Проблемы при "прошивке" ресиверов. Отсутствие COM порта. Использование ноутбука
В большинстве «старых» компьютеров и ноутбуков, приобретенных более 5лет назад, всегда было несколько COM портов (RS-232). По крайней мере, всегда был хотя бы один разъем «RS-232».
Рис. 1. Разъем на корпусе компьютера
К нему подключали различное внешнее оборудование: мыши, принтеры, модемы, специализированное оборудование. Поэтому проблем с подключением ресивера к компьютеру для «прошивки» не возникало. Достаточно было просто подключить, запустить программу для обновления ПО ресивера и спокойно сделать все необходимое.
В современных компьютерах разъем «RS-232» нередко отсутствует. Тут и возникают проблемы, зачастую весьма неприятные. В большинстве ресиверов нет иных способов «прошивки» кроме использования «RS-232». И «USB» вход для подключения внешнего флешь-накопителя есть не у всех ресиверов.
А иногда имеется и другая проблема: ноутбук имеет «COM» порт, но с ресиверами одной модели он работает, а с другими - нет. Это связано с нарушением производителем ноутбука стандарта передачи данных «RS-232». На это они идут в целях экономии энергии заряда аккумуляторной батареи. Если производитель ресивера был технически щепетилен и точен, то в ресивере будет установлена специальная микросхема для «COM» порта. Благодаря этой микросхеме ресивер будет работать и с ноутбуком, и с компьютером. Но установка микросхемы увеличивает общую стоимость изделия, а в последнее время производители экономят даже на этих мелочах! Поэтому и возникает проблема несовместимости ноутбуков и большинства ресиверов.
При использовании компьютера проблема отсутствия необходимых портов«RS-232» решается просто: необходимо приобрести дополнительный модуль с «COM» портами. Это плата, устанавливаемая в компьютер, называется «PIC-COM» или просто «плата СОМ портов».
Рис. 2. Плата PCI для компьютера с двумя «COM» портами
Если вы не сильны в компьютерах и ранее никогда не имели дело с установкой дополнительного оборудования в компьютер, то обратитесь к специалисту! Иначе можете «умертвить» дорогостоящее оборудование.
После установки платы в компьютер операционная система «Windows» - «ОС» присваивает новым установленным портам номер, например, «1», «2»…«25».
При использовании ноутбука обычную плату от компьютера установить нельзя: не тот стандарт и размер. Имеется два способа решения этой проблемы: дорогой, но качественный, и дешевый, но не полностью совместимый. В первом случае необходимо приобрести для ноутбука специальную плату с портами. Цена на эти платы высока, и приобрести, даже под заказ, эту плату мне не удалось
Рис. 3. Плата для ноутбука с «COM» портом
И тут есть подвох: в «старых» и «новых» ноутбуках два разных стандарта для дополнительного оборудования! Перед приобретением сверьтесь с инструкцией к вашему ноутбуку!
Если же вы не могли приобрести плату на компьютер или ноутбук, то остается один выход: «USB». Практически во всех современных моделях компьютеров имеется «USB» выход, как минимум два, а то и все восемь! В продаже имеются различные преобразователи «USB - COM».
Рис. 4. Преобразователь «USB - COM»
Рис. 5. Схема преобразователя «USB - COM»
Как спаять Переходник USB-COM самостоятельно. Вариант - 1
Как сделать самому переходник USB-COM , который можно использовать для подключения конвертеров и прочих девайсов к компьютерам у которых нет «железного» COM-порта.
Внимание!
Переходник описанный ниже обеспечивает согласование только сигналов RX и TX.
Все прочие модемные сигналы не задействованы.
Большинству устройств, работающих без аппаратного управления потоком, этого более чем достаточно.
С конвертерами Pilot VAF/MAF переходник работает 100%
Поехали!
Для сборки вам потребуются следующие детали:
1. PL2303HX (USB-USART мост от Prolific)-1шт.
2. MAX232CSE (UART-RS232)-1шт.
3. Кварц 12.00 МГц-1шт.
4. Конденсаторы 10 нФ (smd1206)-2шт.
5. Конденсаторы 1 мкФ (smd1206)-6шт.
6. Резисторы 27Ом (smd1206) -2шт.
7. Резисторы 1.5КОм (smd1206)-1шт.
8. Разъем mini-USB -1шт.
9. Разеъем DB-9 папа – 1шт.
10. Фольгированный текстолит для платы 48*22мм – 1шт
Схема переходника
Печатная плата
Файлы схемы и печатки в формате Eagle PCB Editor можно скачать по этой ссылке
Сборка и настройка
Здесь собственно все элементарно - делаем плату, сверлим 4-ре отверстия и напаиваем все детальки.
