy tính.

Máy tính IBM đầu tiên được cung cấp

• tích hợp cổng để kết nối bàn phím;
• lên đến 4 cổng nối tiếp (COM1 ... COM4) (giao tiếp COM), thường được sử dụng để kết nối các thiết bị truyền thông tốc độ tương đối cao sử dụng giao diện RS-232, chẳng hạn như modem. Các tài nguyên bo mạch chủ sau đã được phân bổ cho chúng:

• lên đến 3 cổng song song (LPT1 .. LPT3) (cổng in eng. Line), thường được sử dụng để kết nối máy in sử dụng giao diện IEEE 1284. Các tài nguyên bo mạch chủ sau đã được cấp cho chúng:

Ban đầu, các cổng COM và LPT không có sẵn trên bo mạch chủ và được thực hiện bởi một thẻ mở rộng bổ sung được lắp vào một trong các khe cắm mở rộng ISA trên bo mạch chủ.

Cổng nối tiếp thường được sử dụng để kết nối các thiết bị cần truyền nhanh khối lượng nhỏ dữ liệu, chẳng hạn như chuột máy tính và modem bên ngoài, và song song - đối với máy in hoặc máy quét, để chuyển khối lượng lớn không phải là thời gian quan trọng [ ]. Sau đó, hỗ trợ cho các cổng nối tiếp và song song được tích hợp vào các chipset thực hiện logic của bo mạch chủ.

Nhược điểm của giao diện RS-232 và IEEE 1284 là tốc độ truyền dữ liệu tương đối thấp, không đáp ứng được nhu cầu truyền dữ liệu ngày càng tăng giữa các thiết bị. Do đó, các chuẩn bus giao diện USB và FireWire mới ra đời để thay thế các cổng I / O cũ.

Một tính năng của USB là khi kết nối nhiều thiết bị USB với một cổng USB duy nhất, chúng sử dụng cái gọi là. hub (USB hub), lần lượt chuyển đổi giữa chúng, do đó tăng số lượng thiết bị USB có thể được kết nối. Như một cấu trúc liên kết Xe buýt USBđược gọi là “ngôi sao” và cũng bao gồm một trung tâm gốc, theo quy luật, nằm ở “cầu nam” của bo mạch chủ máy tính, nơi tất cả các trung tâm con được kết nối (trong trường hợp cụ thể là chính các thiết bị USB).

IEEE 1394 bus cung cấp truyền dữ liệu giữa các thiết bị với tốc độ 100, 200, 400, 800 và 1600 Mbps và được thiết kế để cung cấp làm việc thoải mái Với ổ cứng, thiết bị âm thanh và video kỹ thuật số, và các thành phần bên ngoài tốc độ cao khác.

FireWire, giống như USB, là xe buýt nối tiếp. Việc lựa chọn giao diện nối tiếp là do để tăng tốc độ của giao diện, cần phải tăng tần suất hoạt động của nó, và giao diện song songđiều này gây ra sự gia tăng nhiễu giữa các sợi song song của cáp giao diện và yêu cầu giảm chiều dài của nó. Ngoài ra, các đầu nối cáp và bus song song có kích thước lớn.

Văn chương

• Nhanh chóng và dễ dàng. Lắp ráp, chẩn đoán, tối ưu hóa và nâng cấp máy tính hiện đại.: Prakt. trợ cấp - M.: Sách hay nhất, 2000. - 352 tr. - ISBN 5-93673-003-4.

Trên thực tế, nó là một cổng.

Để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi, một hoặc nhiều chip điều khiển I / O được kết nối với bus máy tính.

Máy tính IBM đầu tiên được cung cấp

• tích hợp cổng để kết nối bàn phím;
• lên đến 4 cổng nối tiếp (COM1 ... COM4) (eng. Giao tiếp COM), thường được sử dụng để kết nối các thiết bị truyền thông tốc độ tương đối cao sử dụng giao diện RS-232, chẳng hạn như modem. Các tài nguyên bo mạch chủ sau đã được phân bổ cho chúng:

• lên đến 3 cổng song song (LPT1 .. LPT3) Thiết bị đầu cuối in dòng), thường được sử dụng để kết nối máy in sử dụng giao diện IEEE 1284. Các tài nguyên bo mạch chủ sau đã được phân bổ cho chúng:

Ban đầu, các cổng COM và LPT không có sẵn trên bo mạch chủ và được thực hiện bởi một thẻ mở rộng bổ sung được lắp vào một trong các khe cắm mở rộng ISA trên bo mạch chủ.

