Интерфейсы и протоколы цифровой передачи информации

1. ИНТЕРФЕЙСЫ И ПРОТОКОЛЫ ЦИФРОВОЙ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ Емец Сергей Викторович, доцент кафедры АТПП УГНТУ, канд. техн. наук

2. КОДИРОВАНИЕ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ПО ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ КАНАЛАМ

Униполярный код NRZ (non return to zero)
Биполярный код NRZ
Код «Манчестер-II»
AMI-сигнал (alternate mark inversion)

3. ВРЕМЕННЫЕ ДИАГРАММЫ ЛИНЕЙНЫХ КОДОВ

4. ХАРАКТЕРИСТИКИ СИГНАЛОВ

• Наличие постоянной составляющей сигнала
• Средняя мощность сигнала, выделяемая в
нагрузке
• Способность различать длинные
последовательности логических нолей и единиц
• Способность диагностировать линию
• Синхронизация передатчика и приемника
• Способность обнаружения текущих ошибок

5. СПОСОБЫ ВВЕДЕНИЯ ИЗБЫТОЧНОСТИ В СИГНАЛ

• Увеличение скорости передачи сигнала (Гц)
по отношению к скорости передачи
информации (бит/с)
• Введение дополнительных электрических
уровней сигнала

6. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЕ КАНАЛЫ СВЯЗИ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ КОД NRZ

7. ФОРМАТ ПОСЫЛКИ И КОМАНДЫ

1 выбор контроллера (КОП = 001). В битах данных (D0-D7) центральный
процессор выставляет адрес контроллера, с которым необходимо установить
связь.;
2 передача данных из центрального процессора в контроллер, выбранный
командой 1 (КОП = 111). В этом случае данные (D0-D7) выставляет в линию
NRZ центральный процессор.;
3 передача данных из контроллера, выбранного командой 1, в центральный
процессор (КОП = 110). Центральный процессор выдает в линию стартовый
бит и код операции, а затем переключается на прием данных (D0-D7;
4 контроль состояния контроллеров (КОП = 000) («приглашение к
прерыванию»).

8. ВАРИАНТ ПРИОРИТЕТНОЙ СХЕМЫ КОНТРОЛЛЕРА

9. ТРЕБОВАНИЯ К СИНХРОННОСТИ ГЕНЕРАТОРОВ ПЕРЕДАТЧИКА И ПРИЕМНИКА ПРИ ОТСУТСТВИИ СИНХРОСИГНАЛОВ

Для 12-битной посылки
рассогласование работы генераторов
не должно превышать 4%
12,5Δ < Т/2

10. ФОРМИРОВАНИЕ КОДА «МАНЧЕСТЕР-II»

11. ФОРМАТ ПОСЫЛКИ В СТАНДАРТЕ RS-232

Стартовый бит
Биты данных в количестве от 5 до 8
Бит паритета Р может генерироваться, а может не генерироваться
Функции бита паритета:
- защита данных в посылке на четность или на
нечетность
- фиксация бита паритета в логическом
состоянии «0» или «1» независимо от состава
данных в посылке
Минимальное число стоп-битов: 1 или 2 (1,5 при 5-тибитной посылке)

12. УНИВЕРСАЛЬНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ПРИЕМОПЕРЕДАТЧИК (UART)

13. ИНИЦИАЛИЗАЦИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ПОРТА

• Установка скорости обмена (влияет на
длительность битов внутри посылки и на
длительность самой посылки)
• Установка формата посылки (указываются
число битов данных, наличие бита паритета и
его функция, минимальное число стоп-битов)
• Установка (запрещение) прерываний
(указываются события, управляющие вызовом
прерываний)

14. ИНИЦИАЛИЗАЦИЯ СКОРОСТИ ОБМЕНА

1 Определяется двухбайтный делитель скорости обмена
ДСО, соответствующий устанавливаемой скорости
2 Младший и старший байты ДСО записываются в
соответствующие регистры делителей скорости обмена
3F8H и 3F9H при значении бита D7=1 в регистре контроля
линии 3FBH
Например, при скорости V=300 бит/с десятичное значение
ДСО равно 384 или в шестнадцатеричном виде 180H. В
младший регистр ДСО по адресу 3F8H записывается число
80H, а в старший регистр ДСО по адресу 3F9H – число 01H

