Токовая петля, последовательный порт, различие в понимании стандратов в РФ и “нормальных странах”.
10:28 pm – Токовая петля, последовательный порт, различие в понимании стандратов в РФ и “нормальных странах”.
В википедии не знают про ГОСТы, но зато очень хорошо знают ENы, CCITTы, ITU-Tы, TIAы, EIAы., хотя в интернетах тесксты ГОСТов доступнее.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%BE%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D0%BF%D0%B5%D1%82%D0%BB%D1%8F
Стандарт ИРПС/IFSS (ОСТ 11 305.916-84) использует токовую петлю 20 мА для передачи данных. Этот стандарт широко применялся в компьютерах, выпущенных в СССР и странах СЭВ до 1990-х годов. Например ДВК, Электроника-60, Электроника Д3-28, СМ ЭВМ и т. д. Физическое исполнение разъемов ИРПС в стандарте не закреплено, что породило массу вариантов. Часто употребляется разъём СНО53-8-2.
За рубежом токовая петля (Current Loop) специфицирована в стандартах IEC 62056-21 / DIN 66258.
В этом тексте они ничего не написали про ГОСТы описывающие ИРПС: ГОСТ 27696-88 и ГОСТ 28854-90, – причем ИРПСом в версии ГОСТ 28854-90 может быть еще RS-422 с изолированным приемником. Так же написали стандарт связи с электросчетчиком (IEC 62056), но ненаписали, что это стандарт на электросчетчики и ему соответствует ГОСТ Р МЭК 61107-2001, причем есть еще аналогичный ГОСТ Р ЕН 1434-3-2006 связи с теплосчетчиком по токовой петле. Так же токовая пеля есть в ГОСТ Р 50434-92 (ISO 8867-1-88, стандарт связи с ЧПУ, в котором один из методов физической связи – это токовая петля).
В статье про rs-232 написано про МККТТ V.24/V.28, но ничего нет про “СТЫК С2” (ГОСТ 18145-81) , который повторяет МККТТ V.24, включая название контактов или упоинаемый ранее ГОСТ Р 50434-92.
RS-232 идентичен стандартам ITU-T (CCITT) V.24/V.28, X.20bis/X.21bis и ISO IS2110.
В 99% всех статей в интернете похожее описание. Доступность ГОСТов связана с тем, что в России ГОСТ – это нормативно-правовой документ, который обязателен к исполнению, поэтому тескт обязан быть бесплатным и доступным любому. В “нормальных странах” наоборот: стандарты – это платные ремкомендации, которые к исполнению не обязательны, но за их бесплатное распространение могут оштрафовать/посадить за копирастию. Иногда с различием в пониммании стандартов происходят казусы: могут написать что RS-232 никогда не принимался, так как это “рекомендация” или строить трагедию из-за того, что “адекватные” чиновники начинают стандарты называть “рекомендациями”, как в “нормальных странах”.
Почти всегда выводы rs-232 называют “TxD, RxD, RTS, CTS…”, на самом деле они называются aa, ab,.,,,
| Обозначение в статьях и схемах | Обозначение по RS-232 | Обозначение “СТЫК C2” или МККТТ v.24 | 25 контактов | 9 контактов | Тип | Описание в rs-232-f | Описание в ГОСТ 18145-81 |
| SHIELD | AA | 101 | 1 | Shield | |||
| TxDa,SD,TXD,TD | BA | 103 | 2 | 3 | O | Transmitted data | Передаваемые данные |
| RxDa,RD,RXD | BB | 104 | 3 | 2 | I | Received data | Принимаемые данные |
| RTSa,RTS,RS | CA/CJ | 105/133 | 4 | 7 | O | Request to Send/Redy for Receiving | Запрос передачи/Готов к приему |
| CTSa,CS,RFS,CTS | CB | 106 | 5 | 8 | I | Clear to Send | Готов к передаче |
| DSRa,DM,DSR | CC | 107 | 6 | 6 | I | DCE Ready | АПД готова |
| GND,SG | AB | 102 | 7 | 5 | – | Signal Common | Сигнальное заземление или общий обратный провод |
| DCDa,DCD,CD,RLSD | CF | 109 | 8 | 1 | I | Received Line Signal Detector | Детектор принимаемого линейного сигнала канала данных |
| Select Transmit Frequency | нет | 126 | 11 | Unassigned | Выбор частоты передачи | ||
| SCD | SCF/CI | 122/112 | 12 | I | Secondary Line Signal Detector/Data Signal Rate Selector (DCE source) | Детектор принимаемого линейного сигнала обратного канала/Переключатель скорости передачи данных | |
| SCTS | SCB | 121 | 13 | I | Secondary Clear to Send | Обратный канал готов | |
| STXD | SBA | 118 | 14 | O | Secondary Transmitted Data | Передаваемые данные обратного канала | |
| TxC,TxCa,TRC,ST,SCT,TSET | DB | 114 | 15 | I | Transmitter Signal Element Timing (DCE Source) | Синхронизация элементов передаваемого сигнала (источник – АПД) | |