Cổng nối tiếp thường được sử dụng để kết nối các thiết bị cần truyền nhanh một lượng nhỏ dữ liệu, chẳng hạn như chuột máy tính và modem bên ngoài, và các cổng song song được sử dụng cho máy in hoặc máy quét mà việc truyền một lượng lớn dữ liệu không tốn thời gian. -phê bình. Sau đó, hỗ trợ cho các cổng nối tiếp và song song được tích hợp vào các chipset thực hiện logic của bo mạch chủ.

Nhược điểm của giao diện RS-232 và IEEE 1284 là tốc độ truyền dữ liệu tương đối thấp, không đáp ứng được nhu cầu truyền dữ liệu ngày càng tăng giữa các thiết bị. Do đó, các chuẩn bus giao diện USB và FireWire mới ra đời để thay thế các cổng I / O cũ.

Một tính năng của USB là khi kết nối nhiều thiết bị USB với một cổng USB duy nhất, chúng sử dụng cái gọi là. hub (USB hub), lần lượt chuyển đổi giữa chúng, do đó tăng số lượng thiết bị USB có thể được kết nối. Cấu trúc liên kết bus USB như vậy được gọi là “ngôi sao” và cũng bao gồm một trung tâm gốc, theo quy luật, nằm ở “cầu nam” của bo mạch chủ máy tính, nơi tất cả các trung tâm con được kết nối (trong trường hợp cụ thể, Bản thân thiết bị USB).

IEEE 1394 bus cung cấp khả năng truyền dữ liệu giữa các thiết bị với tốc độ 100, 200, 400, 800 và 1600 Mbps và được thiết kế để cung cấp công việc thoải mái với ổ cứng, thiết bị video và âm thanh kỹ thuật số và các thành phần bên ngoài tốc độ cao khác.

FireWire, giống như USB, là một bus nối tiếp. Việc lựa chọn giao diện nối tiếp là do thực tế là để tăng tốc độ của giao diện, cần phải tăng tần suất hoạt động của nó và trong giao diện song song, điều này gây ra sự gia tăng thu nhận giữa các lõi song song của cáp giao diện và yêu cầu giảm chiều dài của nó. Ngoài ra, các đầu nối cáp và bus song song có kích thước lớn.

Viết nhận xét về bài viết "Cổng I / O nối tiếp và song song"

Văn chương

• Nhanh chóng và dễ dàng. Lắp ráp, chẩn đoán, tối ưu hóa và nâng cấp một máy tính hiện đại.: Prakt. trợ cấp - M .: Sách hay nhất, 2000. - 352 tr. - ISBN 5-93673-003-4.

Một đoạn trích mô tả các cổng I / O nối tiếp và song song

X
Sau đám tang của cha, Công chúa Marya nhốt mình trong phòng và không cho ai vào. Một cô gái đến trước cửa báo rằng Alpatych đến để xin lệnh rời đi. (Chuyện này còn xảy ra trước cuộc nói chuyện của Alpatych với Dron.) Công chúa Marya đứng dậy khỏi chiếc ghế sofa mà cô đang nằm, và qua cánh cửa đóng kín, cô nói rằng cô sẽ không bao giờ đi đâu và yêu cầu được ở lại một mình.
Cửa sổ của căn phòng mà Công chúa Mary nằm ở phía tây. Cô nằm trên ghế sô pha quay mặt vào tường, lần giở những chiếc cúc trên chiếc gối da, chỉ thấy chiếc gối này, và những suy nghĩ mơ hồ của cô chỉ tập trung vào một điều: cô nghĩ về cái chết không thể tránh khỏi và về sự ghê tởm tâm linh của cô, mà cô đã không được biết cho đến bây giờ và nó phát ra trong thời gian cha cô bị bệnh. Cô muốn, nhưng không dám cầu nguyện, không dám, trong tình trạng của cô, hướng về Chúa. Cô nằm trong tư thế này rất lâu.