В итоге у вас должен получиться вот такой вот переходничок:
Плату, чтобы не окислялась, можно задуть полиуретановым лаком или любым быстросохнущим автомобильным лаком, какой есть под рукой.
Далее этот девайс подключаем к порту USB компьютера.
Windows обнаружит новое устройство и попросит драйвера
Идем на сайт пролифика и выкачиваем самую последнюю версию дров
На момент написания статьи, самый последний драйвер был вот этот .
После скармливания винде драйвера, в системе должен появиться новый COM порт Prolific:
Теперь необходимо проверить работоспособность переходника
Для этого на переходнике в разъеме COM-порта, отверткой или проволочкой замыкаем между собой контакты 2 и 3 (на самом разъеме обычно выбиты цифры с номерами контактов – приглядитесь повнимательнее) Как вариант, можно напаять временную перемычку:
Далее запускаем программу «Гипертерминал» (Пуск->Программы->Стандартные->Связь->Гипертерминал)
На висте и семерке гипертерминала нет! Поэтому придется сходить в гугл/яндекс выкачать гипертерминал или любой его аналог.
Выбираем в настройках соединения наш новый сом-порт:
Теперь запускам соединение, выбираем английскую раскладку и пробуем чего-нибудь печатать.
На экране должны появиться символы нажимаемых клавиш:
Если буквы не появляются, то проверяйте монтаж
Вот собственно и все!
Теперь остается убрать перемычку с контактов 2-3 и можно пользоваться переходником по прямому назначению.
Т.е. в свободный разъем «USB» ноутбука подключается вход такого «преобразователя», с диска из комплекта устанавливается драйвер (программа управления) и в системных настройках появляется виртуальный COM порт с присвоенным порядковым номером.
Как спаять Переходник USB-COM самостоятельно. Вариант - 2
| Рисунок 1. Общий вид |
 |
Предлагаемый блок в собранном виде позволяет реализовать принцип: купил – подключил. Устройство позволит пользователям персональных компьютеров подключить к USB-порту устройства, работающие от COM-порта (RS232C).
Ориентировочная розничная цена: 540 руб
Переходник будет полезен в практических приложениях: для подключения к персональному компьютеру различных устройств, а так же модемов и программаторов.
Технические характеристики
Напряжение питания от USB порта: 5 В.
Ток потребления: 20 мА.
Скорость соединения RS232C: 110-230000 бит/с
Интерфейс: USB1.1, USB2.0.
Поддерживаемые операционные системы: Win98, Win2000, WinXP, Vista, Linux и др.
Габаритные размеры устройства: 60x30 мм.
Комплект поставки
Блок переходника в сборе: 1.
Инструкция: 1.
Конструкция
Конструктивно переходник выполнен на двусторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита, защищенной прозрачной термоусадочной трубкой.
Переходник обеспечивает все модемные сигналы: DSR, DTR, RTS, CTS, RI, DCD, а также основные сигналы RXD и TXD.
Рисунок 2. Схема электрическая принципиальная
.gif)
Рисунок 3. Вид печатной платы со стороны деталей
Описание работы блока
Принципиальная электрическая схема приведена на рис 2 .
Центральная часть устройства – микроконтроллер CP2102 производства SILICON LABORATORIES. В качестве микросхемы драйвера уровней применен преобразователь MAX3243 производства фирмы Texas Instruments. Переходник обеспечивает все модемные сигналы: DSR, DTR, RTS, CTS, RI, DCD, а также основные сигналы RXD и TXD.
Установка устройства в ОСДля установки драйверов для компьютера следует сначала скачать соответствующий вашей операционной системе драйвер.
Далее инсталлируйте драйвер на свой персональный компьютер. Подключите переходник. Операционная система обнаружит его и «попросит» драйвер, следует указать ей месторасположение этого драйвера (то место, куда он был распакован).
После успешной установки на переходнике должен засветиться светодиод, сигнализирующий готовность устройства к работе!
NEW Обновлённый драйвер от 25.01.2011 г.
1. Драйвер для Win Vista Вы можете скачать
2. Драйвер для Windows 2000/XP/Server 2003/Vista (v5.0) Вы можете скачать
3. Драйвер для Linux Вы можете скачать
4. Драйвер для Win98SE Вы можете скачать
5. Драйвер для OC Mac Вы можете скачать
6. an144sw.zip - c помощью данной программы можно изменить ID коды USB-COM переходника. Это нужно для того, чтобы получить возможность использовать несколько 8050 на одном ПК. Использовать только опытным пользователям! Вы можете скачать
ПРОВЕРКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ BM8050 БЕЗ ВНЕШНЕГО ОБОРУДОВАНИЯ
Для проверки передачи и приема всех необходимых модемных сигналов согласно подключения СОМ-устройства.