15. УСТАНОВКА ФОРМАТА ПОСЫЛКИ

Установка формата посылки осуществляется путем записи
определенного числа в регистр контроля линии 3FBH
D0-D1: устанавливают длину слова (00 – 5 бит; 01 – 6 бит; 10 – 7 бит; 11 – 8 бит
данных в посылке)
D2: устанавливает минимальное число стоп-битов (0 – 1 стоп-бит; 1 – 2 стопбита)
D3: управляет генерацией бита паритета (0 – не генерируется; 1 –
генерируется)
D4: определяет защиту данных (0 – на нечетность; 1 – на четность)
D5: управляет фиксацией бита паритета (0 – фиксация запрещена; 1 –
фиксация разрешена)
D6: управляет «перерывом» в линии
D7: управляет адресацией регистров (0 – доступны все регистры кроме
регистров ДСО; 1 – доступны регистры ДСО)

16. ПРИМЕР УСТАНОВКИ ФОРМАТА ПОСЫЛКИ

Установить формат посылки, если количество битов
данных равно 7, данные защищаются на четность,
минимальное число стоп-битов между посылками равно 1
D0-D1: устанавливают длину слова: 10 – 7 бит
D2: устанавливает минимальное число стоп-битов: 0 – 1 стоп-бит
D3: управляет генерацией бита паритета: 1 – генерируется
D4: определяет защиту данных: 1 – на четность
D5: управляет фиксацией бита паритета: 0 – фиксация запрещена
D6: управляет «перерывом» в линии: 0 – «перерыв» запрещен
D7: управляет адресацией регистров: 0 – доступны все регистры кроме
регистров ДСО
В регистр контроля линии записывается двоичное число
00011010

17. УСТАНОВКА (ЗАПРЕЩЕНИЕ) ПРЕРЫВАНИЙ

• Для разрешения прерывания необходимо произвести
запись «1» в соответствующий бит регистра разрешения
прерывания 3F9H
D0: разрешение прерывания при готовности принимаемых данных
D1: разрешение прерывания после передачи данных
D2: разрешение прерывания состояния линии
D3: разрешение прерывания изменения состояния модема
D4…D7: не используются, равны 0
Для запрещения всех прерываний в регистр разрешения
прерываний по адресу 3F9H необходимо записать 0

18. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТАТУСА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ПОРТА

• Регистр статуса последовательного порта 3FDH дает
программе
информацию
о
текущем
состоянии
коммуникационного обмена. При отсутствии событий все биты
содержат «0». События вызывают появление «1» в
соответствующих битах:
DO: данные получены
D2: ошибка четности
D4: обнаружен «перерыв»
D6: регистр сдвига передатчика пуст
D1: ошибка переполнения
D3: ошибка синхронизации
D5: регистр хранения передатчика пуст
D7: тайм-аут
Программа должна постоянно читать и анализировать
состояние регистра статуса линии и обрабатывать
происходящие в процессе обмена события

19. ХАРАКТЕРИСТИКА СИГНАЛОВ RS-232

20. ОСОБЕННОСТИ ПОДКЛЮЧЕНИЯ АППАРАТУРЫ ПРИ ПОМОЩИ ИНТЕРФЕЙСА RS-232

ООД — оконечное оборудование данных или DTE — Data Terminal Equipment
АПД — аппаратура передачи данных или DCE— Data Communication
Equipment

21. ПОДКЛЮЧЕНИЕ ТИПА DTE-DCE («прямой» кабель)

22. ПОДКЛЮЧЕНИЕ ТИПА DTE-DTE (кабель «нуль-модем»)

23. ПОДКЛЮЧЕНИЕ ТИПА «САМОКВИТИРОВАНИЯ»

24. АППАРАТНЫЙ ПРОТОКОЛ УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКОМ RTS/CTS (HARDWARE FLOW CONTROL)

25. ПРОГРАММНЫЙ ПРОТОКОЛ УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКОМ XON/XOFF

26. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!