LECTURE 7. PARALLEL VÀ CỔNG SERIAL

MPS hoạt động với các thiết bị bên ngoài (ED), nó nhận thông tin từ ED và chuyển thông tin đã xử lý đến ED. Bất kỳ đối tượng điều khiển hoặc nguồn thông tin nào (các nút khác nhau, cảm biến, chip thu, bộ tổng hợp tần số, bộ nhớ bổ sung, thiết bị truyền động, động cơ, rơ le, v.v.). Tất cả các VU được kết nối với MP bằng cổng song song hoặc nối tiếp.

Cổng song song cho phép trao đổi thông tin song song giữa MP và VU. Theo quan điểm của VU, cổng là một nguồn thông thường hoặc bộ thu thông tin với các mức logic kỹ thuật số tiêu chuẩn (thường là TTL), và theo quan điểm của MP, nó là một ô nhớ mà dữ liệu có thể được ghi vào đó. (từ MP) hoặc thông tin nào xuất hiện (từ VU). Các cổng song song cho phép bạn thương lượng tốc độ thấp hoạt động của VU và tốc độ cao của xe buýt hệ thống MP.

các cổng đầu vào. Tùy thuộc vào hướng truyền dữ liệu, các cổng song song được gọi là cổng đầu vào, đầu ra hoặc đầu vào - đầu ra (nếu chúng là hai chiều). Hình 7.1 mô tả sơ đồ chức năng của cổng đầu vào.

Là một cổng đầu vào, các mạch có trạng thái thứ ba - trình điều khiển xe buýt (CF) thường được sử dụng. Chỉ có thể đọc thông tin từ cổng đầu vào. Đầu ra SHF được kết nối với hệ thống xe buýt. Giá trị của tín hiệu từ chân bên ngoài của cổng được đọc bởi tín hiệu "RD". Để đến được chính xác VU đã chỉ định, bộ giải mã địa chỉ luôn có mặt trong cổng I / O.

Cơm. 7.1. Sơ đồ chức năng của cổng đầu vào

Cổng đầu ra. Sơ đồ chức năng của cổng ra được thể hiện trong Hình 7.2.

Cơm. 7.2. Sơ đồ chức năng của cổng đầu ra

Một thanh ghi song song có thể được sử dụng như một cổng đầu ra. Cổng đầu ra chỉ có thể được ghi vào. Dữ liệu từ bus nội bộ của vi điều khiển được ghi vào thanh ghi bằng tín hiệu "WR". Các đầu ra của thanh ghi "Q" có thể được sử dụng làm nguồn mức độ logicđể quản lý VU.

Trong nhiều MP và MK, một không gian địa chỉ riêng biệt được phân bổ cho các cổng và theo đó, các lệnh riêng biệt. Ví dụ, ……

Các cổng I / O. Cổng song song có thể được hai chiều. Ví dụ, trong MK, các cổng song song được tích hợp sẵn và hai chiều. Sơ đồ điển hình của cổng I / O hai chiều (một dòng) của MK được hiển thị trong hình. 7.3.

đầu vào - đầu ra MK.

Bộ giải mã địa chỉ cho phép hoạt động của cổng cụ thể này - quyền cho đầu vào hoặc đầu ra. Lược đồ chứa trình kích hoạt dữ liệu và trình kích hoạt điều khiển. Kích hoạt điều khiển cho phép xuất dữ liệu ra một chân bên ngoài , nếu tín hiệu điều khiển WR được áp dụng. Trong MC hiện đại, như một quy luật, nó được cung cấp truy cập cá nhân dữ liệu và kiểm soát các trình kích hoạt, cho phép sử dụng độc lập từng dòng trong chế độ đầu vào hoặc đầu ra .

Đặc biệt chú ý đến thực tế là đầu vào dữ liệu đọc giá trị của tín hiệu đến chân bên ngoài, chứ không phải nội dung của trình kích hoạt dữ liệu. Nếu để thiết bị đầu cuối bên ngoài MK được kết nối với đầu ra của các thiết bị khác, sau đó chúng có thể đặt mức đầu ra của riêng mình, mức này sẽ được đọc thay vì giá trị mong đợi của trình kích hoạt dữ liệu.

