Документация

Состояния сигнала

Сигналы могут быть или в активном состоянии или в неактивном состоянии. Активное состояние соответствует двоичному значению 1, в то время как неактивное состояние соответствует двоичному значению 0. Активное состояние сигнала часто описывается как логическая 1, вкл, истина, или метка. Неактивное состояние сигнала часто описывается как логический 0, выкл, ложь, или пробел.

Для сигналов данных, “на” состоянии происходит, когда полученное напряжение сигнала меньше-3 вольт, в то время как “от” состояния происходит для больше 3 вольт напряжений. Для управляющих сигналов, “на” состоянии происходит, когда полученное напряжение сигнала больше 3 вольт, в то время как “от” состояния происходит для меньше-3 вольт напряжений. Напряжение между-3 вольтами и +3 вольтами рассматривается областью перехода, и состояние сигнала не определено.

Чтобы принести сигнал к “на” состоянии, управляющее устройство не утверждает (или понижается), значение для контактов передачи данных, и утверждает (или повышения) значение для контактов управления. С другой стороны, чтобы принести сигнал к “от” состояния, управляющее устройство утверждает значение для контактов передачи данных и не утверждает значение для контактов управления.

Следующая фигура изображает “на” и “от” состояний для сигнала данных и для управляющего сигнала.

Контакты передачи данных

Большинство устройств последовательного порта поддерживает полнодуплексную коммуникацию, означая, что они могут отправить и получить данные одновременно. Поэтому отдельные контакты используются в передаче и получении данных. Для этих устройств используются TD, RD и контакты GND. Однако некоторые типы устройств последовательного порта поддерживают только односторонние или полудуплексные коммуникации. Для этих устройств только используются TD и контакты GND. Это руководство принимает, что полнодуплексный последовательный порт соединяется с вашим устройством.

Контакт TD несет данные, переданные DTE к DCE. Контакт RD несет данные, которые получены DTE от DCE.

Управление контактами

Контакты управления девятиконтактного последовательного порта используются, чтобы определить присутствие подключенных устройств и управлять потоком данных. Контакты управления включают:

• РТС и CTS контакты

• DTR и DSR контакты

• CD и RI контакты

РТС и CTS контакты.  РТС и CTS контакты используются, чтобы сигнализировать, готовы ли устройства отправить или получить данные. Этот тип управления потоком данных — названный аппаратным квитированием — используется, чтобы предотвратить потерю данных во время передачи. Когда включено и для DTE и для DCE, аппаратное квитирование с помощью RTS и CTS выполняет эти шаги:

Чтобы включить аппаратное квитирование, обратитесь к Управлению Потоком Данных: Квитирование.

DTR и DSR контакты.  Много устройств используют DSR, и DTR прикрепляет к сигналу, если они соединяются и приводятся в действие. Сигнализация о присутствии подключенных устройств с помощью DTR и DSR выполняет эти шаги:

DTR и DSR контакты были первоначально спроектированы, чтобы обеспечить альтернативный метод аппаратного квитирования. Однако РТС и CTS контакты обычно используются таким образом, а не контакты DTR и DSR. Обратитесь к своей документации устройства, чтобы определить ее определенное поведение контакта.

CD и RI контакты.  CD и RI контакты обычно используются, чтобы указать на присутствие определенных сигналов во время соединений модем-модем.

CD используется модемом, чтобы сигнализировать, что он установил связь с другим модемом или обнаружил тон поставщика услуг. CD утверждается, когда DCE получает сигнал подходящей частоты. CD не утверждается, если DCE не получает подходящий сигнал.

RI используется, чтобы указать на присутствие слышимого сигнала вызова. RI утверждается, когда DCE получает звонящий сигнал. RI не утверждается, когда DCE не получает звонящий сигнал (например, это между звонками).

Байты по сравнению со значениями

Набор битов, которые составляют формат последовательных данных, называется байтом. Сначала, этот термин может казаться неточным, потому что байт составляет 8 битов, и формат последовательных данных может расположиться между 7 битами и 12 битами. Однако, когда последовательные данные хранятся на вашем компьютере, предельные биты сняты, и только биты данных сохраняются. Кроме того, восемь битов данных всегда используются независимо от количества битов данных, заданных для передачи с неиспользованными битами, присвоенными значение 0.

При чтении или записывании данные, вы можете должны быть задать значение, которое может состоять из одного или нескольких байтов. Например, если вы читаете одно значение из устройства с помощью int32 формат, затем то значение состоит из четырех байтов. Для получения дополнительной информации о чтении и записи значений, относитесь, чтобы Записать и Считать Данные о Последовательном порте.

Синхронная и асинхронная коммуникация

RS-232 и RS 485 стандартов поддерживают два типа протоколов связи: синхронный и асинхронный.