| SRXD | SBB | 119 | 16 | I | Secondary Reseived Data | Принимаемые данные обратного канала | |
| RxCa,RCC,RT,SCR,RSET | DD | 115 | 17 | I | Receiver Signal Element Timing (DCE Source) | Синхронизация элементов принимаемого сигнала (источник – АПД) | |
| LL,LLOOP | LL | 141 | 18 | O | Local Loopback | Местный шлейф | |
| SRTS | SCA | 120 | 19 | O | Secondary Request to Send | Включить линейный шлейф обратного канала | |
| DTRa,DTR,TR,CDSTL | CD | 108/1,108/2 | 20 | 4 | O | DTE Ready | Подсоединить АПД к линии/ООД готово |
| RL,RLOOP | RL/CG | 140/110 | 21 | O/I | Remote Loopback/Signal Quality Detector | Эксплуатационная проверка/Детектор качества сигнала данных | |
| RI,CI,IC | CE/CK | 125/135 | 22 | 9 | I | Ring Indicator/Received Energy Present | Индикатор вызова |
| DRD | CH/CI | 111/112 | 23 | I/O | Data Signal Rate Selector (DTE/DCE source) | Переключатель скорости передачи данных (источник — ООД)/Переключатель скорости передачи данных (источник — АПД) | |
| TTa, TRCO,SCTE | DA | 113 | 24 | O | Transmitt Signal Element Timing (DTE Source) | Синхронизация элементов передаваемого сигнала (источник – ООД) | |
| TM, TEST | TM | 142 | 25 | I | Test Mode | Индикатор проверки |
В компьютерном порту есть сигналы только указанные в “9 контактов”, остальные для обего развития.
Моя схема пассивного переходника компорт-токовая петля с оптической изоляцией.
Импортные компоненты вместо советских.
| Обозначение на схеме | Импортный компонент |
| U1 | TLP504A, CNY74-2 |
| U2 | 4N25…4N28, 4N35…4N37 |
| VT1, VT3 | BC337, 8050 |
| VT2 | BC327, 8550 |
| VD1, VD2 | 1N4148 |
Ее выкладываю, так как ничего похожего в интернетах не видел, почему-то никто не догадался использовать двуполярный выход последовательного порта для ускорения запирания оптрона, как в моей схеме сделано. Есть только похожая схема Бориса Аладышкина, но в ней должны быть фронты завалены, если смотреть на осциллографе, так как нет ускорения запирания транзистора VT1 при помощи отпертого оптрона.
Если есть желание ее повторить, то можно убрать VD1 и VD2, так как выход компорта слабый и убить схему переходника не сможет при неправильном подключении.
В остальных схемах, тупо, используется прямая связь. Например, как здесь.
В этой схеме нет еще резистора в цепи базы оптрона, как в моей схеме, без него будут фронты завалены, так как ток управления (на светодиоде) в несколько раз больше тока через фототранзистор оптрона, когда коэффициент передачи тока у оптронов обычно раен 1.
zepete.livejournal.com
ИРПС Вики
То́ковая петля́ (current loop) — способ передачи информации с помощью измеряемых значений силы электрического тока. В настоящее время такой способ более распространён[источник не указан 231 день] в инженерной практике, чем использование для этой цели напряжения. Для задания измеряемых значений тока используется, как правило, управляемый источник тока. По виду передаваемой информации различаются аналоговая токовая петля и цифровая токовая петля.
Цифровая токовая петля[ | код]
Преобразователь RS-232 / токовая петляПрименяется в телекоммуникационном оборудовании и компьютерах для последовательной передачи данных.
История[ | код]
Токовая петля использовалась задолго до появления стандартов RS-232 и V.24. В 1960-е годы телетайпы начали использовать стандарт токовой петли 60 миллиампер. Последующие модели (одна из первых — Teletype Model ASR-33) использовали стандарт 20 мА. Этот стандарт нашел широкое применение в мини-компьютерах, которые первоначально использовали телетайпы для диалога с оператором. Постепенно телетайпы уступили место текстовым видеотерминалам, сохраняя интерфейс токовой петли. В 1980-х стандарт RS-232 окончательно заменил токовую петлю
Принципы работы[ | код]
Стандарт цифровой токовой петли использует отсутствие тока как значение SPACE (низкий уровень, логический ноль) и наличие сигнала — как значение MARK (высокий уровень, логическая единица). Отсутствие сигнала в течение длительного времени интерпретируется как состояние BREAK (обрыв линии). Данные передаются старт-стопным методом, формат посылки совпадает c RS-232, например 8-N-1: 8 бит, без паритета, 1 стоп-бит.