Установите перемычки на контакты 2-3, 4-6, 7-8 СОМ-разъема ВМ8050 .
Соедините устройство c USB-портом ПК.
Посмотрите, какой порт ОС выделила для устройства, для чего войдите в Пуск --- Настройка --- Панель Управления --- Система --- Оборудование --- Диспетчер Устройств --- Порты (СОМ и LPT) --- Silicon Labs CP210x USB to UART Bridge (COM1).
Запустите стандартное приложение HiperTerminal для Windows из Пуск --- Программы --- Стандартные --- Связь --- HiperTerminal.
Остановите запущенное подключение, если оно активно, для чего нажмите вверху Вызов --- Остановить.
Посмотрите, какой порт используется программой для связи с устройством, для чего войдите слева вверху Файл --- Свойства и напротив "Подключаться через" выберите такой же порт, как и в Диспетчере Устройств (в нашем случае COM1).
В этом же окне убедитесь, что выбрано управление потоком "Аппаратное" в программе, для чего нажмите кнопку в центре "Настроить" и в нижнем окне "Управление потоком" выберите "Аппаратное".
Выйдите из настройки программы, для чего нажмите ОК, еще раз ОК.
Напечатайте текст "Текст" в программе HiperTerminal, при этом на экране печатается текст "Текст", что подтверждает исправность устройства.
Снимите перемычки с контактов 2-3, 4-6, 7-8 СОМ-разъема ВМ8050 .
Напечатайте текст "Текст" в программе HiperTerminal, при этом на экране печать отсутствует, что подтверждает исправность устройства.
Настройка драйвера и выбор порта для переходника USB-COM
Тут нас поджидают первые проблемы: во-первых, ОС могла присвоить виртуальному порту слишком большой номер, например,«25». А программа для «прошивки» ресивера позволяет работать с номерами портов от одного до четырех. Во-вторых, не все преобразователи «USB -COM» могут работать с программой для «прошивки» и самим ресивером. Причина в том, что производители оборудования по-разному изготовили свои изделия и программы к ним. Проверять все преобразователи необходимо индивидуально под вашу программу и ваш ресивер. Часто бывает, что с одним оборудованием преобразователь работает, а с другим- нет.
Если первая проблема устраняется изменением номера порта в настройках ОС, то проблему совместимости оборудования, программы и преобразователя устранить нельзя.
Для изменения присвоенного ОС номера необходимо изменить его вручную. Для этого необходимо войти в «Диспетчер устройств»: «Пуск» - «Настройка» -«Панель управления» - «Система».
Рис. 15.6. «Панель управления»
В появившемся окне выбрать вкладку «Оборудование» и щелкнуть по кнопке «Диспетчер устройств». Откроется окно «Диспетчер устройств». В появившемся окне в древовидном списке выбрать строчку «Порты (COM и LPT). В раскрывшемся списке вы увидите все порты, имеющиеся в вашем компьютере. Выберите ваш виртуальный порт: «преобразователь «USB - COM». У меня преобразователь модели «Prolific».
Рис. 15.7. Список имеющихся портов
Щелкните по этой строчке ПРАВОЙ кнопкой мыши, в открывшемся окне выберите стройку «Свойства».
Рис. 15.8. Настройка выбранного порта
В появившемся окне выберите вкладку «Параметры порта». В строчке «Скорость» выберите «115200», затем щелкните по кнопке «Дополнительно».
Рис. 15.9. Настройка параметров порта
В нижней части открывшегося окна найдите вкладку «Номер COM порта».
Рис. 16. Изменение номера COM порта
Щелкните по вкладке и выберите необходимый номер COM порта.
Обратите внимание, что некоторые номера порта могут быть заняты уже имеющимся оборудованием, например, встроенным модемом. Использовать одновременно один порт нельзя!
После завершения настройки нажмите «ОК» для сохранения внесенных изменений и полностью выйдите из режима настроек, закрыв все ранее открытые окна. После этого перезагрузите компьютер для внесения необходимых изменений. Если же вы изменяли номер «COM» порта «USB - COM» преобразователя, то достаточно просто вынуть его из разъема компьютера и заново подключить.
Готовые решения USB-COM адаптеров от производителей.
Кабель-адаптер COM 9/25M -> USB AM 1м
Цена - 300 руб.
Описание Кабель для подключения устройств с последовательным интерфейсом (RS-232) к USB порту.
Разъемы кабеля или переходника COM25M, COM9M, USB A
Совместимость
Совместимость USB 1.1/2.0
Поддержка ОС Windows 2000, Windows XP
Прочее
Длина кабеля 1 метр
Логистика
Размеры упаковки (измерено в НИКСе) 21.5 х 14.5 х 4.1 см
Вес брутто (измерено в НИКСе) 0.136 кг
Кабель-адаптер TRENDnet 
Цена - 500 руб.
