1 ЛЕКЦИЯ 11 ОСНОВЫ РАБОТЫ С СОМ-ПОРТАМИ Универсальный внешний последовательный интерфейс – COM –порт присутствует в РС начиная с первых моделей. Этот порт обеспечивает асинхронный обмен по стандарту RS-232C. COM – порты реализуются на микросхемах универсальных асинхронных приемо-передатчиков (UART), совместимых с семейством i8250/16450/ Они занимают в пространстве ввода-вывода по 8 смежных 8-битных регистров и могут располагаться по стандартным базовым адресам: 3F8h (COM1), 2F8h (COM2), 3E8h (COM3), 2E8h (COM4). Порты могут вырабатывать аппаратные прерывания уровня IRQ4 (обычно используется для СOM1 и COM3) и IRQ3(для COM2 и COM4). Скорость передачи данных может достигать бит/с. Как следует из названия, COM-порты предназначены для подключения коммуникационного оборудования для связи с другими компьютерами, сетями и периферийными устройствами.

2 Практически все современные системные платы (еще начиная с PCI-плат для процессоров 486) имеют встроенные адаптеры двух COM-портов. Один из портов может использоваться и для беспроводной инфракрасной связи с периферийными устройствами. Классический COM-порт позволял осуществлять обмен данными только программно-управляемым способом, при этом для пересылки каждого байта процессору приходится выполнять несколько инструкций. Современные порты имеют FIFO- буферы данных и позволяют выполнять обмен по каналу DMA, существенно разгружая центральный процессор, что особенно важно на больших скоростях обмена. Интерфейс RS-232C Рассмотрим подмножество сигналов RS-232C, относящихся к асинхронному режиму, с точки зрения COM – порта для РС. Активному состоянию управляющих сигналов («включено») и нулевому значению бита передаваемых данных соответствует положительный потенциал (выше +3 В) сигнала интерфейса, а состоянию «выключено» и единичному биту – отрицательный (ниже -3 В).

3 СигналНазначение PG SG TD RD RTS Protected Ground – Защитная земля, соединяется с корпусом устройств и экраном кабеля. Signal Ground – сигнальная (схемная) земля, относительно которой действуют уровни сигналов. Transmit Data - последовательные данные – выход передатчика. Receive Data – последовательные данные – вход приемника. Request To Send – выход запроса передачи данных: состояние «включено» уведомляет модем о наличии у терминала данных для передачи. В полудуплексном режиме используется для управления направлением – состояние «включено» служит сигналом модему на переключение в режим передачи. Назначение сигналов интерфейса RS-232С

4 СигналНазначение CTS DSR DTR DCD RI Clear To Send – вход разрешения терминалу передавать данные. Состояние «выключено» запрещает передачу данных. Сигнал используется для аппаратного управления потоками данных. Data Set Ready – вход сигнала готовности от аппаратуры передачи данных (модем в рабочем режиме, подключен к каналу и закончил действия по согласованию с аппаратурой на другом конце канала). Data Terminal Ready – выход сигнала готовности терминала к обмену данными. Состояние «включено» поддерживает коммутируемый сигнал в сосоянии соединения. Data Carrier Detected – вход сигнала обнаружения несущей удаленного модема. Ring Indicator – вход индикатора вызова (звонка). В коммутируемом канале этим сигналом модем сигнализирует о принятии вызова.

5 1.Установкой DTR компьютер указывает на желание использовать модем. 2. Установкой DSR модем сигнализирует о своей готовности и установлении соединения. 3. Сигналом RTS компьютер запрашивает разрешение на передачу и заявляет о своей готовности принимать данные от модема. 4. Сигналом CTS модем модем уведомляет о своей готовности к приему данных от компьютера и передаче их в линию. 5. Снятием CTS модем сигнализирует о невозможности дальнейшего приема (например, буфер заполнен) – компьютер должен приостановить передачу данных. 6. Сигналом CTS модем разрешает компьютеру продолжить передачу ( в буфере появилось место). 7. Снятие RTS может означать как заполнение буфера компьютера (модем должен приостановить передачу данных в компьютер), так и отсутствие данных для передачи в модем. Обычно в этом случае модем прекращает пересылку данных в компьютер.

6 8. Модем подтверждает снятие RTS сбросом CTS. 9. Компьютер повторно устанавливает RTS для возобновления передачи. 10. Модем подтверждает готовность к этим действиям. 11. Компьютер указывает на завершение обмена. 12. Модем отвечает подтверждением. 13. Компьютер снимает DTR, что обычно является сигналом на разрыв соединения («повесить трубку»). 14. Модем сбросом DSR сигнализирует о разрыве соединения. Из рассмотрения этой последовательности становятся понятными соединения DTR-DSR и RTS-CTS в нуль-модемных кабелях. Системная поддержка СОМ-портов СОМ-порты поддерживаются сервисом BIOS Int 14h, который обеспечивает следующие функции: инициализация (установка скорости обмена и формата посылок; запрет источников прерываний) – на сигналы DTR-DSR влияния

7 не оказывает (после аппаратного сброса они пассивны); вывод символа – активируются сигналы DTR и RTS, и после освобождения регистра THR в него помещается выводимый символ; ввод символа – активируется только сигнал DTR (RTS переходит в пассивное состояние), и ожидается готовность принятых данных; опрос состояния модема и линии (чтение регистров MSR и LSR). Аппаратные прерывания не используются, ожидание готовности ввода и вывода ограничивается по тайм-ауту. Готовность можно быстро проверить опросом состояния. В процессе начального тестирования POST BIOS проверяет наличие последовательных портов (регистров UART 8250 или совместимых) по стандартным адресам и помещает базовые адреса обнаруженных портов в ячейки BIOS Data Area , 0402, 0404, Эти ячейки хранят адреса портов с логическими именами СОМ1 – СОМ4. Нулевое значение адреса является признаком отсутствия порта с данным номером. В ячейки 0:047С, 047D, 047E, 047F заносятся константы, задающие тайм-ауты для портов. Обнаруженные порты инициализируются на скорость обмена 2400 бит/с,

8 7 бит данных с контролем на четность (even), 1 стоп-бит. Управляющие сигналы интерфейса DTR и RTS переводятся в исходное состояние («Выключено» - положительное напряжение). Конфигурирование СОМ-портов Компьютер может иметь до 4 последовательных портов СОМ1 – СОМ4; для машин класса АТ типично наличие 2 портов. Управление последовательным портом разделяется на два этапа – предварительное конфигурирование (Setup) аппаратных средств порта и текущее (оперативное) переключение режимов работы прикладным или системным ПО. Конфигурирование СОМ-порта зависит от его исполнения. Порт на плате расширения конфигурируется джамперами на самой плате. Порт на системной плате конфигурируется через BIOS Setup.