Используя синхронный протокол, все переданные биты синхронизируются с общим сигналом часов. Эти два устройства первоначально синхронизируют себя друг с другом, и затем постоянно отправляют символы, чтобы остаться синхронизируемыми. Даже когда фактические данные действительно не отправляются, постоянный поток битов позволяет каждому устройству знать, где другой в любой момент времени. Таким образом, каждый бит, который отправляется, является или фактическими данными или символом бездействия. Синхронные коммуникации позволяют более быстрые скорости передачи данных, чем асинхронные методы, потому что дополнительные биты, чтобы отметить начало и конец каждого байта данных не требуются.

Используя асинхронный протокол, каждое устройство использует свои собственные внутренние часы, в результате чего байты передаются в произвольные моменты времени. Так, вместо того, чтобы использовать время в качестве способа синхронизировать биты, используется формат данных.

В частности, передача данных синхронизируется с помощью старт-бита слова, в то время как один или несколько стоп-битов указывают на конец слова. Требование, чтобы отправить эти дополнительные биты заставляет асинхронные коммуникации быть немного медленнее, чем синхронный. Однако это имеет преимущество, что процессор не должен иметь дело с дополнительными символами бездействия. Большинство последовательных портов действует асинхронно.

Как биты передаются?

По определению последовательные данные передаются один бит за один раз. Порядок, в котором передаются биты, выполняет эти шаги:

Количество битов, переданных в секунду, дано скоростью в бодах. Переданные биты включают старт-бит, биты данных, бит четности (если задано), и стоп-биты.

Стартовый и стоповый биты

Как описано в Синхронной и Асинхронной Коммуникации большинство последовательных портов действует асинхронно. Это означает, что переданный байт должен быть идентифицирован стартовыми и стоповыми битами. Старт-бит указывает, когда байт данных собирается начаться, и стоп-бит указывает, когда байт данных был передан. Процесс идентификации байтов с форматом последовательных данных выполняет эти шаги:

DataBits

Биты данных, переданные через последовательный порт, могут представлять команды устройства, показания датчика, сообщения об ошибке, и так далее. Данные могут быть переданы или как двоичные данные или как текст (ASCII) данные.

Большинство последовательных портов использует от пяти до восьми битов данных. Двоичные данные обычно передаются как восемь битов. Основанные на тексте данные передаются или как семь битов или как восемь битов. Если данные основаны на наборе символов ASCII, то минимум семи битов требуется, потому что существует ²⁷ или 128 отличных символов. Если восьмой бит используется, он должен иметь значение 0. Если данные основаны на расширенном наборе символов ASCII, то восемь битов должны использоваться, потому что существует ²⁸ или 256 отличных символов.

Бит четности

Бит четности обеспечивает простую проверку ошибок (четности) для передаваемых данных. Эта таблица описывает типы проверки четности.

Марк и проверка четности пробела редко используются, потому что они предлагают минимальное выявление ошибок. Можно принять решение не использовать проверку четности вообще.

Процесс проверки четности выполняет эти шаги:

Например, предположите, что биты данных 01110001 передаются к вашему компьютеру. Если четность выбрана, то бит четности собирается в 0 устройством передачи произвести четное число 1 с. Если отрицательная четность выбрана, то бит четности собирается в 1 устройством передачи произвести нечетное число 1 с.

Используйте serialportlist Функция, чтобы найти доступные порты

serialportlist функция возвращает список всех последовательных портов в системе, включая виртуальные последовательные порты, обеспеченные USB-to-serial устройствами и Bluetooth Serial Port Profile устройствами. Функция предоставляет список последовательных портов, к которым вы имеете доступ на вашем компьютере и можете использовать в коммуникации последовательного порта. Например:

serialportlist

ans = 

  1×3 string array

    "COM1"    "COM3"    "COM4"

Платформа Windows

Можно получить доступ к информации о последовательном порте через Device Manager.

Платформа UNIX

Чтобы найти информацию о последовательном порте для платформ UNIX, необходимо знать имена последовательного порта. Эти имена могут варьироваться между различными операционными системами.

На Linux устройства последовательного порта обычно называют ttyS0, ttyS1, и так далее. Можно использовать setserial команда, чтобы отобразиться или сконфигурировать информацию о последовательном порте. Например, чтобы отобразиться, какие последовательные порты доступны:

setserial -bg /dev/ttyS*

/dev/ttyS0 at 0x03f8 (irq = 4) is a 16550A
/dev/ttyS1 at 0x02f8 (irq = 3) is a 16550A

Отобразить подробную информацию о ttyS0:

setserial -ag /dev/ttyS0

/dev/ttyS0, Line 0, UART: 16550A, Port: 0x03f8, IRQ: 4
        Baud_base: 115200, close_delay: 50, divisor: 0
        closing_wait: 3000, closing_wait2: infinte
        Flags: spd_normal skip_test session_lockout

Для всех поддерживаемых платформ UNIX, включая macOS, можно использовать stty команда, чтобы отобразиться или сконфигурировать информацию о последовательном порте. Например, чтобы отобразить свойства последовательного порта для ttyS0Ввод:

stty -a < /dev/ttyS0

Чтобы сконфигурировать скорость в бодах как 4 800 бит в секунду, введите:

stty speed 4800 < /dev/ttyS0 > /dev/ttyS0