Đối với MK, số dòng đầu vào-đầu ra được đưa ra dưới dạng tham số. Các dòng đầu vào-đầu ra được kết hợp thành nhiều bit (thường xuyên hơn

8-bit) cổng I / O song song. Trong bộ nhớ của MK, mỗi cổng I / O có địa chỉ thanh ghi dữ liệu riêng.

Việc truy cập thanh ghi dữ liệu của cổng I / O trong một số MK được thực hiện bằng các lệnh tương tự như khi truy cập bộ nhớ dữ liệu. Trong nhiều MCU, các bit cổng riêng lẻ có thể được thẩm vấn hoặc đặt bằng lệnh của bộ xử lý bit.

Mỗi cổng thường có 3 thanh ghi. Ví dụ: nếu chúng ta đang xử lý cổng B, có một thanh ghi dữ liệu cổng (PORTB ), thanh ghi hướng cổng ( DDRB) và đăng ký PINB , từ đó các tín hiệu được đọc trên các chân bên ngoài của cổng.

Khi đầu ra, thông tin trên kênh được cố định và lưu trữ cho đến khi nó được thay đổi trong thanh ghi đầu ra của cổng (cho đến khi lệnh OUT tiếp theo được gửi đến kênh này). Khi bạn nhập thông tin không cố định.

Trao đổi song song diễn ra nhanh chóng, nhưng có đặc điểm là khoảng cách ngắnđường truyền (1 - 2 mét).

Các mức tín hiệu và khả năng chịu tải. Việc phối hợp giữa các mức tín hiệu của các cổng và các vi mạch bên ngoài không khó, vì hầu hết tất cả các đầu vào và đầu ra của MS hiện đại đều phù hợp với các mức TTL. Nếu không đúng như vậy, thì các MC đặc biệt được phát hành để khớp các mức không chuẩn với mức TTL.

Vấn đề không chỉ nằm ở mức tín hiệu của MS phối hợp, mà còn ở khả năng chịu tải. Cần phải biết khả năng chịu tải của các cổng và nếu cần, hãy “tăng sức mạnh” cho đầu ra. Ví dụ, trong Hình 7.4. hiển thị kết nối của chỉ báo LED.

Cơm. 7.4. Kết nối một chỉ báo LED duy nhất.

Bóng bán dẫn trong mạch phục vụ để tăng dòng điện của cổng song song, với sự trợ giúp của MP bật và tắt đèn báo LED.

8.2. GIAO DIỆN SERIAL (CỔNG).

truyền thông nối tiếp. Hiện tại, phương pháp trao đổi dữ liệu phổ biến nhất trong MPS là nối tiếp. Bộ vi xử lý (vi điều khiển) mắc nối tiếp; MP và PC; MP và cảm biến thông minh; MP và MS khác trên bảng.

Cơm. 7,5. Giao tiếp nối tiếp giữa máy phát và máy thu

Trong trường hợp giao tiếp nối tiếp, một byte dữ liệu được truyền qua một dây đơn từng bit (Hình 7.5). Lợi thế rõ ràng truyền dữ liệu nối tiếp là nó yêu cầu một số lượng nhỏ các đường truyền thông.

Giao tiếp nối tiếp có thể là một chiều (đơn giản), phân chia thời gian hai chiều (bán song công) và hai chiều (song công toàn phần).

Có 2 loại giao tiếp nối tiếp: không đồng bộ và đồng bộ. Nếu quá trình truyền dữ liệu không thường xuyên, thì quá trình trao đổi không đồng bộ sẽ được thực hiện. Nếu quá trình trao đổi được thực hiện bởi các mảng lớn, thì truyền đồng bộ được sử dụng. Khung trao đổi không đồng bộ được hiển thị trong hình. 7.6.

Hình 7.6. Khung truyền không đồng bộ

Trong chế độ này, mức "1" được duy trì trên đường dây cho đến khi thông tin được truyền đi. Khi bắt đầu truyền, đường truyền nhận được một bit bắt đầu bằng "0", sau đó từ 5 đến 8 bit thông tin, chúng có thể được theo sau bởi một bit chẵn lẻ. Quá trình truyền ký tự được kết thúc bởi một hoặc hai bit dừng bằng "1". Sau đó, bit bắt đầu và ký tự tiếp theo có thể được truyền lại, hoặc, trong trường hợp không có thông tin, mức "1" được đặt trên dòng. Mỗi khi một byte được chuyển, một quá trình đồng bộ hóa lại xảy ra.