Основные
Производитель TRENDnet
Модель TU-S9
Тип оборудования Кабель-переходник
Диаметр 28/24 AWG
Параметры производительности
Скорость передачи данных 500 Кбит/сек
Питание От USB порта
Потребление энергии 500 мА - максимальное
Совместимость
Требования к системе RAM 64 Мб
Поддержка ОС Windows ME, Windows 2000, Windows XP
Прочее
Соответствие стандартам RoHS
Длина кабеля 0.6 метра
Вес 75 грамм
Рабочая температура 0 ~ 40°C
Размеры упаковки (измерено в НИКСе) 23 x 16.8 x 4.6 см
Вес брутто (измерено в НИКСе) 0.135 кг
Внешние источники информации
Ссылка на сайт производителя www.trendnet.com
Адаптер - переходник USB-COM (RS-232)
Цена - 1500 руб.
Адаптер предназначен для использования приборов и адаптеров расчитанных для включения через Com (RS232) порт, например это очень актуально при использовании современных компьютеров, которые имеют только USB, в этом случае, с помощью этого переходника вы можете использовать современные компьютеры и ноутбуки совместно с нашими приборами и адаптерами, такими как Сканер BMW, Сканер Mercedes, Scanmatik и др.
Оборудование для автосервисов, автодиагностика, диагностическое оборудование, диагностика авто, автомобильный сканер, автосканер, диагностический пост, чип тюнинг, оборудование для автодиагностики Carbrain, UNISCAN, ADP-504, KKL-USB, KKL-COM, сканер BMW, сканер Opel, BMW 1.3.6, Automan, Opel scanner, BMW scanner, мотор тестер, газоанализатор, диагностика двигателя, диагностика панели приборов Программатор транспондеров, OBD-2, OBD2, корректировка одометра, U-581, запуск двигателя, crash data, креш дата, крэш дата, спидометр, тахометр.
Хотя может нужно воспользоваться нуль модемным кабелем (2-3, 3-2, 5-5) и переходником типа -
К переходнику добавляете USB удлинитель вот вам и прямой нуль-модемный кабель.
- Розничная стоимость 100р .
- Тип A-A
- Длина: 1.5 м
Но для остальных ресов нужен "перевёрнутый " нуль-модемный кабель.
- Розничная цена 155.00 руб.
- Тип разъема: DB9 F - DB9 F
- Длина: 1.8 м
или такой переходник:
STLab U-350 (RTL) Адаптер COM 9M -> USB AM
Цена - 350 руб.
Основные
Производитель St-Lab
Модель USB DONGLE SERIAL 1 PORT
Описание Переходник позволяет подключить устройство с интерфейсом RS-232 (например, модем) к порту USB компьютера.
Тип оборудования Кабель-переходник
Разъемы кабеля или переходника COM9M, USB A
Встроенный USB-коннектор Да
Параметры производительности
Скорость передачи данных 115200 бит/сек
Интерфейс USB 1.1
Питание От USB порта
Поддержка ОС Windows 2000, Windows ME, Windows XP, Windows Vista, Windows 2003 Server
Размеры упаковки (измерено в НИКСе) 17 x 13 x 3.2 см
Вес брутто (измерено в НИКСе) 0.077 кг
Внешние источники информации Ссылка на сайт производителя
При таком способе данные передаются последовательно, по одному проводу бит за битом. Формат посылки - 1 байт данных, а также некоторое количество контрольных бит, при этом не все из них обязательно должны присутствовать при передаче.
Обмен информацией между периферийным устройством и компьютером по интерфейсу RS232 двусторонний, поэтому данные могут как считываться компьютером из периферийного устройства, так и отправляться компьютером в периферийное устройство.
В большинстве компьютеров установлен специальный коммуникационный разъем(COM-порт); в некоторых компьютерах может быть два (СОМ1 и COM2) или более COM-портов. К порту компьютера подключается кабель данных для связи с периферийным устройством. Кабель состоит из нескольких проводников, которые называют линиями последовательного интерфейса.
На рис. 1 показан формат данных, отправляемых по линии данных TxD интерфейса RS232. Как видно из рисунка, передача начинается со стартового бита, затем передается от пяти до восьми бит данных, далее следует необязательный бит паритета или четности и завершают передачу один или два стоповых бита. На практике чаще всего используется 8 бит данных; два стоп-бита (для большей надежности при высоких скоростях обмена).
