Com порт глазами ремонтника. ремонт, настройка, диагностика. часть 1, теория

Разъёмы RS-232C DE-9

Порт RS232C DE-9 (обычно неправильно называемый DB-9) доступен на некоторых ПК и многих других устройствах. Последовательный порт RS-232 когда-то был стандартной функцией ПК, который использовался для подключения к модемам, принтерам, мышкам, хранилищам данных, источникам бесперебойного питания и другим периферийным устройствам.

RS-232 — это стандарт, появившийся ещё в 1960 году для последовательной передачи данных. Он формально определяет сигналы, соединяющие DTE (оконечное оборудование данных), такое как компьютерный терминал, и DCE (оборудование передачи данных), такое как модем. Стандарт RS-232 обычно использовался в компьютерных последовательных портах.

RS-232 по сравнению с более поздними интерфейсами, такими как RS-422, RS-485 или Ethernet, имеет более низкую скорость передачи, более короткую максимальную длину кабеля, большие колебания напряжения, большие стандартные разъемы, отсутствие возможности многоточечного соединения. В современных персональных компьютерах USB давно вытеснил RS-232 из большинства функций периферийного интерфейса. Многие компьютеры вообще не оснащены портами RS-232 и должны использовать либо внешний USB-to-RS232 конвертер или внутреннюю плату расширения с одним или несколькими последовательными портами для подключения к периферийным устройствам RS-232.

Этот интерфейс последовательного порта ПК является несимметричным (соединяет только два устройства через последовательный кабель RS232), скорость передачи данных составляет менее 20 кбит / с. Горячая замена не поддерживается, но иногда разрешена. В настоящее время для ПК используется только 9-контактный разъем.

Последовательные порты COM

COM-порты компьютера, это связь компьютерного комплекса «дальнего действия». В отличие от параллельных портов и кабелей, ведших на «тяжёлые» устройства — принтеры, сканеры, Com-порты присоединяли к компьютеру «лёгкие» юниты — мышка, модем. Первые межкомьютерные интерфейсы (через «нуль-модем»). В дальнейшем, когда распространились локальные сети, а мыши стали подключаться по такому же разъёму, как и клавиатура — port ps/2 (пэ-эс-пополам) — com port как-то был подзабыт.

Возрождение пришло с появлением последовательного интерфейса USB. Вот и получилось движение по кругу. Теперь на USB можно встретить, кроме флешек, и мыши USB-шные, и USB-шные «клавы». Принтеры, сканеры модемы — вся периферия теперь на USB, забыла уже о толстых и солидных параллельных LTP — кабелях, которые необходимо было в обязательном порядке прикручивать с каждой стороны на 2 болта. А проводочков-то в этих USB — два сигнальных (собственно, канал один, один прямой сигнал, другой тот же — инверсный) и два — питание и корпус.

Прежних последовательных портов COM было несколько. Самый маленький — и самый востребованный 9-контактный порт (D9), к которому подключали большую чать устройств: мыши, модемы, нуль-модемные кабели. Контакты располагались в два ряда, 5 и 4 в ряд, получалась трапеция. Поэтому и название D9. На «маме» нумерация шла слева направо и сверху вниз:

1 2 3 4 5

6 7 8 9

На «папе» справа налево:

5 4 3 2 1

9 8 7 6

Далее в табличке указаны официальные параметры работы COM порта. Написано, максимальная длина кабеля — 15 м., хотя умудрялись протянуть и на 100 м.

Распайка COM-порта, port RS232, 9 контактов.

Требования к кабельным соединениям

При подключении интерфейса RS-485 нужно соблюдать некоторые требования. Требуется две пары кабелей «витая пара». Однако, для обмена информации достаточно и одной. Вторая пара используется в качестве резерва.

Чтобы уменьшить помехи, необходимо экранировать кабели. Экраны следует соединить по всей длине линии. Заземлять провод нужно только в одном месте. В противном случае возникнут наводки, из-за разницы потенциала в двух точках. Они пройдут по всей длине экрана.

С самим подключением кабелей проблем возникнуть не должно. Однако, программная часть соединения устройств гораздо сложнее. Здесь лучше доверить работу профессионалам.

