VNĚJŠÍ SBĚRNICE

KLÁVESNICE

IrDA

CENTRONICS

RS485

LPT

USB

RS232

HP_IB

Je vnější zařízení systému PC, skládá se z rozhraní, kabelů a klávesnice.

Rozhraní je tvořeno konektorem DIN.

1 - data
2 - nevyužit
3 - uzemnění
4 - napájení
5 - hodiny

Vyrovnávací paměť klávesnice (buffer) je oblast paměti o velikosti 32 B v datové oblasti BIOSu. Těchto 32 B tvoří kruhovou frontu, do které se ukládají znaky stisknuté na klávesnici v pořadí ASCII a SCAN kód. Ukládají-li se znaky rychleji, než dokáže PC zpracovat, buffer se zaplní a počítač vydá zvukový signál. Příznaky klávesnice jsou 2 B, které jsou obrazem současného stavu klávesnice. Tyto adresy jsou součástí datové oblasti BIOSu.

• standardní - 84 kláves
• rozšířené - 101 (102) kláves

 Komunikační protokol

Synchronní sériová komunikace je obousměrná. Frekvence hodin (signál CLK) při komunikaci je 10kHz. Komunikuje se vždy po 11 bitech. Na Obr.3.2.1 je příklad časového průběhu kódu, který klávesnice vyšle při stisku klávesy. Platnost dat je dána vzestupnou hranou hodinového signálu. Minimální mezera mezi dvěma kódy vyslanými po sobě je 1.2 ms. Jako první je vyslán LSB a jako poslední MSB.

Kódování kláves

Z hlediska kódování kláves klávesnicí je možné rozdělit klávesy do tří skupin. Jsou to skupina základní, skupina rozšířená a skupina speciální. Do skupiny základní patří 83 kláves. Jsou to klávesy se jmény uvedenými v tabulce v Příloze F na pozicích 0 až 99. Při stisku některé z těchto kláves je vyslán kód této klávesy a po vypuštění je vyslán kód vypuštění ($07E0) a znovu kód vypuštěné klávesy. Při delším stisku je kód klávesy neustále vysílán až do vypuštění. Kód klávesy v hranatých závorkách se vysílá dokud je klávesa stisknuta.

Skupina rozšířená zahrnuje 14 kláves. Jsou to klávesy se jmény uvedenými v tabulce v Příloze F na pozicích 100 až 113. Tyto klávesy mají kódy shodné s klávesami numerické klávesnice, patřících do základní skupiny, ale před tímto kódem je předřazen kód ($05C0), který je od těchto odlišuje. Dva kódy v hranatých závorkách se vysílají dokud je klávesa stisknuta.

V případě, že je zapnuta numerická klávesnice (numerické klávesy píší čísla) jsou s kódy této skupiny vysílány přídavné kódy tak, jako by byla souběžně stisknuta klávesa 'SHIFT'. Před kód klávesy 'SHIFT' ($0624) je ale předřazen kód ($05C0). Jde tedy o zdvojení kódu ($0624). Tento nový kód je pojmenován ESH. V tabulce v Příloze F je uveden s kódy rozšířené skupiny pod číslem 114. Speciální skupina zahrnuje všechny ostatní klávesy. Jedná se o 5 kláves, ale klávesy 'Pause' a 'Print Screen' vysílají různé kombinace kódů v závislosti na souběžně stisknuté jiné klávese. Zbylé tři klávesy jsou 'Caps Lock', 'Scroll Lock' a 'Num Lock'. Tyto tři klávesy způsobí změnu svitu příslušné indikační světelné diody, který ovládá počítač. Komunikace v tomto případě probíhá obousměrně.

Začátek

FSK (frequency shift keying) se používá jako velice bezpečná metoda přenosu. Princip spočívá v modulování bitů pomocí dvou frekvencí, jak je znázorněno na obr.3. Nevýhodou je vyšší cena zařízení, vyšší energetická náročnost a pomalejší datový přenos. Z těchto důvodů se FSK modulace používá pouze výjimečně v systémech s požadavky na vysokou bezpečnost přenosu.

Princip bi-phase modulace je znázorněn na obr.5 a spočívá opět v rozdělení signálu na tzv. časová okna. Tato časová okna mají stejnou velikost a pro detekci daného bitu se bere změna úrovně signálu uvnitř tohoto okna. Pokud je změna kladná, tj. z log.0 na log.1, je bit vyhodnocen jako 1, v opačném případě jako 0. Tento typ modulace se používá poměrně často, jako příklad je možné uvést RC-5 kód, používaný v dálkových ovládání spotřební elektroniky evropské produkce.