Chế độ không đồng bộ chỉ được sử dụng trong các thiết bị tương đối chậm, vì ngoài thông tin hữu ích các bit dịch vụ được truyền đi, điều này làm giảm tốc độ trao đổi thông tin.

Với đường truyền đồng bộ phải có kênh đồng bộ riêng. Việc lấy mẫu dữ liệu ở đầu vào của máy thu và sự thay đổi của dữ liệu ở đầu ra của máy phát được đồng bộ từ cùng một tín hiệu xung nhịp (Hình 7.7). Mỗi khung thông tin được gắn một tín hiệu đồng hồ. Tốc độ truyền trong chế độ đồng bộ cao hơn do thiếu các bit trên không.

Tốc độ truyền qua liên kết nối tiếp được đo bằng bit trên giây (tính bằng baud) và có thể lên đến hàng chục Mbps.

Cơm. 7.7. Truyền dữ liệu đồng bộ

Bộ điều khiển nối tiếp. Để chuyển đổi mã kỹ thuật số song song thành mã nối tiếp, chương trình đặc biệt(bộ điều khiển) được xây dựng trên cơ sở các thanh ghi dịch chuyển được tạo xung nhịp bởi các chuỗi xung có tần số nhất định. Mỗi xung đồng hồ song song mã kỹ thuật sốđược dịch chuyển bởi một vị trí, vị trí này đi vào đường dây liên lạc. Do đó, mã kỹ thuật số song song được chuyển đổi thành một chuỗi các xung có mức tiêu chuẩn.

Ngoài chuyển đổi mã, bộ điều khiển cho phép:

- thay đổi số lượng bit thông tin trong một khung,

- thay đổi tốc độ truyền tải thông tin,

- lỗi kiểm soát, v.v.

Một ví dụ sẽ là bộ điều khiển giao tiếp nối tiếp USART- máy thu phát đồng bộ-không đồng bộ phổ quát. Nó được tích hợp vào MC (trong MPS, nó có thể được tạo ra dưới dạng một MS riêng biệt) và thực hiện tất cả thủ tục cần thiết chuyển đổi mã. Nó có thể hoạt động ở chế độ đồng bộ và không đồng bộ. Cung cấp chế độ giao tiếp song công, phát hiện thông báo bắt đầu, lỗi chẵn lẻ và định dạng. Đơn vị trao đổi là một ký hiệu, chữ cái, số, bất kỳ dấu hiệu nào khác. Nó được mã hóa bởi một chuỗi 5-8 bit. tốc độ tối đa trao đổi thông tin ở chế độ không đồng bộ - 9,6 kbps, ở chế độ đồng bộ - 56 kbps.

Giao tiếp nối tiếp với PC. Thông thường, thông tin phải được chuyển từ MK sang PC, ví dụ, trong các hệ thống thu thập thông tin. Đầu tiên và thành công nhất trong số các giao diện nối tiếp là RS-232, cho đến nay, một phần không thể thiếu của bất kỳ RS - máy tính tương thích như COM- Hải cảng.

Giao diện RS-232C được phát triển vào năm 1969 và vẫn được sử dụng tích cực cho giao tiếp nối tiếp đồng bộ và không đồng bộ trong điểm-điểm, bán song công và chế độ song côngđổi. Đường truyền sử dụng mức tín hiệu ± 12 V. Tốc độ dữ liệu từ 50 đến 115 kbaud cho khoảng cách lên đến 15 m.

Nhiều công ty khác nhau sản xuất nhiều loại vi mạch được thiết kế để chuyển đổi TTL / CMOS - cấp thành cấp RS-232 và quay lại. Hầu hết chúng đều có bộ chuyển đổi điện áp tích hợp và hoạt động từ một nguồn cung cấp +5 V duy nhất. các loại khác nhau các vi mạch có thể khác nhau về khả năng chịu tải, tải điện dung, loại gói.