Токовая петля может использоваться на значительных расстояниях (до нескольких километров). Для защиты оборудования применяется гальваническая развязка на оптоэлектронных приборах, например оптронах.
Из-за неидеальности источника тока, максимально допустимая длина линии (и максимальное сопротивление линии) зависит от напряжения, от которого питается источник тока. Например при типичном напряжении питания 12 вольт сопротивление не должно превышать 600 Ом.
Источник тока может располагаться в приёмном или передающем конце токовой петли. Узел с источником тока называют активным. В зависимости от конструкции как передатчик, так и приёмник, могут быть либо активными (питать токовую петлю), так и пассивными (питаться от токовой петли).
Для компьютеров семейства ДВК по умолчанию принимается, что передатчик — активный, приёмник — пассивный.
Стандартизация[ | код]
Стандарт ИРПС/IFSS (ОСТ 11 305.916-84) использует токовую петлю 20 мА для передачи данных. Этот стандарт широко применялся в компьютерах, выпущенных в СССР и странах СЭВ до 1990-х годов. Например ДВК, Электроника-60, Электроника Д3-28, СМ ЭВМ и т. д. Физическое исполнение разъемов ИРПС в стандарте не закреплено, что породило массу вариантов. Часто употребляется разъём СНО53-8-2.
За рубежом токовая петля (Current Loop) специфицирована в стандартах IEC 62056-21 / DIN 66258.
MIDI (Musical Instrument Digital Interface) использует стандарт токовой петли на 5-штырьковом разъеме DIN 41524 со скоростью 31,25 кбит/с.
Для компьютеров IBM PC и IBM PC XT имелась плата IBM Asynchronous Communications Adapter, поддерживающая последовательную передачу по RS-232 или токовой петле. Для передачи сигналов токовой петли используются незадействованные контакты на разъеме DB25. В более поздних разработках остался только RS-232.
Аналоговая токовая петля[ | код]
Аналоговая токовая петля используется для передачи аналогового сигнала по паре проводов в лабораторном оборудовании, системах управления производством и т. д.
Применяется смещенный диапазон 4—20 мА, то есть наименьшее значение сигнала (например, 0) соответствует току 4 мА, а наибольшее — 20 мА. Таким образом весь диапазон допустимых значений занимает 16 мА. Нулевое значение тока в цепи означает обрыв линии и позволяет легко диагностировать такую ситуацию.
Интерфейс аналоговой токовой петли позволяет использовать разнообразные датчики (давления, потока, кислотности и т. д.) с единым электрическим интерфейсом. Также данный интерфейс может использоваться для управления регистрирующими и исполнительными устройствами: самописцами, заслонками и т. д.
Диапазоны токов и напряжений описаны в ГОСТ 26.011-80 “Средства измерений и автоматизации. Сигналы тока и напряжения электрические непрерывные входные и выходные”.
Основное преимущество токовой петли (по сравнению с более дешёвой параметрической передачей напряжением) — то, что точность не зависит от длины и сопротивления линии передачи, поскольку управляемый источник тока будет автоматически поддерживать требуемый ток в линии. Такая схема позволяет запитывать датчик непосредственно от линии передачи. Несколько приёмников можно соединять последовательно, источник тока будет поддерживать требуемый ток во всех одновременно (согласно закону Кирхгофа). Но если в цепи появятся утечки, работа токовой петли нарушится, и средствами реализации самой токовой петли это не обнаруживается, что необходимо учитывать при проектировании ответственных производственных участков.
Поверх аналоговой токовой петли можно передавать цифровую информацию. Такой способ передачи данных описан в HART-протоколе. Конкурирующими протоколами, способными в будущем вытеснить HART, являются различные цифровые полевые шины, такие как Foundation fieldbus или PROFIBUS.
Ссылки[ | код]
ru.wikibedia.ru
назначение, основные технические характеристики, принципы передачи данных.
Интерфейс ИРПС: назначение, основные технические характеристики, принципы передачи данных.ИРПС– это стандартный интерфейс для радиального подключения устройств с последовательной передачей данных. Он применялся в выпускавшихся в СССР до 90-х годов прошлого века компьютерах для подключения различных периферийных устройств (принтеров, телетайпов). В настоящее время ИРПС широко используется в промышленной автоматике для связи между контроллерами, передачи информации от различных счетчиков, например, тепловой и электрической энергии. Международное название этого интерфейса – токовая петля (Current Loop – CL).