Všechny druhy modulace, s výjimkou modulace FSK, je možno provozovat ve dvou módech. První možností je modulace kódovaného signálu na nosnou frekvenci, druhou pak pulsní přenos. V praktických aplikacích se modulace na nosnou frekvenci používá u bi-phase kódování, pulsní přenos, často také nazývaný “flash” mód, je častější u pulsně šířkové modulace.

Přenosové protokoly

Přenosový standard RC-5 byl vyvinut pro dálkové ovladače spotřební elektroniky a tomu odpovídá i struktura rámce s netypickou délkou dat 6 bitů. Je zde použito bi-phase kódování s modulací na nosný kmitočet f0= 36 kHz. Každý bit obsahuje burst 32 impulsů o již zmíněné frekvenci. Přenos rámce začíná dvěma start bity následovanými toggle bitem. Toggle bit mění svou hodnotu s každým rámcem, je tedy takto možné identifikovat nedoručení předchozího rámce. Informační blok rámce sestává z 5 adresových bitů, určujících konkrétní ovládané zařízení a z 6 datových bitů, představujících vlastní příkaz. Vlastní rámec je vysílán tak dlouho, dokud je stisknuté příslušné tlačítko na ovladači. Struktura RC-5 protokolu s příkladem datového rámce je uvedena na obrázku.

Přenosový protokol NEC je určen, stejně jako předchozí, pro dálkové ovladače. Pro přenos je opět použita modulace signálu na nosnou frekvenci 36 kHz, data jsou však kódována pulsně-šířkovou modulací. Zvláštností tohoto protokolu je konstantní délka datového rámce ve spojení s pulsně-šířkovou modulací, což je dáno tím, že data jsou vysílána dvakrát, jednou normálně a podruhé v invertované podobě. Tato redundance kódu slouží k zabezpečení přenosu proti chybám.
Rámec NEC protokolu začíná tzv. zaváděcím kódem, tj. burstem délky 9 ms následovaným pauzou 4.5 ms. Zaváděcí kód je odpovědný za nastavení citlivosti přijímacího modulu. Dále následují 4 byte, představující adresu zařízení a konkrétní příkaz, vyslané s výše uvedenou redundancí. Pokud je daný rámec vysílán vícekrát, to znamená, že tlačítko na ovladači je stisknuto delší dobu, je po prvním rámci vysílán jen zaváděcí kód následovaný jedním bitem.

Začátek

Rozhraní Centronics (EPSON)

Zapojení:

Začátek

Pro přenos dat mezi prvky distribuovaných systému používáme často sériovou komunikaci. Pro rychlé přenosy používáme synchronní přenos, kde vysílač pracuje s přijímačem synchronně a jsou ve fázi. Pro synchronizaci používáme vlastní přenosový kanál a synchronizace je prováděna synchronizačním bitem. Tyto bity jsou vysílány v periodických jednotkových intervalech konstantní délky což umožňuje druhé straně určit optimální okamžik příjmu a tím zaručit kvalitu přenosu. Stanovení těchto optimálních okamžiků příjmu zajišťuje časová základna přijímače pomocí synchronizačního signálu s periodou T₀ , který musí být synchronní s časovou základnou přijímače. Pro malé objemy dat a velké vzdálenosti používáme asynchronního přenosu. U tohoto druhu přenosu není sled vysílaných a přijímaných impulsů časově vázán. Vyhodnoceni signálu se určuje pouze délkou příslušné napěťové úrovně. Nevýhodou je špatná schopnost rozpoznání několika bitů jdoucích za sebou mající stejnou úroveň. Výhodou je minimalizace počtu vodičů potřebných k přenosu, čímž se snižují náklady na komunikační vedení.

Dále podle směru přenosu dat rozlišuje provoz simplexní, poloduplexní a duplexní. Symplexní přenos je charakterizován přenosem dat pouze jedním směrem, není rozhodující zda jde o spoj jednosměrný nebo obousměrný. U duplexního přenosu umožňuje koncová stanice přenos současně oběma směry. Poloduplexní provoz umožňuje komunikaci oběma směry, stanice však buď vysílá nebo přijímá.

• Charakteristický okamžik je okamžik změny úrovně signálu z log 0 na log 1 nebo z log 1 na log 0.
• Charakteristický interval je definován vzdáleností mezi dvěma charakteristickými okamžiky.

Tedy modulační rychlost je definována jako převrácená hodnota délky nejkratšího charakteristického intervalu nezkresleného signálu. Jeli délka toho signálu udána v sekundách je potom jednotka modulační rychlosti Bd. Tato jednotka je nazvána po tvůrci telegrafní abecedy J. M. E. Baudotovi. Přenosová rychlost je pak definována součinem modulační rychlosti a dvojkového logaritmu počtu stavů signálu. Jednotka je Bit/s. Pro dvoustavový signál pak platí Bd = Bit/s.