Аппаратура[править | править код]

Разъем имеет контакты:

DTR (Data Terminal Ready — готовность к приёму данных) — выход на компьютере, вход на модеме. Означает готовность компьютера к работе с модемом. Сброс этой линии вызывает почти полную перезагрузку модема в первоначальное состояние, в том числе бросание трубки (некоторые управляющие регистры выживают после такого сброса). В UNIX это происходит в случае, если все приложения закрыли файлы на драйвере последовательного порта. Мышь использует этот провод для получения питания.

DSR (Data Set Ready — готовность к передаче данных) — вход на компьютере, выход на модеме. Означает готовность модема. Если эта линия находится в нуле — то в ряде ОС становится невозможно открыть порт как файл.

RxD (Receive Data — приём данных) — вход на компьютере, выход на модеме. Поток данных, входящий в компьютер.

TxD (Transmit Data — передача данных) — выход на компьютере, вход на модеме. Поток данных, исходящих из компьютера.

CTS (Clear to Send — готовность передачи) — вход на компьютере, выход на модеме. Компьютер обязан приостановить передачу данных, пока этот провод не будет выставлен в единицу. Используется в аппаратном протоколе управления потоком для предотвращения переполнения в модеме.

RTS (Request to Send — запрос на передачу) — выход на компьютере, вход на модеме. Модем обязан приостановить передачу данных, пока этот провод не будет выставлен в единицу. Используется в аппаратном протоколе управления потоком для предотвращения переполнения в оборудовании и драйвере.

DCD (Carrier Detect — наличие несущей) — вход на компьютере, выход на модеме. Взводится модемом в единицу после установления соединения с модемом с той стороны, сбрасывается в ноль при разрыве связи. Аппаратура компьютера может издавать прерывание при наступлении такого события.

RI (Ring Indicator — сигнал вызова) — вход на компьютере, выход на модеме. Взводится модемом в единицу после обнаружения вызывного сигнала телефонного звонка. Аппаратура компьютера может издавать прерывание при наступлении такого события.

SG (Signal Ground — сигнальная земля) — общий сигнальный провод порта, не является общей землёй, как правило, изолирован от корпуса ЭВМ или модема.

В нуль-модемном кабеле используются две перекрещенные пары: TXD/RXD и RTS/CTS.

Исходно в IBM PC и IBM PC/XT аппаратура порта была построена на микросхеме UART 8250 фирмы National Semiconductor, затем микросхема была заменена на 16450, программно совместимой с предыдущими, но позволявшей использовать скорости вплоть до 115200 бит в секунду, затем появилась микросхема 16550, содержавшая двунаправленный FIFO буфер данных для снижения нагрузки на контроллер прерываний. В настоящее время включена в SuperIO микросхему на материнской плате вместе с рядом иных устройств.

Распиновка разъёмов COM-порта

Распиновка никакой связи не имеет с распинанием, хотя, как проводки, вольно бегущие в одной оболочке кабеля, разбирают на стороны и жёстко припаивают к своим штырькам, сходно с распинанием. Штырёк, по-английски «pin», булавка, поэтому и распиновка, слово уже это компьютерно-связистский «проанглийский» жаргонизм. Означает — распайка проводов по штырькам на разъёме.

Форма разъёма, порядок проводков (штырьков) в нём, назначение каждого штырька, а также номиналы напряжений и смысл сигналов в каждом — это часть интерфейса. Обычно вся эта информация собирается в отдельный документ, называемый спецификацией порта. Такая простая и понятная табличка на одну страницу. В других разновидностях интерфейсов что-то такое может называться «протоколом». А здесь ещё просто называют «распиновкой».

Распиновка COM порта(RS232)

Существует 2-е разновидности com порта, 25-и пиновый старый разъем и сменившей его более новый 9-и пиновый разъем.

Ниже приведена схема типового стандартного 9-контактного разъема RS232 с разъемами, этот тип разъема также называется разъемом DB9.

1. Обнаружение несущей(DCD).
2. Получение данных(RXD).
3. Передача данных(TXD).
4. Готовность к обмену со стороны приемника(DTR).
5. Земля(GND).
6. Готовность к обмену со стороны источника(DSR).
7. Запрос на передачу(RTS).
8. Готовность к передаче(CTS).
9. Сигнал вызова(RI).