Состояние линии интерфейса RS232 при отсутствии передачи называется Mark (отметка), состояние линии при начале передачи (стартовый бит) — Space (пробел). Низкий уровень напряжения относительно "земли" на линии в состоянии Mark соответствует от -3 до -15 В, высокий уровень напряжения линии в состоянии Space - от +3 до +15 В. В интервале -3...+3 В состояние линии не определено. На практике чаще всего высокий уровень напряжения составляет около +10 В, низкий — около -10 В. Иногда напряжения могут быть уменьшены соответственно до +5 и -5 В. Такие значения используются, когда от интерфейса не требуется высокая скорость передачи, а устройство, которое обменивается данными с компьютером по линии RS232, имеет автономное питание от батареи и критично к расходу энергии.
Чтобы избежать путаницы, договоримся условно называть логическим нулем низкий уровень напряжения на линии интерфейса в состоянии Mark (-10 В) и логической единицей — высокий уровень на линии в состоянии Space (+10 В). Такие уровни логического нуля и единицы не соответствуют стандартным. Во-первых, стандартный высокий TTL-уровень, или логическая единица, соответствует +5 В, низкий уровень, или логический ноль, соответствует 0 В. Можно увидеть явную аналогию по соответсвующим уровням напряжений. Во-вторых, при подаче высокого TTL-уровня (логическая единица) на вход передатчика RS232 на его выходе получаем низкий уровень напряжения (логический ноль). По этой причине довольно часто состояние Mark называют логической единицей, что может привести к путанице. И, наконец, в-третьих, при программировании интерфейса RS232 в компьютере, например, для установки на линии DTR высокого уровня напряжения, необходимо установить бит, управляющий линией DTR, в 1 (out 3fch,l).
Кроме уровней напряжений линии интерфейса RS232 важной характеристикой также является скорость изменений состояний из логической единицы в логический ноль и обратно, т.е. длительностью фронта и длительностью спада сигнала. Значения длительности связаны со скоростью обмена, которая измеряется в битах в секунду (или в бодах). Максимальная возможная скорость обмена по линии RS232 составляет 115200 бод (для компьютера). Если используется пакет из 8 бит данных без контроля по паритету и с одним стоповым битом, то вместе со стартовым битом такой пакет будет состоять из 10 бит. Нетрудно подсчитать, что в этом случае время передачи каждого бита будет равно около 8,68 мкс. В соответствующих справочных данных - datasheet производители микросхем - преобразователей уровней RS232 указывают скорость обмена конкретной модели преобразователя, или скорость изменения сигналов из логической единицы в логический ноль и обратно. Значение этой скорости в большинстве случаев должно быть больше или равно 30 В/мкс.
Вот как осуществляется передача по линии одного импульса, длительность которого соответствует времени передачи 1 бита при скорости обмена 115200 бод. При уровнях логической единицы и логического нуля соответственно +10 и -10 В и скорости изменения состояний линии из логического нуля в логическую единицу и обратно, равной 30 В/мкс, длительность фронта и спада импульса будет равна (каждая) около 0,67 мкс (в сумме 1,33 мкс). Таким образом, длительность состояния линии в логической единице будет 8,68 - 1,33 = 7,35 мкс, что будет соответствовать примерно 84,7% длительности всего импульса. Превышение длительностей фронта и спада импульса и, как следствие, уменьшение данного процентного соотношения может привести к срыву обмена и потере данных.
Необходимо отметить, что далеко не все микросхемы - преобразователи уровней интерфейсов RS232 способны обеспечить столь высокую скорость обмена данными, хотя некоторые микросхемы могут работать даже значительно быстрее, передавая данные на скоростях до 460 кбод. Еще одна особенность заключается в том, что высокую скорость обмена данных в 115 кбод могут обеспечить только высокоскоростные оптроны (если речь идет о гальванической развязке). На практике в промышленных устройствах чаще всего используются следующие скорости обмена: 9600, 115200 и 57600 бод.
Распиновка - расположение контактов в разъеме RS-232 DB9 и DB25.
Адреса по умолчанию для COM портов: COM1=3f8h, COM2=2f8h, COM3=3e8h, COM4=2e8h. COM1 занимает адресное простанство от 3f8h до 3ffh
Установка скорости обмена. В порт с адресом 3fbh записываем байт 80h, затем в 3f8h - младший байт делителя максимально возможной скорости 115200, далее в порт 3f9h старший байт делителя. Старший байт используется редко и служит для установки малых скоростей.
Узнайте условия проведения наладки автоматики, отправив запрос на
Время выполнения запроса: 0,00202894210815 секунд.