Většina systému používajících sběrnici RS 485 používá tzv. Master/Slave architekturu. Každá jednotka Slave má svoji unikátní adresu a reaguje pouze na pakety určené k jejímu užití. Tyto pakety generuje jednotka Master ( např. PC ) a periodicky obesílá všechny připojené Slave jednotky. Při této činnosti se Master dotazuje jednotek Slave zda mají nějaké data k odeslání, pokud data obsahuje, jsou nyní během této relace odeslána, pokud ne jen odpoví nebo se vůbec neozývá.

Norma EIA RS 485 nedefinuje maximální počet vysílačů, ale počet přijímačů je omezen na 32 na jedné sběrnici. Signál se přenáší v binární formě maximální modulační rychlostí 10 MBd a to na vzdálenost až 1200 m. Protože se jedná o obousměrný přenos dat (nelze určit kde se nachází vysílač nebo přijímač ), musí být vedení zakončeno na obu koncích terminačním odporem. Terminační odpor má hodnotu 100 Ohmů.

Maximální rychlost přenosu dat na krátké vzdálenosti,kde můžeme zanedbat vliv vedení, je dána pouze výstupními parametry vysílače. Jedná se o dobu trvání náběžných a sestupných hran. Standardně je rychlost dána 10Mbit/s. Překročí-li délka vedení 10 m, musíme brát v úvahu ztráty způsobené kapacitou vedení a skin efektem. Pravidlem pro standardní twistovaná vedení je, že rychlost přenosu ( Mbit/s ) krát délka vedení ( m ) je menší než 10⁸. Pro 100 m dlouhý kabel je rychlost přenosu 1 Mbit/s. Pro velmi dlouhá vedení je rychlost limitována ohmickým odporem vedení a následným útlumem signálu. Maximální délka vedení by neměla být větší než impedance vedení, tedy 100 Ohmů.

Další důležitým krokem je definováni klidového stavu. Protože při komunikaci po sběrnici RS 485 dochází ke stavům, kdy se vysílače odpojují, dochází k dobám, kdy na linku žádné zařízení nevysílá. V této době není stav linky definována linka je náchylná k rušení. Proto je třeba definovat klidový stav linky, pomocí přídavných odporů.

 Vlastnosti a mezní stavy

• maximální počet stanic je doporučován 32, krajní stavy jsou 1 vysílač a 31 přijímačů nebo 1 přijímač a 31 vysílačů
• impedanci smyčky určíme ze vztahu

kde Z₀ je charakteristická impedance kabelu, U₀ minimální výstupní napětí vysílače

• parametry sběrnice RS 485 jsou dány:

I_zkrat -7V : +12V = 250mA

 Paralelní port PC

Velmi často potřebujeme přenést data z jednoho PC do druhého, ať se jedná o notebook nebo stolní počítač. O tom, jaké se nám k tomu naskýtají možnosti bez použití sítě, budou následující řádky. K jakémukoli přímému přenosu dat, bez zásahu do počítače pokud nemáme k dispozici síť, můžeme použít pouze sériový nebo paralelní port. V tomto článku se budeme věnovat často opomíjenému paralelnímu portu.

Standard IBM LPT byl vytvořen ke komunikaci s tiskárnou "na míru" této problematice po dohodě s výrobci tiskáren. Jedná se o rozhraní určené pouze ke komunikaci s tiskárnou, a nikdo nepočítal s jiným použitím. Tomu odpovídá i hardwarové provedení a zapojení. Standardní paralelní port (dále jen SPP) je připojen na 25pinový konektor CANNON v provedení samička (dutinky). Obsahuje osm datových vodičů D0 až D7 umístěných na pinech 2 až 9, dále 4 stavové výstupní a 5 vstupních vodičů. Ve standardním provozu s tiskárnou čeká počítač na tiskárnu, až oznámí, že je připravena přijmout další znak. Potom vyšle na datové vodiče bity specifikující tento znak, oznámí pulsem na pinu STROBE, že na datových vodičích je připraven další znak a opět čeká na tiskárnu. V nejlepším případě je možné, aby během doby, kdy tiskárna zpracovává přijatý znak, běžel hlavní program. Toho je dosaženo pomocí využití hardwarového přerušení na pinu /ACK (pokud je toto přerušení zapnuto v odpovídajícím registru). Standartní paralelní port používá hardwarové přerušení IRQ 5 nebo IRQ 7. V jednom počítači umožňuje BIOS až čtyři rozhraní pro tiskárnu, tak řečená LPT. Ve skutečnosti existují pouze dvě adresy pro LPT, buď 378H, nebo 278H. Firma HERCULES však distribuovala ve své době velmi úspěšné grafické rozhraní doplněné o další paralelní port, který byl umístěn na adrese 3BCH. Tato adresa byla časem zahrnuta jako další možná adresa LPT, ale nepodporují ji všichni výrobci. Po startu počítače prohledává BIOS uvedené adresy v daném pořadí, a nalezne-li na nich paralelní port, přiřadí mu číslo LPT od 1 do 3. Teoreticky by LPT1 mělo používat IRQ7 a LPT2 IRQ5, ale není to nutné. Zde bych chtěl poznamenat, že klidně mohou všechna LPT používat stejné IRQ zároveň se zvukovou kartou nebo modemem, a pokud nebudou tato zařízení používána najednou, mělo by teoreticky všechno fungovat. Ne všechny obslužné programy s tím ale počítají, a nemají tento případ korektně ošetřen. V důsledku to vede k tomu, že výhodnější je mít pro každé rozhraní samostatné IRQ, nebo mít sdruženou např. zvukovou kartu a LPT na IRQ 7, což téměř vždy funguje. Na všech portech, které nejsou starší než dva roky, jsou tyto parametry nastavitelné buď jumpery na desce, nebo pokud se jedná o porty integrované na základní desce, je to možno nastavovat v SETUPu počítače.