RS-232 có khả năng miễn nhiễm thấp với tiếng ồn chế độ chung. Ưu điểm đáng kể về mặt này là có giao diện điểm-điểm RS-422 và đối tác thân của nó RS-485, trong đó tín hiệu được truyền dưới dạng vi phân. Nhưng những giao diện này không phải là tiêu chuẩn trên máy tính và vi điều khiển. Do đó, ứng dụng RS-422 và RS-485 dẫn đến nhu cầu sử dụng thiết bị bổ sung và trình điều khiển phần mềm.

Hiện tại, giao tiếp nối tiếp với PC có thể được thực hiện thông qua một giao diện USB bằng cách sử dụng các trình điều khiển thích hợp. Trong các lập trình viên hiện đại, cổng nối tiếp USBđược sử dụng cho cả lập trình và nguồn.

Chuyển dữ liệu từ CPUđến bất kỳ thiết bị ngoại vi nào và ngược lại được điều khiển bằng cách đặt yêu cầu ngắt IRQ...

Ngắt và địa chỉ

Việc truyền dữ liệu từ CPU đến bất kỳ thiết bị ngoại vi nào và ngược lại được điều khiển bằng cách thiết lập yêu cầu ngắt (IRQ) và địa chỉ I / O. Đối với thiết bị ngoại vi bên ngoài, yêu cầu ngắt và địa chỉ I / O được gán cho cổng mà nó được kết nối qua đó.

Bản thân các từ "yêu cầu ngắt" chỉ ra rằng CPU bị ngắt và được hướng dẫn để xử lý dữ liệu đến từ một số thiết bị. Tổng cộng có 16 ngắt, từ 0 đến 15. Tất cả các cổng nối tiếp và song song thường yêu cầu yêu cầu ngắt riêng, ngoại trừ COM1 và COM3, COM2 và COM4 thường có yêu cầu ngắt chung.

Đối với mỗi cổng, bạn phải chỉ định một địa chỉ I / O duy nhất, tương tự như hộp thư cho thư từ đến địa chỉ của CPU, nơi nó được lưu trữ trước khi xử lý. Nếu bất kỳ yêu cầu ngắt nào hoặc địa chỉ I / O nào đang được sử dụng bởi nhiều thiết bị cùng lúc, thì không có thiết bị nào trong số đó sẽ hoạt động bình thường và PC thậm chí có thể bị treo.

Đối với các sự cố với một cổng, hãy kiểm tra xem yêu cầu ngắt nào và địa chỉ I / O được gán cho cổng đó.

Bảng điều khiển - Hệ thống - Thiết bị - Cổng COM và LPT

Nếu bạn thấy trước bất kỳ dòng nào vòng tròn màu vàng Với dấu chấm than bên trong, bạn có thể tìm thấy nguyên nhân của "sự can thiệp". Với dòng được chọn, hãy nhấp vào "Thuộc tính - Tài nguyên". Trong trường "Danh sách thiết bị xung đột", hãy tìm nguyên nhân gây ra xung đột. Nếu nó hóa ra là một số bảng cũ không hỗ trợ Plug & Play, nó sẽ được liệt kê là "Thiết bị không xác định".

Để giải quyết sự cố, hãy thay đổi yêu cầu ngắt hoặc địa chỉ I / O cho một trong các thiết bị vi phạm. Nếu cổng nằm trên bo mạch chủ, hãy sử dụng chương trình cho việc này cài đặt ban đầu Hệ thống thiết lập (BIOS).

Để vào Cài đặt Hệ thống trong khi khởi động PC, hãy nhấn phím "Delete", "F1" hoặc phím khác - tìm hiểu trong tài liệu dành cho hệ thống. Trong nhiều chương trình bootstrap, bạn có thể gán yêu cầu ngắt và địa chỉ I / O (thiết lập tài nguyên) cho một cổng cụ thể, ghi đè các cổng cũ.

Tìm một yêu cầu ngắt hoặc địa chỉ I / O không sử dụng.

Bảng điều khiển - Hệ thống - Thiết bị - Máy tính

Bạn sẽ thấy danh sách đầy đủ tài nguyên ứng dụng. Nếu như truy vấn không sử dụng không có gián đoạn, sau đó thử tắt một cổng không sử dụng bằng Thiết lập Hệ thống.