RS232 - это определение стандарта, который описывает интерфейс, использующийся для подсоединения устройств передачи данных к компьютеру. Впервые стандарт был разработан и принят в 60-е годы двадцатого столетия, но до сих пор своей актуальности не утратил. В 1991 году была подготовлена его последняя редакция EIA/TIA-232-E, которая используется и по сегодняшний день. Первой компанией, которая использовала его в своих компьютерах, была фирма IBM, а в наше время RS232 является частью структуры практически каждого персонального компьютера. Он получил название Communication port (COM-порт).
С помощью стандарта RS232 обеспечивается соединение между двумя устройствами: компьютером (Data Terminal Equipment) и само оборудование передачи информации (Data Communications Equipment). Знание этих обозначений в сокращенном варианте (DTE и DCE) важно знать для того, чтобы уметь разобраться с техническим описанием и порядком подключения и эксплуатации конкретных устройств. Любой уважающий себя программист знаком с данным стандартом.
DCE - чаще всего это модем, но RS232 подходит и для подключения других периферийных устройств, например, принтера или мыши. Передача данных осуществляется с помощью проводов. Аппаратная реализация стандарта обозначает тот факт, что он всегда работает на ПК независимо от того, какую операционную систему установили на компьютер. С COM-портом программы могут взаимодействоват ь абсолютно любыми средствами: с помощью функций BIOS, через компоненты операционной системы, посредством прямого кода микропроцессора, а также через компоненты языков высшего уровня. RS232 обеспечивает подсоединение компьютера к локальной сети интернет через технологию Ethernet, а также входит в систему передачи информации между персональным компьютером и промышленным оборудованием.
Одним словом, стандарт RS232 является универсальным. Но, несмотря на это, на смену ему пришли другие способы соединения компьютера с периферийными устройствами. Речь идет, например, о USB-портах.
Чем отличается RS-232 от USB
Стандарт отличается простотой программирования от USB, поэтому реализовать протокол обмена данными по этой более современной технологии было достаточно сложно. Этим активно занимались как специалисты, так и радиолюбители.
Неоспоримым преимуществом RS-232 является тот факт, что максимальная скорость, которая возможна при обмене через данный интерфейс, вряд ли будет перекрыта современными беспроводными устройствами связи. В последнее время наблюдается тенденция к ограничению мощности радиотрансиверов, которые используются для обмена данными по беспроводному соединению. Это не позволяет увеличить скорость передачи информации, которая сегодня составляет максимум 9600 бод, а с интерфейсом RS-232 - 115 200 бод.
Используемые уровни сигналов
Для стандарта RS-232 характерны два уровня сигналов - 0 и 1. Логическим 1 и 0 соответствуют разные уровни напряжения - отрицательный и положительный соответственно. При прохождении по кабелю сигнал может не только искажаться, но и ослабляться. По мере того, как увеличивается длина кабеля, растет ослабление. Это можно легко объяснить электрической емкостью кабеля. Поэтому его длина обычно ограничивается 17-ю метрами для обеспечения достаточной максимальной нагрузочной емкости, которая составляет 2500 пФ. При этом скорость передачи данных составит 9600 бит в секунду. В принципе, добиться нормальной работы кабеля и соединения можно и при гораздо большей его длине. Специалисты утверждают, что увеличить неэкранированный кабель им удалось в два раза, а экранированный - в пять. В каждом конкретном случае учитываются различный уровень электромагнитных колебаний.
Для обеспечения соединения необходим кабель, подсоединяемый по схеме "контакт в контакт". В основном используются ноль-модемные типы кабелей, в которых расположены перекрещивающиес я провода.
Передача информации
Стандарт RS232 считается последовательным интерфейсом, так как поток передается по принципу «первым зашел - первым вышел». Передача информационного потока происходит последовательно, бит за битом. Когда по кабелю не передается никакая информация, линия переходит в состояние логической 1.
Где используется Стандарт RS232
Сфера применения стандарта RS232 достаточно широка. Прежде всего, это узкоспециализиро ванное оборудование, датчики, встраиваемая техника, измерительные приборы. Несмотря на то, что до сих пор можно встретить его в некоторых компьютерах, перспектив у RS232 на будущее практически нет. Остались такие отголоски прошлого еще и в некоторых экономических и промышленных отраслях. Стандарт постепенно относят к числу устаревших, его все реже используют в современных устройствах обработки и передачи информации.
Взаимодействие различных приборов с компьютерной техникой через интерфейс RS-232 можно встретить на предприятиях, которые занимаются серийными испытаниями, проводят научные эксперименты. Это объясняется исключительной необходимостью автоматизации процессов получения, сбора и анализа данных и результатов.
Стандарт RS-232 активно используется в многофункциональ ных измерительных приборах, например, счетчике электроэнергии, оснащенном дополнительной функцией контроля за расходами по установленным тарифам. Через интерфейс RS-232 осуществляется считывание и передача данных.