 

 

 

 

 

 na obrázku 2 je zapojení koncové části datových bitů paralelního portu podle normy EPP a ECP. Jak je ze zapojení patrné, rozdíly jsou pouze v nahrazení spínacího tranzistoru na kladné napájecí napětí odporem. Ohmová hodnota by se podle normy měla pohybovat kolem 4 700 ohmů. Navíc je pin na obrázku 2 doplněn vstupem do vstupního registru. Díky tomu lze tento port nastavit do režimu čtení tím, že je do něj zapsána hodnota logických jedniček, takže tranzistory spínající logickou úroveň 0 zůstanou rozepnuté, a i přes zakončovací odpor lze přečíst logickou úroveň přenášenou kabelem. Tento systém, který plně zachovává zpětnou kompatibilitu, však zároveň přináší některé problémy, o nichž se ještě zmíním ve spojitosti s přenosovými vlastnostmi. Popisovat softwarové ovládání není účelem tohoto článku, takže pouze pro ilustraci uvedu, že přečtená data se čtou na datovém portu, na nějž je prováděn zápis poté, co jsou přidaným 5. bitem na XXX+3 (kde XXX je adresa portu, např. 378H) nastavena do vstupného režimu (log. 1). Rozdíl mezi porty standardu ECP a EPP se už týká téměř výhradně softwaru. Oproti EPP přináší ECP možnost DMA přenosu, což značně zvyšuje propustnost dat.

 

 

Jak jistě tušíte, lze tento port použít k přímému spojení počítačů bez nutnosti osazení síťové karty a instalování speciálního síťového softwaru. Pomocí paralelního portu lze přenášet data v průměru 3x až 4x rychleji než pomocí sériového rozhraní. Komunikační kabel má však výrazně omezenou délku. Vzhledem k tomu, že veškerá komunikace probíhá pomocí napěťových úrovní 5V a nikoli proudovou smyčkou, jsou kabely delší než 1m velmi náchylné k rušení. Přesto lze po dodržení určitých zásad používat až 10 m dlouhé kabely pro komunikaci po paralelním portu, viz Zásady pro vytvoření maximálně odolných komunikačních kabelů. Bohužel jsem se dosud nesetkal s programem typu Laplink, který by možnost obousměrnosti datových vodičů standardu EPP a ECP využíval, a všeobecně je podporován pouze komunikační kabel, který byl původně implementován v programu Interlink v DOSu. Osobně se mi s tímto kabelem osvědčily tyto programy : Manažer602 od verze 2.0, Norton Commander od verze 4.0 a LapLink. Na Internetu lze dokonce najít software EASYNET, který umožňuje pomocí paralelního portu emulovat IPX kompatibilní síť mezi dvěma počítači. V tomto směru však paralelní port nedoporučuji, vynikající je na občasný přenos dat např. do notebooku nebo podobně, ale v žádném případě nemůže nahradit počítačovou síť, jejíž cena se dnes v porovnání s cenou softwaru stává zanedbatelnou.