Sau đó...

Hệ thống - Thiết bị - Thiết bị xung đột - Tài nguyên

Tắt " Cài đặt tự động". Trong cửa sổ" Danh sách tài nguyên ", chọn loại tài nguyên, nhấp vào nút" Chỉnh sửa "và trong trường" Giá trị ", đặt giá trị mới (chưa sử dụng) của yêu cầu ngắt hoặc địa chỉ I / O.

Đặt tùy chọn cổng song song

Cổng song song được viết tắt là LPT. Máy tính tự động chỉ định từng cổng song songđịa chỉ từ LPT1 đến LPT3.

Nếu bạn đang cài đặt một cổng song song thứ hai, hãy đảm bảo rằng nó không sử dụng một yêu cầu ngắt hiện có. Một số máy tính LPT1 và LPT2 sử dụng IRQ7 theo mặc định. Đặt IRQ5 cho LPT2 bằng Trình quản lý thiết bị. Nếu điều này là không thể, sau đó sử dụng chương trình thiết lập CMOS của hệ thống của bạn.

Cài đặt tài nguyên cổng song song mặc định

Đặt tùy chọn cổng nối tiếp

Mỗi cổng nối tiếp được xác định bởi một trong tám địa chỉ COM có thể có - COM1, COM2, v.v., mỗi cổng có địa chỉ I / O duy nhất và yêu cầu ngắt.

Hãy cẩn thận khi cài đặt thiết bị trong PC yêu cầu cổng COM. Cổng COM1 và COM2 có địa chỉ tiêu chuẩn I / O và các yêu cầu ngắt, không nên thay đổi ở bất kỳ đâu (thường chỉ có thể được thay đổi trong chương trình Setup CMOS trên PC của bạn). Nếu bạn muốn gán cổng COM1 hoặc COM2 cho một thiết bị mới, thì khi PC khởi động, hãy nhập chương trình Cài đặt và tắt cổng nối tiếp được gán cho COM1 hoặc COM2, hoặc nếu bạn muốn giải phóng các cài đặt thích hợp cho thiết bị được thêm vào, thay đổi yêu cầu ngắt và địa chỉ xác định nó. đầu vào-đầu ra.

Lưu ý rằng tất cả các địa chỉ I / O tiêu chuẩn chỉ sử dụng ngắt thứ ba và thứ tư. Vì hai thiết bị không được sử dụng cùng một yêu cầu ngắt, hãy thử chuyển cổng COM3 qua COM3 cho các thiết bị bên ngoài mới bằng cách đặt thủ công các yêu cầu ngắt và địa chỉ I / O bằng Trình quản lý Thiết bị (hộp thoại "Thuộc tính: Hệ thống").

Cài đặt tài nguyên cổng nối tiếp mặc định

* Có thể được thiết lập bằng Trình quản lý Thiết bị Windows 9x (Thuộc tính: Hệ thống)

Tối ưu hóa cổng nối tiếp

Máy tính có một hoặc hai cổng nối tiếp 9 chân được tích hợp sẵn, thường nằm ở mặt sau của máy tính. Với sự trợ giúp của một cổng như vậy, chỉ 1 bit dữ liệu có thể được truyền trên một đơn vị thời gian, trong khi thông qua một cổng song song - 8 bit. Tốc độ của cổng nối tiếp phụ thuộc vào bộ thu phát không đồng bộ đa năng (UART), bộ thu phát này chuyển đổi luồng dữ liệu song song đi qua bus PC thành một bit đơn.

Theo quy định, PC hiện đại được vận chuyển với mẫu UART 16550. Trong trường hợp này, mức tối đa thông lượng là 115 kbps, cung cấp đủ băng thông cho hầu hết các thiết bị nối tiếp. Các mẫu UART cũ hơn 16450 và 8250 không còn đáp ứng được nhiệm vụ này. Nhưng đôi khi hiệu suất của UART 16550 có thể không đủ, vì một số modem tương tự xử lý dữ liệu nén ở tốc độ 230 kbps và bộ điều hợp ISDN lên đến 1 Mbps. Vì vậy, nếu bạn yêu cầu tốc độ cao truyền dữ liệu, mua bảng mở rộng UART 921 kbps với kiểu 16750.