В предыдущем уроке я перечислил параметры интерфейсов, которые в большей мере влияют на помехоустойчивость. На первое место я поставил уровень сигналов в линии связи. Чем больше амплитуда сигнала, тем труднее помехе исказить сигнал до недопустимого состояния. Например, в стандартном интерфейсе UART:
- уровень логического 0 около 0 В;
- уровень логической 1 около 5 В;
- порог срабатывания входов приблизительно 2,5 В.
Значит, для того чтобы вызвать ложное срабатывание помехе или наводке, достаточно изменить напряжение в контуре передачи на 2,5 В (5 – 2,5 В или 0 + 2,5 В).
Вывод – для повышения помехоустойчивости необходимо увеличить напряжение сигналов в линии связи. Именно по такому пути пошли разработчики стандарта интерфейса RS-232.
Общее описание интерфейса RS-232.
Это один из самых распространенных в недавнем прошлом интерфейсов. Он был штатным устройством в любом персональном компьютере. В компьютерах RS-232 называется COM портом, в переводе - коммуникационный интерфейс. Практически вся аппаратура подключалась к компьютеру через COM порт.
Как правило, RS-232 присутствует и на современных системных платах. Часто он просто не выведен на заднюю стенку системного блока. Если же на компьютере нет COM порта, то его всегда можно реализовать с помощью простого преобразователя USB-COM, обычно встроенного в кабель.
Схема подключения устройств через RS-232 ничем не отличается от схемы для интерфейсов UART.
В минимальном варианте это два сигнала с общим проводом. Даже названия у сигналов такие же, как у UART.
Единственное отличие это уровни напряжения сигналов. Для RS-232 приняты следующие параметры:
Обычно логическим уровням сигнала 0/1 соответствуют напряжения +12 /- 12 В. Пороги срабатывания приемника четко нормированы: 0/1 соответствуют напряжениям +3 / -3 В. В диапазоне -3 … +3 В состояние сигнала считается неопределенным. Оно остается прежним до тех пор, пока уровень сигнала не достигнет противоположного порога.
При таких параметрах сигналов, для того чтобы вызвать ложное срабатывание помеха должна навести в контур передачи напряжение:
- + 15 В для состояния логической 1 (-12 В увеличить до + 3 В);
- - 15 В для состояния логического 0 (+12 В уменьшить до - 3 В).
Сравните с аналогичным значением напряжения помехи для UART, равным 2,5 В. Увеличение амплитуды сигналов и порога срабатывания одинаково благоприятно сказывается на всех видах помех:
- помехи и наводки от внешних электромагнитных полей;
- взаимное влияние линия связи:
- земляные помехи и токи утечек в общем проводе.
Все остальные проблемы UART остаются в RS-232:
- отсутствие гальванической развязки;
- общий провод, который не позволяет эффективно использовать витые пары;
- помехи по контуру заземления.
Можно привести схему влияния помех на сигналы в линиях связи RS-232. Эта абсолютно та же схема из предыдущего урока для интерфейса UART.
Тем не менее, одно повышение уровня сигналов позволило значительно увеличить максимальную длину линии связи. Стандарт RS-232 нормирует максимально допустимое расстояние между абонентами 15 м. И это для соединения простыми неэкранированными проводами.
В зависимости от конкретных условий (экранированных проводов, снижения скорости передачи, общей земли и т.п.) расстояние между устройствами может достигать нескольких десятков метров.
Параметры интерфейса RS-232.
Есть отечественные, еще советские ГОСТы. В них интерфейс RS-232 назван ”Стык С2”, очевидно из идеологических соображений.
Основные параметры я свел в таблицу.
| Параметр | Значение |
| Топология | Радиальный интерфейс |
| Линия связи | Сигналы (2-8) с общим проводом |
| Гальваническая развязка | нет |
| Скорость передачи | до 460 кбит в сек |
| Максимальная длина линии связи | 15 м |
| Приемник | |
| Напряжение логического 0 | более + 3 В |
| Напряжение логической 1 | менее – 3 В |
| Входное сопротивление | 3000 … 7000 Ом |
| Входное напряжение | ± 3 … ± 15 В |
| Входная емкость | не более 2500 пкФ |
| Передатчик | |
| Короткое замыкание и обрыв | Допускаются без ограничения во времени |
| Выходное напряжение в разомкнутой цепи | не более ± 15 В |
| Ток короткого замыкания | не более 0,5 А | до 2500 пкФ |
Разъемы интерфейса RS-232.
Кроме известных нам сигналов TxD и RxD стандарт на интерфейс описывает еще несколько необязательных сигналов, предназначенных для управления потоком данных. В компьютерном COM порте эти сигналы реализованы. Ими можно произвольно управлять из программы.