Porty nových standardů sice drží zpětnou kompatibilitu na úrovni hardwaru, ale vzhledem k nutným změnám se může snadno stát, že např. při použití delšího kabelu k tiskárně (nad 3m) by nemusely s některými tiskárnami naprosto spolehlivě fungovat. Navíc ne všechny tiskárny skutečně využívají nové možnosti obousměrné komunikace. Nejčastějším viníkem nekompatibility je však špatně napsaný software pro komunikaci PC s tiskárnou, který mnohdy nepočítal s existencí rozšiřujících bitů, takže občas přepne směr toku dat atd. Po zkušenostech i s renomovanými firmami mohu říci, že pokud port používáte opravdu pouze pro tiskárnu, klidně zapněte v SETUPu pouze SPP režim. ECP a EPP mod můžete kdykoli vyzkoušet, ale při prvních komplikacích hledejte chybu zde. Pokud však na paralelním portu používáte nejrůznější komunikační média typu CD-ROM, JAZZ Drive, ZIP drive, paralelní modem atd. má pro vás režim ECP opodstatnění a aktivujte si jej. Přenosovou rychlost tím lze až zdvojnásobit.

 Zásady pro vytváření komunikačních kabelů.

Pro jakýkoli datový kabel a pro kabel na paralelní port dvojnásobně platí, že každý datový vodič by měl být od sousedního kryt zemním vodičem nebo stíněním. Vyhnete se tak "přeslechům" mezi jednotlivými datovými vodiči a kabel bude možno používat pro vyšší přenosovou rychlost i na větší vzdálenost. Pokud používáte plochý vodič, vyplývá toto doporučení už z vlastního zapojení pinů paralelního portu. Pokud používáte svazek vodičů, je optimální použití kabelu, kde jsou vždy dvě žíly smotány dohromady, a jednu z nich použít jako další zemní vodič. Toto by se mělo dodržovat alespoň u datových vodičů.

Každý standardní počítač třídy PC má na svůj kryt, stejně jako na uzemňovací pin, přiveden ze zásuvky rozvodu 220 V střední ochranný kolík. Ten však bývá většinou v zásuvce spojen s pracovním nulový vodičem. Pokud máte dvě PC, která hodláte propojit komunikačním kabelem každé v jiné zásuvce, může se stát, že každé bude připojeno na jinou větev bytového zásuvkového rozvodu. Tyto větve jsou sice vodivě spojeny v rozvodové skříňce, ale na jedné je třeba připojena pračka nebo podobné zařízení, které odebírá značný příkon, díky čemuž poklesne za tímto výkonným spotřebičem napětí. Pokud jde o jednorázový impuls, může se jednat o napěťový impuls řádu desítek voltů. Tento rozdíl napětí se potom objeví na vstupu druhého počítače, připojeného na jinou napájecí větev, a tam může VELMI SNADNO zničit nejenom paralelní nebo sériový port, ale často i řadič disku nebo podobně. Proto je dobré spojovat kabely pouze zařízení napájená ze stejné zásuvky, nebo alespoň spojená přímo prodlužovací šňůrou. To platí i o spojování s tiskárnou, monitorem, notebookem a podobně. V případě některých notebooků je dokonce mnohdy nejjistější nechat je po dobu přenosu dat běžet pouze na akumulátory. Toto nebezpečí je však u moderních notebooků minimální. V souvislosti s notebooky, bych chtěl upozornit na výrazné nebezpečí používání komunikačních kabelů, protože pokud váš notebook umožňuje připojit přes tento konektor i externí mechaniku, nemusí se vždy jednat o naprosto kompatibilní paralelní port, a mohlo by dojít k poškození notebooku.

• Vždy používejte buď stíněné vodiče, nebo alespoň svazky vodičů, kde zbývající dráty připojíte na zem. To platí hlavně pro dlouvé vedení, po němž se bude komunikovat na rychlosti vyšší než 100 k bitů.
• Při konstrukci všech zařízení na LPT připojujte pokud možno hned u konektoru odporové žebříčky, připojené na +5V. Díky tomu značně omezíte vytváření RC článků z přívodního kabelu. Nejlépe se mi osvědčila hodnota mezi 4 až 10 kohmy. Pro jistotu je dobré připojit přes tyto ukončovací odpory všechny vodiče, které v zařízení používate.
• Při rychlé komunikaci vždy používejte klopné obvody typu D, které reagují na hranu a nikoli LATCH, reagující na úroveň. Při přenosu dat se většinou nastaví data, a pak se jedním vodičem potvrdí jejich platnost. U obvodů reagujících na úroveň se během onoho nastavování dat, může velmi snadno stát, že vlivem "přeslechu" se zapíší špatná data. (Obvody typu D jsou např. 74374, 574, 7474.... naproti tomu LATCHe jsou 74373 573.....
• Software je potřeba vždy psát s ohledem na edhanced porty. To znamená, že to, že ty bity nejsou použity v módu SPP, neznamená, že je nikdo nevyužívá v jiných módech, díky tomu jsou potom vaše ovladače nefunkční v ECP a EPP režimech portů......
• Nepokoušejte se nic napájet z portu LPT tak, jako je napájena např. myš ze sériového portu. Napětí pro log. 1 se někdy pohybuje kolem 3.5 V, a nelze se proto po součtu napětí na diodách (z důvodů proudové zatížitelnosti) spolehnout ani na obvody pracující od 2.7 V...
• Paralelní port je rozhraní, které nechutně rádo odchází. Počítejte s tím a pokusujte zásadně na druhém portu, na nějaké levné ISA kartě, nikoli na svém portu, integrovaném na základní desce. Není také naškodu, mít vždy nějakou tuto desku připravenou v záloze....