RJ-45 к DB-9 Информация о выводе адаптера последовательного порта для коммутатора

Консольный порт представляет собой последовательный интерфейс RS-232, который использует разъём RJ-45 для подключения к управляющему устройству, например ПК или ноутбуку. Если на вашем ноутбуке или ПК нет штыря разъема DB-9, и вы хотите подключить ноутбук или ПК к коммутатору, используйте комбинацию адаптера RJ-45 и DB-9.

Цвета проводов:

1 Черный 2 Коричневый 3 Красный 4 Оранжевый 5 Желтый 6 Зеленый 7 Синий 8 Серый (или белый)

Замечание: DCD иногда маркируется как CD

Назначение контактов ЭБУ Bosch M1.5.4, MP7.0 и Январь-5.1

Примечание:
Во второй колонке синим цветом выделены отсутствующие элементы в ЭСУД Январь 5.1.2, в котором не применяется адсорбер и датчик кислорода.
В третьей колонке красным цветом выделены элементы системы Евро-3, отсутствующие в Евро-2.

Какие ЭБУ устанавливаются на ВАЗ

Первые автомобили отечественного автопрома достаточно заурядные и полностью механизированы. Однако, с развитием технологий, и ВАЗовцам пришлось кое-что изменить.

В частности, со временем, управление работой мотора легло на «плечи» ЭСУД. Ими оснащались все инжекторные двигатели, а с выходом новых, более современных моделей, наличие блока управления двигателем (например, на ВАЗ «Приоре» или «Калине») даже не обсуждалось. Какую же эволюцию прошли указанные устройства? Давайте посмотрим.

Блоки управления фирмы GM

Указанные системы устанавливались на первые модели Samara, выпускающиеся до 2000 года. Они могли дополняться резонансным датчиком детонации или же не иметь его.

Блок управления двигателем BOSCH

Среди блоков управления двигателем марки «Bosch», которые устанавливались на автомобили группы ВАЗ, стоит выделить:

“Bosch М1.5.4, с одновременным, попарно-временным или фазированным впрыском, который может быть взаимозаменяемым с “VS 5.1″, “Январь 5.1.х”;
«Bosch MP7.0», в основном, устанавливаемый в единичном объеме и способный работать на других системах. Имеет 55-ти контактный разъем.
«Bosch M7.9.7″, начавший входить в состав транспортных средств группы ВАЗ с 2003 года. Автомобили, на которые устанавливались ЭБУ Bosch этой модели, должны были соответствовать нормам токсичности Евро-2 и Евро-3. Сам ЭСУД отличается сравнительно легким весом и меньшими габаритами. Кроме того, он дополнен надежным разъемом и коммутатором.

Блоки управления «Январь»

Что касается электронных блоков управления двигателем «Январь», то и в этом случае можно выделить несколько наиболее известных ВАЗовских составляющих. К ним относят:

«Январь-4», который также, как и GM-09 устанавливался на первые модели Samara до 2000-х годов выпуска.

Обратите внимание! Аппаратная реализация «Январь-4» не совместима с Январь 4.1, так как их прошивки не сочетаются друг с другом. Системы «Январь-4» предусматривают использование программного обеспечения серии N, в то время как более позднее ПО используется для «Январь 4.1».

«Январь 5.1»

Все виды контролера этого типа построенные на одинаковой платформе, а отличия имеются разве что в коммутации форсунок и подогревателе ДК. Первая версия обладает фазированным впрыском и датчиком кислорода, а вторая отличается параллельным впрыском. Отличие указанных ЭБУ лишь в прошивках, а значит, их можно взаимозаменять

«Январь 5.1». Все виды контролера этого типа построенные на одинаковой платформе, а отличия имеются разве что в коммутации форсунок и подогревателе ДК. Первая версия обладает фазированным впрыском и датчиком кислорода, а вторая отличается параллельным впрыском. Отличие указанных ЭБУ лишь в прошивках, а значит, их можно взаимозаменять.