Способ последовательной передачи данных «токовая петля» заимствован из телеграфии. Два устройства (передатчик и приемник) соединяются двухпроводной линией, образующей замкнутую электрическую цепь (рис. 14.5). В передатчике размещается ключ К, который может размыкать цепь, а в приемнике – детектор тока ДТ, определяющий наличие или отсутствие тока в цепи. Кроме того, в эту цепь включается источник питания E и ограничивающий резистор RО. Резистор служит для получения стандартной величины тока, обычно 20 мА. Датчиком тока может служить обмотка электромагнитного реле. Логической 1 соответствует протекание тока в линии связи, логическому 0 – отсутствие тока в линии. В современных устройствах интерфейса ключи передатчиков и датчики тока в приемниках выполняются на основе электронных компонентов.
Рис. 14.5. Схема «токовой петли»
ИРПС позволяет осуществить дуплексную передачу данных импульсами постоянного тока асинхронным способом по 4-проводной линии связи.
Устройства, подключаемые к интерфейсу ИРПС, должны иметь в своем составе универсальный асинхронный приемопередатчик UART. В передающем устройстве UART формирует из параллельных данных кадр для асинхронной последовательной передачи на выходе TxD, а передатчик ИРПС преобразует его в импульсы постоянного тока, поступающие в линию связи. В приемном устройстве приемник ИРПС принимает токовые импульсы и преобразует их в сигналы ТТЛ-уровней на выходе RxD, которые поступают в UART.
Формат передаваемой информации в ИРПС аналогичен интерфейсу RS-232. Сообщения передаются кадрами. Кадр начинается старт-битом, затем идут 5,7, или 8 бит данных (начиная с младшего разряда), потом необязательный бит паритета (контроль на четность или нечетность), и в заключение 1 или 2 стоп-бита. Старт-бит всегда имеет уровень логического 0 (отсутствие тока в линии), стоп-биты всегда имеют уровень логической 1. Скорости передачи данных выбираются из того же ряда, что и для стандарта RS-232: 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 бит/с. Так как при отсутствии передачи в линии связи интерфейса должен протекать ток (логическая 1), то приемник может легко распознать обрыв линии: при этом принимаются одни нули. Также обрыв распознается приемником при передаче информации по отсутствию стоп-битв в кадре.
Стандарт ИРПС предполагает обязательное гальваническое разделение цепей передатчика и приемника. Это защищает оборудование, подключенное к интерфейсу, от электромагнитных помех, наводимых в проводах линии связи. По стандарту интерфейс ИРПС обеспечивает передачу информации со скоростью 9600 бит/с на расстоянии до 500 м. Возможно увеличить это расстояние до нескольких километров, но при этом пропорционально должна быть снижена скорость передачи. Поскольку интерфейс требует пары проводов для каждого сигнала, то обычно применяют две пары – принимаемые данные и передаваемые данные. В случае двунаправленного (дуплексного) обмена для управления потоком используется программный протокол XON/XOFF по аналогии с интерфейсом RS-232. Если применяется однонаправленный (симплексный) обмен, то используют одну линию данных, а для управления потоком обратная линия задействуется для передачи сигнала готовности приемника (аппаратный протокол, аналогичный RTS/CTS для RS-232) или для передачи кодов XON/XOFF от приемника (программный протокол).
Достоинствами интерфейса ИРПС являются: простота реализации; высокая помехоустойчивость; большая длина соединительного кабеля; в цепь передачи тока могут включаться несколько приемников и передатчиков.
Недостатками ИРПС являются: большая потребляемая мощность; недостаточная стандартизация применяемого оборудования; отсутствие готовых микросхем для реализации интерфейса.
Дата добавления: 2015-12-07; просмотров: 608 | Нарушение авторских прав
mybiblioteka.su – 2015-2019 год. (0.004 сек.)
mybiblioteka.su
Токовая петля — Википедия
То́ковая петля́ — способ передачи информации с помощью измеряемых значений силы электрического тока. В настоящее время такой способ более распространён в инженерной практике, чем использование для этой цели напряжения. Для задания измеряемых значений тока используется, как правило, управляемый источник тока. По виду передаваемой информации различаются аналоговая токовая петля и цифровая токовая петля.
Цифровая токовая петля[править]
Преобразователь RS-232 / токовая петляПрименяется в телекоммуникационном оборудовании и компьютерах для последовательной передачи данных.