Začátek

Hlavními cíli při návrhu USB bylo vyvinout rozhraní, které mj.:

• zajistí jednoduchou podporu periferií
• bude levné při přenosových rychlostech do 12Mb/s
• poskytne plnou podporu pro hlas, audio a komprimované video
• zajistí plnou podporu pro smíšené synchronní a asynchronní přenosy
• poskytne standartní rozhraní schopné jednoduché implementace

Výsledkem jsou následující vlastnosti:

• jednoduché řešení kabeláže a konektorů
• autoidentifikace periferií, automatické mapování funkce a konfigurace driveru
• dynamicky připojitelné a překonfigurovatelné periferie
• připojení periferií požadujících přenosové pásmo od několika kb/s do několika Mb/s
• podpora synchronních i asynchronních přenosů
• současná funkce více zařízení připojených na společnou USB sběrnici
• max. 127 fyzických zařízení připojitelných současně
• podpora sdružených zařízení, tj. zařízení s mnoha sdruženými funkcemi
• malý overhead protokolu (tj. protokol má vysokou efektivitu)
• garantované šířky pásma pro zařízení, které jej vyžadují (telefon, audio atd.)
• možnost využití celé šířky pásma jedním zařízením
• široký rozsah délky paketů, umožňující optimalizaci využití protokolu
• řízení přenosu pro buffery je součástí protokolu
• robustnost - zpracování chyb je součástí protokolu
• dynamické přidávání a ubírání zařízení při jejich připojení/odpojení
• podpora pro identifikaci vadných zařízení
• jednoduchý protokol
• konzistence s PC Plug and Play architekturou
• zabudování podpory do stávajících operačních systémů
• levný subkanál na 1,5 Mbps
• levné kabely a konektory
• architektura povýšitelná na podporu více USB adaptérů v systému

• vodič D+ je zelený (vývod konektoru 3)
• vodič D-je bílý (vývod konektoru 2)
• vodič VBus je červený (vývod konektoru 1)
• vodič GND je černý (vývod konektoru 4)

Konektor je speciální se čtyřmi vývody o rozměrech 7,7 x 9,5 mm s vývody uspořádanými ve dvou řadách nad sebou.

Začátek

RS 232 používá dvě napěťové úrovně. Logickou 1 a 0. Log. 1 je někdy označována jako marking state nebo také klidový stav, Log. 0 se přezdívá space state. Log. 1 je indikována zápornou úrovní, zatímco logická 0 je přenášena kladnou úrovní výstupních vodičů. Povolené napěťové úrovně jsou uvedeny v tabulce.

SUDÁ PARITA – Počet jedničkových bitů + paritní bit = SUDÉ ČÍSLO
LICHÁ PARITA – Počet jedničkových bitů + paritní bit = LICHÉ ČÍSLO

SPACE PARITY – Tzv. nulová parita – paritní bit je vždy v log. 0, používá se například při komunikaci s 7. bitového zařízení s 8. bitovým, kdy paritní bit nahrazuje tvrdou log. 0 poslední bit v byte, tím je zachována kompatibilita s 8. bitovým přenosem. -

MARK PARITY - Paritní bit je nastaven tvrdě na log. 1, při kompenzaci 7. Bitového provozu je třeba jej na přijímací straně nulovat, jinak není kompatibilní s ASCII.

STOP BIT – definuje ukončení rámce. Zároveň zajišťuje určitou prodlevu pro přijímač. Právě v době příjmu STOP bitu většina zařízení zpracovává přijatý BYTE.

ZDVOJENÝ STOPBIT – Požívá se u pomalejších zařízení pro doběh zpracování přijatého znaku. Jedná se o standard na 110 Bd . .

Potvrzení příjmu a zahájení přenosu na úrovni hardwarového nebo softwarového rozhraní.

Hardwarový handshaking :

• Přenos od vysílače k přijímači, že vysílač má připravena platná data k odeslání.
• Přenos od přijímače k vysílači, že přijímač je schopen data zpracovávat.