Как правило, дополнительные сигналы используются как универсальные входы и выходы. Например, сигнал DTR сбрасывает микроконтроллер плат Ардуино при загрузке программы из Arduino IDE. Я не буду подробно описывать их стандартное назначение.
Первоначально в интерфейсе RS-232 применялись 25 контактные разъемы DB-25. Затем стандартным разъемом стал 9 контактный DB-9.
В настоящее время стандартным разъемом интерфейса RS-232 является DB-9.
В обоих случаях со стороны блочной части используются вилки, а кабельная часть это розетки.
В таблице приведено назначение контактов RS-232 для обоих типов разъемов.
| Контакт для DB-25 | Контакт для DB-9 | Название сигнала | Направление | Описание |
| 8 | 1 | DCD | вход | Наличие несущей. Уровень принимаемого сигнала в норме, модем подключен. |
| 3 | 2 | RxD | вход | Прием данных. Данные от другого устройства. |
| 2 | 3 | TxD | выход | Передача данных. Данные передаваемые на другое устройство. |
| 20 | 4 | DTR | выход | Готовность приемника. Сообщает о готовности устройства к приему данных. |
| 7 | 5 | GND | Общий провод | |
| 6 | 6 | DSR | вход | Готовность передатчика. Устройство готово для передачи данных. |
| 4 | 7 | RTS | выход | Запрос на передачу данных. Переводит другое устройство в режим передачи данных. |
| 5 | 8 | CTS | вход | Готовность передаче. Готовность другого устройства к передаче. |
| 22 | 9 | RI | вход | Сигнал вызова. Индикатор вызова (телефонного звонка). |
Схемотехническая реализация RS-232.
Для того, чтобы из интерфейса UART сделать RS-232 достаточно добавить преобразователи уровней сигналов. Преобразователи не осуществляют никаких логических действий. Они просто конвертируют сигналы логических уровней 0/5 В в уровни +12 / -12 В и наоборот.
Преобразователи можно реализовать на дискретных элементах. Вот схема приемника на базе инвертирующего транзисторного ключа.
Передатчики реализовать на дискретных элементах гораздо сложнее. Требуется двух полярный ключ и два питания к нему + 12 В и – 12 В. Иногда используют транзисторные ключи формирующие выходной сигнал 0 / 5 В. Некоторые приемники RS-232 работают с таким сигналом, некоторые нет. В любом случае нормальная работа интерфейса с такими сигналами не гарантируется.
Для реализации полноценного двухстороннего обмена лучше использовать интегральные преобразователи RS-232. Их существует множество. Я предпочитаю микросхемы MAX232, SP232, ADM232.
| Микросхема | Производитель | Ссылка на документацию |
| MAX232 | Maxim Integrated Products | |
| SP232 | Sipex | |
| ADM232 | Analog Devices |
Это микросхемы разных производителей, но с одинаковыми функциями, параметрами, назначением выводов. Я собираюсь сделать их обзор в разделе электронные компоненты.
В 16 выводном корпусе реализованы преобразователи уровней для 2 входных и 2 выходных сигналов RS-232. Питаются преобразователи от одного напряжения 5 В. Необходимые для передатчиков напряжения + 12 В и – 12 В вырабатываются на внутренних конденсаторных инверторах. Микросхема требует подключения 5 внешних компонентов, все конденсаторы.
Подключение платы Ардуино через интерфейс RS-232.
Думаю после всего выше написанного подключение платы Ардуино к компьютеру или соединение плат Ардуино между собой через RS-232 не вызовет никаких проблем.
Надо добавит к плате преобразователь уровней RS-232. Можно использовать готовый модуль, например, этот.
Программы из уроков 48 и 49 должны без проблем работать с RS-232. Мы ничего не поменяли в логике работы сети. Изменили только уровни сигналов.
Интерфейс RS-422.
Очень коротко расскажу об этом интерфейсе. Он применяется крайне редко.
Это радиальный интерфейс, в котором передача сигналов происходит дифференциальным способом. Для подключения каждого сигнала используется витая пара из двух проводов (линий). Передатчики формируют на линиях противофазные логические уровни, а приемники воспринимают разность напряжения между линиями. В результате значительно повышается помехоустойчивость системы.
Способ передачи сигналов, электрические параметры RS-422 полностью соответствуют требованиям интерфейса RS-485. Отличие только в том, что RS-422 радиальный интерфейс, а RS-485 – шинный. Через первый можно связать только 2 устройства между собой, а вторым интерфейсом можно соединить одной линией связи несколько устройств.
Подробно об этом всем я расскажу в уроке про RS-485. А сейчас коротко приведу основные параметры RS-422.
В следующем уроке расскажу об интерфейсе ИРПС, очень простом, но эффективном способе передачи данных.