История[править]
Токовая петля использовалась задолго до появления стандартов RS-232 и V.24. В 1960-е годы телетайпы начали использовать стандарт токовой петли 60 миллиампер. Последующие модели (одна из первых — Teletype Model ASR-33) использовали стандарт 20 мА. Этот стандарт нашел широкое применение в миникомпьютерах, которые первоначально использовали телетайпы для диалога с оператором (консоль). Постепенно телетайпы уступили место текстовым видеотерминалам (подобно VT52), сохраняя интерфейс токовой петли. В 1980-х стандарт RS-232 окончательно заменил токовую петлю.
Принципы работы[править]
Стандарт цифровой токовой петли использует отсутствие тока как значение SPACE (низкий уровень, логический ноль) и наличие сигнала — как значение MARK (высокий уровень, логическая единица). Отсутствие сигнала в течение длительного времени интерпретируется как состояние BREAK (обрыв линии). Данные передаются старт-стопным методом, формат посылки совпадает c RS-232, например 8-N-1: 8 бит, без паритета, 1 стоп-бит.
Токовая петля может использоваться на значительных расстояниях (до нескольких километров). Для защиты оборудования применяется гальваническая развязка на оптоэлектронных приборах, например оптронах.
Из-за неидеальности источника тока, максимально допустимая длина линии (и максимальное сопротивление линии) зависит от напряжения, от которого питается источник тока. Например при типичном напряжении питания 12 вольт сопротивление не должно превышать 600 Ом.
Источник тока может располагаться в приемном или передающем конце токовой петли. Узел с источником тока называют активным. В зависимости от конструкции как передатчик, так и приемник, могут быть либо активными (питать токовую петлю), так и пассивными (питаться от токовой петли).
Для компьютеров семейства ДВК по умолчанию принимается, что передатчик — активный, приемник — пассивный.
Стандартизация[править]
Стандарт ИРПС/IFSS (ОСТ 11 305.916-84) использует токовую петлю 20 мА для передачи данных. Этот стандарт широко применялся в компьютерах, выпущенных в СССР и странах СЭВ до 1990-х годов. Например ДВК, Электроника-60, Электроника Д3-28, СМ ЭВМ и т. д. Физическое исполнение разъемов ИРПС в стандарте не закреплено, что породило массу вариантов. Часто употребляется разъём СНО53-8-2.
За рубежом токовая петля (Current Loop) специфицирована в стандартах IEC 62056-21 / DIN 66258.
MIDI (Musical Instrument Digital Interface) использует стандарт токовой петли на 5-штырьковом разъеме DIN 41524 со скоростью 31,25 кбит/с.
Для компьютеров IBM PC и IBM PC XT имелась плата IBM Asynchronous Communications Adapter, поддерживающая последовательную передачу по RS-232 или токовой петле. Для передачи сигналов токовой петли используются незадействованные контакты на разъеме DB25. В более поздних разработках остался только RS-232.
Аналоговая токовая петля[править]
Аналоговая токовая петля используется для передачи аналогового сигнала по паре проводов в лабораторном оборудовании, системах управления производством и т. д.
Применяется смещенный диапазон 4—20 мА, то есть наименьшее значение сигнала (например, 0) соответствует току 4 мА, а наибольшее — 20 мА. Таким образом весь диапазон допустимых значений занимает 16 мА. Нулевое значение тока в цепи означает обрыв линии и позволяет легко диагностировать такую ситуацию.
Интерфейс аналоговой токовой петли позволяет использовать разнообразные датчики (давления, потока, кислотности и т. д.) с единым электрическим интерфейсом. Также данный интерфейс может использоваться для управления регистрирующими и исполнительными устройствами: самописцами, заслонками и т. д.
Основное преимущество токовой петли (по сравнению с более дешёвой параметрической передачей напряжением) — то, что точность не зависит от длины и сопротивления линии передачи, поскольку управляемый источник тока будет автоматически поддерживать требуемый ток в линии. Такая схема позволяет запитывать датчик непосредственно от линии передачи. Несколько приемников можно соединять последовательно, источник тока будет поддерживать требуемый ток во всех одновременно (согласно закону Кирхгофа). Но если в цепи появятся утечки, работа токовой петли нарушится, и средствами реализации самой токовой петли это не обнаруживается, что необходимо учитывать при проектировании ответственных производственных участков.
Поверх аналоговой токовой петли можно передавать цифровую информацию. Такой способ передачи данных описан в HART-протоколе. Конкурирующими протоколами, способными в будущем вытеснить HART, являются различные цифровые полевые шины, такие как Fieldbus Foundation или PROFIBUS.
www.wiki-wiki.ru
Исследование методов передачи информации между микроЭВМ с помощью стандартных интерфейсов ИРПС и С2 (Лабораторная работа № 21)
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 21
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ИНТЕРФЕЙСА
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучение и исследование методов передачи информации между микроЭВМ с помощью стандартных интерфейсов ИРПС и С2.
2. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Последовательные интерфейсы используются для связи удаленных внешних устройств (ВУ) с микроЭВМ. Передача данных производится побитно, обычно в асинхронном режиме. Для этих интерфейсов характерно малое количество линий связи и их большая длина. В странах СНГ широкое распространение получили два типа последовательных интерфейсов – ИРПС и С2.
ИРПС – это последовательный радиальный интерфейс. В нем передача сигналов организована по принципу токовой петли 20 мА (или 40 мА) по двухпроводной линии связи. Логической единице соответствует ток 20 мА, а логическому нулю – отсутствие тока. Для организации дуплексного обмена (в двух направлениях) требуется четырехпроводная линия связи. Передача информации осуществляется асинхронным способом. Стартовый бит соответствует отсутствию тока, число информационных бит может быть 5,7 и 8, предусмотрен контроль паритета, число стоповых бит – 1, 1,5 или 2. В интервалах между передачей данных цепь должна находиться в единичном состоянии (протекать ток 20 мА). Сторона ИРПС, которая выдает данные, называется передатчиком, а принимающая сторона – приемником.
Стандарт на ИРПС допускает использование отдельной линии взаимосвязи, указывающей на состояние приемника. Ток в цепи взаимосвязи означает готовность приемника, а его отсутствие – что приемник не готов к приему данных.
Интерфейс ИРПС обеспечивает возможность передачи данных со скоростью до 9600 Бод (бит/с) на расстояние до 500 м. Двухпроводная линия цепи передачи тока выполнена в виде витой пары. ИРПС нашел основное применение в промышленных системах, так как позволяет осуществить связь на большие расстояния без необходимости использования модемов.
Интерфейс С2 (называется также стык С2) является последовательным интерфейсом, широко применяемым в сетях ЭВМ. Он является аналогом зарубежного интерфейса RS-232C. Стандартом на интерфейс определены скорости передачи данных, типы и число контактов разъема, электрические параметры приемников и передатчиков, виды соединений и алгоритмы обмена.
Стандарт определяет электрические параметры сигналов интерфейса С2. Так, состояние лог.0 в передатчике определяется уровнем от +5 В до +15 В, а в приемнике – выше +3 В. Состоянию лог.1 в передатчике соответствует уровень от -5 В до -15 В, а в приемнике – ниже -3 В. При разомкнутой линии связи напряжение может достигать величины +25 В или -25 В.
Все соединительные линии интерфейса С2 можно условно разбить на две группы: линии передачи данных и линии управления передачей. Часть линий управления используется для квитирования установления связи, другая часть может выполнять синхронизацию, задавать скорость передачи, управлять связным оборудованием. В простейшем случае линии управления могут отсутствовать. Тогда для односторонней передачи необходимо только 2 провода, а для двухсторонней – 4.
Длина линии связи для интерфейса С2 зависит от скорости передачи и вида устройств согласования с линией. Так, для несогласованной линии при скорости передачи 19200 Бод ее длина не должна превышать 15 м.
Стандарт на последовательные интерфейсы устанавливает строго определенные скорости передачи данных. Например, для интерфейса С2 (RS-232C) предусмотрены скорости 19200, 9600, 4800, 2400, 1200, 600, 300 Бод.
2.2. Лабораторный макет для исследования
последовательных интерфейсов
В качестве лабораторного макета используется ТЭЗ (сокращение от слов – типовой элемент замены) с маркировкой ППИ, который присоединяется к учебной микроЭВМ УМК с помощью разъема, расположенного на передней панели. Этот ТЭЗ предназначен для исследования двух БИС микропроцессорного комплекта КР580: адаптера последовательной связи КР580ВВ51А и программируемого таймера КР580ВИ53. На плате ТЭЗа находятся все необходимые устройства для связи этих БИС с системной шиной микроЭВМ: дешифраторы адреса, буферы данных и т.д. В верхней части ТЭЗа находится макетное поле , на котором пользователь может размещать дополнительные элементы.
Лабораторный макет выполняет роль устройства сопряжения микроЭВМ с линией связи последовательного интерфейса, при этом реализуется однонаправленная передача данных от стороны 1 к стороне 2. На рис.1 приведена упрощенная схема последовательного интерфейса, реализованного в данной работе.
В дальнейшем микроЭВМ УМК и ТЭЗ стороны 1 (передатчик) будут обозначаться как УМК1 и ТЭЗ1, а стороны 2 (приемник) – УМК2 и ТЭЗ2.