Softwarový handshaking probíhá na úrovni komunikačních protokolů (ZMODEM, KERMIT...) pomocí běžného datového kanálu si přijímač vysílači sdělí, zda je schopen data přijímat a zpracovávat data. Dos/BIOS v počítačích PC používá pro SW handshaking znaky v Ascii tabulce XON/XOF. Je-li však potřeba v toku dat znaky XON/XOF vyslat je nutné vyslat speciální sekvenci znaků, což samozřejmě přenos dat obsahujících převážně tyto znaku značně zpomalí.

A SYCHRONNÍ přenos informací znamená, že na nějakém vodiči, nebo vodičích se nastaví určitá úroveň, která přenáší informaci a validita informace se potvrdí impulsem, nebo změnou úrovně synchronizačního signálu. Synchronizačním signálem se tedy informace kvantují.

Základní vlastnosti SYCHRONNÍHO přenosu :

• Výhodné pro velké objemy dat, přenášené po více vodičích.
• Nutno jednoznačně určit kdo vysílá synchronizační impulsy
• Možno použít spojitě proměnnou rychlost přenosu, například podle poměru chybovosti.
• Nutnost synchronizačního vodiče “navíc” – v podstatě “nepřenáší žádnou informaci”
• Na straně zařízení nepotřebuje nijak složitou elektroniku..

ASYNCHRONNÍ přenos dat přenáší data v určitých sekvencích. Data jsou přenášena přesně danou rychlostí a uvozena startovací sekvencí, na kterou se synchronizují všechna přijímací zařízení. Všechny strany obsahují vlastní přesný oscilátor,díky kterém odečítají data v přesně definovaných intervalech. Po ukončení sekvence je další příjem opět synchronizován startovní sekvencí.

Základní vlastnosti ASYNCHRONNÍHO přenosu :

• Nevýhodné pro velké objemy dat, ale vhodné pro dlouhá vedení, na nichž by synchronizační vodič činil nezanedbatelné finanční náklady.
• Lze použít pro komunikaci mezi mnoha zařízeními..
• Nutno definovat jednoznačně přenosové rychlosti, změnu rychlosti je třeba ošetřit softwarovou sekvencí, která přiměje počítač změnit hardwarově přenosovou rychlost…
• Celkem složitá a drahá elektronika, nutno použít krystalové oscilátory…
• Až o 20% menší přenosová rychlost užitečných dat při stejné rychlosti komunikace, vzhledem k nutnosti startovacích a paritních bitů.

Standard RS 232 uvádí jako maximální možnou délku vodičů 15 metrů, nebo délku vodiče o kapacitě
2500 pF. To znamená, že při použití kvalitních vodičů, lze dodržet standard a při zachování jmenovité kapacity prodloužit vzdálenost až na cca 50 metrů.
Kabel lze také prodlužovat při snížení přenosové rychlosti, protože potom bude přenos odolnější vůči velké kapacitě vedení. Uvedené parametry počítají s přenosovou rychlostí 19200 bd.
Texas Instruments uvádí jako výsledek pokusných měření následující délky vodičů / přenocovým rychlostem. Vzhledem k “laboratorním” podmínkách tohoto měření je třeba brát tyto údaje pouze jako orientační. V praxi je třeba počítat s rušením atd..

INT 14H ROM-BIOSu bude fungovat se všemi čtyřmi porty, jestliže uložíte bázové adresy těchto portů do tabulky COM portů začínající na adrese 0:0400. Je třeba, aby žádné dva adaptéry nesdílely tutéž adresu, nebo ani jeden z nich nebude fungovat. BIOS ale podporuje jen poměrně primitivní komunikaci využívající stavové dotazy (polling), což je pro složitější aplikace téměř nepoužitelné. Adaptér je však schopen vyvolat hardwarové přerušení na základě mnoha různých podmínek v závislosti na hodnotách registru povolení přerušení (3f9H nebo 2f9H).

Používáte-li v zařízení TTL nebo CMOS obvody, budete muset jejich logickou RS232 linku napěťově upravit, před připojením do PC.

Pro toto upravení se standardně používaly obvody 1488 a 1489, které ale potřebovaly + 12V a –12 pro vytvoření výstupních úrovní. To bylo mimochodem jedním z důvodů, proč je v klasickém PC ze zdroje vyvedeno i –12V a –5V (dalším důvodem byla potřeba většího rozdílového napětí u historických dynamických pamětí pro zvýšení jejich rychlosti..).