«Январь 7.2.» — аналогичный «бошевской» модели 7.9.7, но выполненный на другой вид проводки (81-контактный). Производится как на заводе «Ителмы», так и на «Автэл», а также может быть заменен на Bosch M7.9.7. Что же касается устанавливаемого ПО, то Январь 7.2 — это продолжение 5-го «Января».

Знаете ли вы? В любом электронном блоке управления предусматривается встроенный источник питания, который выдает стабильное напряжение при его изменении в бортовой сети.

Предыстория

RS232 — стандарт асинхронного интерфейса (последовательный порт), являлся в свое время наиболее популярным интерфейсом для цифровых устройств различного назначения. В первых компьютерах его физическое присутствие было обязательным. Даже в настоящее время операционная система Windows способна эмулировать некоторое количество виртуальных COM, не имея их физических реализаций. Некоторые наверное помнят компьютерные мыши, принтеры, сканеры и другие периферийные устройства, подключаемые к компьютеру посредством этого порта.

Сейчас ситуация изменилась, компьютерная периферия подключается к ПК при помощи более быстрых USB портов. Но в устройствах КИП и А, RS232 по праву занимает главенствующее положение, редко можно увидеть цифровой прибор, настраиваемый компьютером без этого интерфейса. Довольно часто RS232 порт служит переходным звеном к RS485 интерфейсу, подключаемому посредством миниатюрного переходника.

Информация по RS232 передается в дуплексном режиме

• Логический «0» — положительное напряжение от +5 до +15 В
• Логическая «1» — отрицательное напряжение от -5 до -15 В

В силу конструктивных особенностей, длина линии связи небольшая, обычно не более 10 метров.

Первоначально разъем RS232 интерфейса проектировался как 25-и контактный. В этом DB25 разъеме предусматривался и вторичный RS232 последовательный канал. Но на практике, реализовался только один канал. Компьютеры, в которых были представлены оба канала были очень редки, например Sun SparcStation 10/20 и Dec Alpha Multia. Также на некоторых модемах присутствовал вторичный канал, он сигнализировал статус модема, в то время когда первичный был занят передачей данных. В наше время, более прижилась 9-и контактная DB9 версия RS232.

Альтернативное решение проблемы

Если вам необходимо установить дополнительное оборудование, которое нуждается в COM-порте, можно также использовать модуль с этим разъемом. Он просто устанавливается непосредственно в компьютере и подключается к материнской плате. После установки платы COM-портов или PIC-COM (второе название) ей также присваивается номер. Как и в предыдущих случаях, это номер можно изменить, если возникнут проблемы. Если вы не уверены, что сможете правильно установить эту плату в компьютер, лучше воспользуйтесь помощью профессионалов, чтобы не навредить другому оборудованию.

К сожалению, это решение можно использовать только для компьютеров. В ноутбуках дополнительную плату установить довольно сложно, и это требует дополнительных затрат. Во-первых, сам корпус не позволит установить дополнительный модуль, а во-вторых, он может не поддерживаться вашей моделью. Поэтому в случае с ноутбуком следует использовать USB-COM-переходник.

Sample RS232 serial port device. How serial mouse works

Typical PC mouse controlling system has the following parts: sensors -> mouse controller -> communication link -> data interface -> driver -> software. Sensors are the movement detectors which sense the mouse movement and button swiches which sense the button states. Mouse controller reads the state of those sensors and takes acount of current mouse position. When this information changes the mouse controller sends a packet of data to the computer serial data interface controller. The mouse driver in the computer received that data packet and decodes the information from it and does actions based on the information.

Плата Arduino Uno

Слово Uno переводится с итальянского языка, как «один». Устройство названо в связи с началом выпуска Arduino 1.0.

Купить на amperka.ru Arduino Uno | Arduino Nano | Макетная плата | Перемычки Найти Ардуино | Перейти в магазин →

Другими словами, Uno является эталонной моделью для всей платформы типа Arduino. Это последнее устройство в серии плат USB, доказавшее свою эффективность и проверенное временем.

Arduino Uno создано на микроконтроллере типа ATmega 328 (datasheet).

Его состав следующий:

• количество цифровых входов и выходов составляет 14 (а шесть из них имеется возможность использовать как выходы ШИМ);
• число аналоговых входов составляет шесть;
• 16 МГц – кварцевый резонатор;
• имеется разъём для питания;
• есть разъём, предназначенный для ICSP-программирования внутри самой схемы;
• присутствует кнопка для сброса.