Для реализации последовательной передачи данных передатчик и приемник должны иметь тактовые генераторы, работающие с одинаковой частотой. Допускается разброс частот не более 5%. На ТЭЗах, используемых в лабораторной работе, в качестве тактового генератора применен счетчик CT0 таймера КР580ВИ53, который работает в режиме 3 – программируемого генератора прямоугольных импульсов. На вход счетчика CLK0 подаются тактовые импульсы F2ттл микроЭВМ. БИС КР580ВВ51А предусматривает передачу и прием последовательных данных со скоростью, равной частоте синхронизации, а также меньшей в 16 или 64 раза. Чем больше частота передачи данных отличается от частоты синхронизации TxC (RxC), тем надежнее передача и менее жесткие требования к стабильности частоты генераторов. Для связи ПСА с линией связи в лабораторной работе используются инверторы DD3.1, установленные на передающей и приемной сторонах. В линии связи при этом будет действовать инверсная логика: лог.1 соответствует низкий уровень, а лог.0 – высокий. Таким образом, напряжение в линии связи будет по форме (но не по уровням) соответствовать стандарту интерфейса С2 (RS-232C).
vunivere.ru
Малые интерфейсы стандартных устройств — Мегаобучалка
Общая характеристика
Большое разнообразие функциональных групп периферийных устройств, различные физические принципы их работы, разные уровни сигналов, необходимых для передачи информации, привели к необходимости стандартизации интерфейсов ПУ одной функциональной группы. Интерфейсы ПУ получили название малых или устройство зависимых. Концепция малых интерфейсов в наиболее завершенном виде реализована в СМ ЭВМ.
Требования минимизации числа типов контроллеров, ПУ, УВВ и ВЗУ при весьма большом количестве механизмов ПУ, модулей УСО обусловило дальнейшую унификацию малых интерфейсов и разработку устройствонезависимых интерфейсов УСО, программируемых подсистем и ПУ различного функционального назначения и быстродействия. Стандартизированные на международном уровне устройствозависимые интерфейсы получили наибольшее применение в измерительных ВС, в том числе в измерительных ВК на базе СМ ЭВМ.
Рассмотрим кратко основные стандартные интерфейсы СМ ЭВМ двух типов. Интерфейсы применяются в зарубежных и отечественных ВС для подключения наиболее широко используемого периферийного оборудования основных функциональных групп.
Интерфейс ИРПР
Для обеспечения сопряжения большого числа различных УВВ в СМ ЭВМ принят базовый интерфейс ИРПР (интерфейс радиальный параллельный). Однако большое число УВВ требует различной логической организации ИРПР, в связи с чем стандартизируется второй уровень ИРПР для конкретного типа УВВ (первый уровень зависит от используемого устройства).
Таким образом, интерфейс с ИРПР относится к двухуровневым малым интерфейсам. На первом уровне унифицируются основной алгоритм обмена информацией и физическая реализация взаимодействия. Международным аналогом ИРПР является широко распространенный интерфейс BC 4421/. На втором уровне посредством сигналов состояния и управления учитывается специфика различных типов УВВ.
Описание ИРПР содержит технические требования и функциональные характеристики. Функциональные характеристики основаны на следующих принципах: метод передачи данных между источниками (И) и приемником (П) не зависит от типа устройства; на передаваемые данные не накладывается никаких ограничений; используется минимальное число сигналов управления и состояния.
Передача данных осуществляется между одним источником и одним приемником. Для дуплексного режима обмена требуется два сопряжения. Набор линий (сигналов) сопряжения, разделенных на три группы (заземления, управления, сигнальные), приведен в табл. 13.1.
Таблица 13.1. Характеристика линий интерфейса ИРПР
| Наименование | Обозначение | Направление | ||
| Русское | Латинское | |||
| Линия заземления | ||||
| Экран | Э | S | Пассивная линия | |
| Нуль | ОВ | Z | – “ - | |
| Линия управления | ||||
| Готовность источника | ГИ | SO | От И к П | |
| Готовность приемника | ГП | AO | От П к И | |
| Строб источника | СТР | SC | От И к П | |
| Запрос приемника | ЗП | AC | От П к И | |
| Линии сигнальные | ||||
| Данные (20…27) | Д0…Д7 | D0…D7 | От И к П | |
| Контрольный разряд младшего байта* | КР0 | DP0 | – “ - | |
| Данные (28…215) | Д8…Д15 | D8…D15 | – “ - | |
| Контрольный разряд старшего байта* | КР1 | DP1 | – “ - | |
| Состояние приемника | СП1…СП8 | A1…A8 | От П к И | |
| Состояние источника | СИ1…СИ8 | S1…S8 | От И к П | |
*эти линии необязательны и в сопряжении могут отсутствовать.