Průlom v tomto směru udělala firma MAXIM svým obvodem MAX232. Využila totiž svých znalostí ve vývoji spínaných nábojových měničů napětí a vyvinula obvod, který vystačil s +5V a potřebné napětí si samostatně vyrobil pomocí 4 externích kondenzátorů.
Obvod samozřejmě konvertuje log. 0 na +3..15V a log. 1 na –3..15V jak je popsáno výše..
MAX232 se stal neuvěřitelným šlágrem a dnes jeho obdobu najdete téměř ve všech komerčních zařízeních připojovaných k RS 232.

 

Zapojení MAX232 Pouzdro MAX232

Více informací viz http://www.hw.cz/projects/rs232/

Začátek

CAMAC (Computer Automated Measurement And Control) je modulární přístrojový mezinárodně standardizovaný systém pro sběr a zpracování dat a pro řízení procesů v reálném čase. Standard CAMAC byl vyvinut ve spolupráci výboru evropského sdružení nukleárních laboratoří ESONE (European Society On Nuclear Energy) a amerického výboru přístrojových metod NIM (National Instrumentation Methods). Evropské dokumenty EUR 4600e, EUR 4100e, EUR 6100e, EUR 6500e a EUR 8500 z let 1969, 1972 a dalších se staly základem pro čtyři normy IEEE:

Systém CAMAC se rozšířil v laboratořích a zařízeních pro jadernou energetiku, v laboratořích pro výzkum fyziky plazmatu, v lékařských a průmyslových měřících, řídících a testovacích systémech. Definice CAMAC se dále revidují a pracuje se na implementacích s moderní součástkovou základnou.

Pro rozsáhlé systémy je možno vytvářet větve s max. 7 rámy, pro které je definována paralelní sběrnice "Informační kánál větve" IKV. Takových větví může být několik viz. druhý obr.

Začátek

Snaha o unifikované spojování různých měřících přístrojů, jejich programové ovládání a automatické vyhodnocování výsledků měření vedla fiemu Hewlett-Packard v r. 1972 k vytvoření univerzální asynchronní sběrnice HP-IB. V zemích RVHP byla sběrnice normalizována pod označením IMS-2.

Názvosloví IMS-2 je předepsáno normou [IMS 4]. Místo výrazu rozhraní byl zvolen výraz styk. Funkce zdroj, příjemce a řídící jednotka se označují výrazy mluvčí (talker), posluchač (listener) a řídič (controller). Důsledně se přitom rozlišují funkce příslušející obvodům rozhraní - tzv. stykové funkce a funkce přístrojové. Uvedené základní stykové funkce jsou označeny pořadě symboly T, L, C.

• (dálkové) stykové zprávy - IEEE 488.1
• syntax a datové struktury - IEEE 488.2
• všeobecné příkazy a dotazy - IEEE 488.2
• zprávy pro specifické jednotky - IEEE 488.2

Sběrnice IMS-2 umožňuje tvorbu systému jednotek se základními stykovými funkcemi T, L a C. Řídič předává povely všem funkčním jednotkám připojeným na sběrnici a vyhodnocuje jejich stavová hlášení.. Přenosu dat se může zúčastnit současně několik posluchačů, ale vždy jen jeden mluvčí. Kromě tří základních stykových funkcí rozhraní je definováno ještě dalších 7 stykových funkcí:

RL - Remote Local - dálkové nebo místní ovládání

PP - Parallel Poll - paralelní vyzývání (hlášení)

DC - Device Clear - nulování jednotky

Toky příkazů dat, které se označují v názvosloví IMS-2 jako zprávy jsou:

• stykové zprávy, tj. zprávy pro obvody rozhraní
• přístrojové zprávy, tj. zprávy pro funkční hodnoty
• místní zprávy (mezi jednotkou a jejími stykovými obvody)
• dálkové zprávy (mezi různými jednotkami)
• spojení mezi stykovými funkcemi (korespondenční cykly)

DIO 1-8 - Data Inpu-Output - data

DAV - Data Valid - data platná

NDAC - Not Data Accepted - data nejsou přijata

IFC - Interface Clear - nulování stykových obvodů

ATN - Attention - pozornost - Tento signál určuje význam slabiky DIO 1-8. Je-li ATN=1, jde o stykové zprávy, tj. příkaz nebo adresu jednotky, v případě ATN=0 jde o přístrojové zprávy (data).

EOI - End Or Identify - konec nebo hlášení - První funkce signálu je označení konce přenášeného bloku dat, druhá slouží k vyvolání paralelního hlášení. Funkce se volí logickou hodnotou ATN.

Všechny řídící signály rozhraní jsou v záporné logice. Díky tomu se na příslušném vodiči vytváří logický součet signálů ze všech zdrojů

Maturita.cz - referát (verze pro snadný tisk)
http://www.maturita.cz/referaty/referat.asp?id=1173