Крайне важно отметить, что отличительной особенностью всех новых плат arduino является использование для интерфейсов USB–UART микроконтроллера типа ATmega 16U2 (или ATmega 8U2 в версиях R1, R2) вместо устаревшей микросхемы типа FTDI. Плата Uno по версии R2 снабжается дополнительным подтягивающим к земле резистором на линии HWB применяемого микроконтроллера

Плата Uno по версии R2 снабжается дополнительным подтягивающим к земле резистором на линии HWB применяемого микроконтроллера.

Распиновка выглядит следующим образом:

1. Последовательный интерфейс использует шины №0 (RX – получение данных), №1 (TX – передача данных).
2. Для внешнего прерывания используются выводы №2, №3.
3. Для ШИМ используются выводы за номерами 3,5, 6, 9, 10, 11. Функция analog Write обеспечивает разрешение в 8 бит.
4. Связь посредством SPI: контакты №10 (SS), №11 (MOSI), №12 (MISO), №13 (SCK).
5. Вывод №13 запитывает светодиод, который загорается при высоком потенциале.
6. Uno оснащена 6 аналоговыми входами (A0 – A5), которые имеют разрешение в 10 бит.
7. Для изменения верхнего предела напряжения используется вывод AREF (функция analog Reference).
8. Связь I2C (TWI, библиотека Wire) осуществляется через выводы №4 (SDA), №5 (SCL).
9. Вывод Reset – перезагрузка микроконтроллера.

Разъёмы RS-366

Sample RS232 serial port device. How serial mouse works

Typical PC mouse controlling system has the following parts: sensors -> mouse controller -> communication link -> data interface -> driver -> software. Sensors are the movement detectors which sense the mouse movement and button swiches which sense the button states. Mouse controller reads the state of those sensors and takes acount of current mouse position. When this information changes the mouse controller sends a packet of data to the computer serial data interface controller. The mouse driver in the computer received that data packet and decodes the information from it and does actions based on the information.

Кабельные соединения между последовательными портами

Кабель от одного последовательного порта всегда соединяется с другим последовательным портом.
Внешний модем или другое устройство, которое подсоединяется к последовательному порту имеет встроенный в него последовательный порт. Для модемов кабель имеет прямую разводку: контакт 2 идет к контакту 2, и т.д. Модем называется DCE устройством (Data Communications Equipment — оборудование передачи данных), а компьютер называется DTE устройством (Data Terminal Equipment — оборудование отображения данных). Для соединения устройств типа DTE-в-DCE необходимо использовать прямой кабель. Для соединения DTE-в-DTE необходимо использовать нуль-модемный кабель (иначе называемый перевернутый кабель). Существует несколько способов разводки таких кабелей (смотрите примеры в разеделе «Кабели последовательного интерфейса «)

Работа по последовательному интерфейсу имеет свои преимущества. Одна из причин это то, что все сигналы однонаправленные. Если контакт 2 отправляет данные (и не позволяет принимать другие сигналы) то очевидно, что нельзя подсоединить к контакту 2 контакт того же типа. Если вы все же сделаете это, то вы не смоежет не отсылать, ни принимать сигналы по этой линии. Есть два разных способа соединения устройств. Один из них подразумевает соединение двух устройств разного типа, когда контакт №2 одного отсылает данные на контакт №2 второго (который принимает этот сигнал).
Это путь, когда вы соединяете компьютер (DTE) и модем (DCE).
Также существует второй путь в котором устройства могут быть одного типа: соедините контакт отправки данных №2 с контактом №3, принимающим данные устройства того же типа. Это путь, когда можно соединять два компьютера (DTE-в-DTE). Тип кабеля, использумый в этом случае называется null-modem cable (нуль-модемный кабель) поскольку он соединяет два компьютера без использования модемов. Нуль-модемный также иногда называют перевернутым кабелем, т.к. провода между контактами 2 иd 3 идут наоборот. Пример выше приведен для контактов 25-ти контактного разъема, но также соответственно можно использовать и 9-ти контактный разъем.