Làm việc với các cổng song song

Cổng song song thường được sử dụng cho máy in, mặc dù các thiết bị khác, chẳng hạn như máy quét, cũng có thể kết nối với PC thông qua chúng. Với sự trợ giúp của họ, bạn có thể truyền dữ liệu với tốc độ từ 40 KB / s đến 1 MB / s, và đôi khi còn hơn thế nữa.

Về cơ bản, tất cả các PC đều có một cổng song song dưới dạng đầu nối 25 chân ở mặt sau. Để thêm cổng thứ hai, bạn phải mua một bộ điều khiển I / O và cài đặt nó vào một khe cắm mở rộng trên bo mạch hệ thống. Có bốn loại cổng song song - một chiều, hai chiều, các tính năng nâng cao (cổng EPP) và các tính năng nâng cao (cổng ECP). Mỗi người trong số họ có tốc độ và khả năng khác nhau. Hầu hết các cổng PC mới hơn đều hỗ trợ tất cả bốn chế độ và để biết cái nào cung cấp cổng song song, hãy xem trong chương trình Thiết lập (CMOS tiện ích thiết lập) của phần Thiết bị ngoại vi tích hợp trên PC của bạn.

Cổng một chiềuđôi khi còn được gọi là cổng SPP. Cấu hình cơ bản này cho phép dữ liệu 40-50 KB / s chỉ truyền theo một hướng - đến máy in hoặc thiết bị bên ngoài khác.

Cổng hai chiều. Cung cấp trao đổi dữ liệu hai chiều với tốc độ truyền từ 100 đến 300 Kb / giây giữa PC và thiết bị bên ngoài. Trong trường hợp này, thông tin về trạng thái của cái sau sẽ đi vào máy tính.

Cổng nâng cao (EPP).Được thiết kế cho các ổ đĩa ngoài và bộ điều hợp mạng yêu cầu hiệu suất cao. Cung cấp tốc độ truyền dữ liệu từ 400 KB / s đến 1 MB / s và hơn thế nữa.

Khi được cài đặt trong Hệ thống Các tùy chọn thiết lập cho EPP được cung cấp trong phiên bản 1.7 và 1.9. Đối với hầu hết tất cả các thiết bị ngoại vi được mua trong những năm trước, bạn cần chọn 1.9.

Cổng nâng cao (ECP). Tăng tốc độ và mở rộng khả năng trao đổi dữ liệu giữa thiết bị bên ngoài và máy tính. Nếu máy in và các thiết bị ngoại vi khác hỗ trợ ECP, chúng sẽ trực tiếp đưa ra thông báo lỗi và trạng thái thiết bị.

Nếu trong chương trình. Thiết lập Hệ thống đặt tùy chọn ECP, sau đó một dòng sẽ xuất hiện để chọn kênh DMA (kênh truy cập bộ nhớ trực tiếp). Nó phải được đặt theo cách tương tự như đối với một yêu cầu ngắt. Để tránh xung đột giữa các kênh DMA, hãy xem các kênh miễn phí trong "Thuộc tính: Máy tính" như đã mô tả ở trên. Nếu không thể tránh được xung đột, hãy hoàn nguyên về chế độ cổng hai chiều.

Cổng tốt nhất cho cơn bão dữ liệu.

Trong các hệ thống mới và thiết bị ngoại vi các cổng song song và nối tiếp bắt đầu được thay thế bằng cổng nối tiếp đa năng ( Bus nối tiếp đa năng, USB). Với sự trợ giúp của nó, bạn có thể đạt được tốc độ truyền dữ liệu lên đến 12 Mbps, đồng thời kết nối bàn phím, màn hình, chuột và nhiều thiết bị khác (lên đến 127) chỉ với một cổng, như với giao diện SCSI giải quyết các vấn đề tương tự, có thể được kết nối "chuỗi". Trong trường hợp này, chỉ một yêu cầu ngắt được sử dụng. Bus USB cũng có thể được cài đặt trên các máy tính cũ hơn bằng cách mua bảng mở rộng thích hợp.