Линия Э служит для защиты от помех сигналов управления и передаваемых данных. Линия соединяется с металлическим корпусом устройства, подключенным к общей земле накоротко или через сопротивление 100 Ом. Линия ОВ подсоединяется к точке, принятой в данном устройстве за нулевую и изолированной от металлического корпуса. Необходимо обеспечить возможность подключения линии к металлическому корпусу.
Линии ГИ и ГП используются для передачи наиболее важной информации о рабочем состоянии устройства (логическая «1»). Правильная интерпретация нерабочего состояния (логический «0») обеспечивается в случае, если сигнал СТР имеет значение логического «0». При этом выходное рабочее состояние не должно зависеть от входного сигнала.
Линии СТР и ЗП используются для передачи сигналов обмена информацией между И и П по принципу «запрос-ответ» (рис. 13.2.1.). При этом не накладывается никаких ограничений на оба устройств.
 |
Рис. 13.2.1. Временная диаграмма обмена в ИРПР:
Тк – время задержки; Тп – время восприятия сигнала СТР приемником; Ти – время восприятия сигнала ЗП источником; Т3 , Т1 – время выполнения операции источником; Т2 , Т4 – время выполнения операции приемником.
Для источника возможны два способа работы: совмещение подготовки информации с переходом значений сигналов СТР и ЗП в логический «0»; подготовка новой информации с момента установки сигнала ЗП в состояние логической «1». При первом способе обеспечивается боле высокая скорость передачи данных. Второй способ гарантирует правильность передачи информации и используется процессором при работе с приемником данных. Устройство, принимающее сигналы, должно компенсировать разницу в задержке принимаемых сигналов.
Линии данных используются для передачи до 16 разрядов данных от источника. Контрольные разряды КРО, КРI устанавливаются такими, чтобы сумма единиц в соответствующем байте данных была нечетной.
Сигналы СИ выдаются аналогично сигналам данных. Сигналы СП действительны в случае, когда на линии ЗП – значение логической «1», а на линии СТР – логического «0». В технически обоснованных случаях допускаются асинхронные сигналы СИ и СП.
Тип и требования к физической реализации и назначение контактов разъема для выхода на ИРПР не регламентируются и уточняются в ТУ на устройство. Интерфейсный кабель должен иметь волновое сопротивление 100 ± 20 Ом.
Уровни сигналов усилителей-передатчиков и усилителей приемников должны соответствовать уровням для интегральной микросхемы (ИМС) типа ТТЛ. В качестве передатчика должна применяться ИМС с открытым коллекторным входом с допустимым током нагрузки не менее 40 мА. Входной ток приемника не более 1,6 мА.
Передатчики не должны выходить из строя при коротком замыкании между сигнальной линией и линией ОВ, а также между двумя сигнальными линиями; работе на кабель, от соединенный на другом конце, или при отсоединении кабеля; работе на включенный или выключенный приемник непосредственно или через кабель.
Приемник должен воспринимать обрыв или отсутствие кабеля, а также выключение питания передатчика на логический «0»; не выходить из строя при соединении с включенным или выключенным передатчиком при любом его логическом состоянии.
Интерфейс должен быть работоспособным при использовании кабеля длиной до 15 м.
Интерфейс ИРПС
Интерфейс ИРПС (для радиального подключения устройств с последовательной передачей информации) обеспечивает единые способы обмена информацией различный УВВ (стартстопных, с буфером или без буфера) при работе с контроллером (К), при непосредственном соединении двух УВВ или двух контроллеров.
Подключение УВВ осуществляется радиально посредством кабеля. Использование в качестве соединительных линий выделенных пар в многожильных телефонных кабелях допускается только при наличии специального разрешения.
Интерфейс ИРПР позволяет осуществлять асинхронную передачу сигналов постоянным током (токовая петля) по четырехпроводной дуплексной связи (рис 13.3.1.). В технически обоснованных случаях допустима и цепь взаимосвязи, указывающая состояние УВВ. Взаимосвязью называется соединение между контроллером и УВВ. Задача взаимосвязи – передача последовательных двоичных сигналов с регулярной скоростью, определяемой стандартом или соглашениями.
Рис. 13.3.1. Схема обмена в ИРПР:
И – источник; П – приемник; К – контроллер; УВВ – устройство ввода-вывода.
Цепи взаимосвязи приведены в табл. 13.2. Знаками «+» и «-» обозначено направление тока в петле. Сигналы в цепи 1 (передаваемые данные) возникают в источнике и проходят к приемнику. Цепи 1 и 2 в интервале между передаваемыми знаками или словами находятся в состоянии 1. Состояние 1 или 0 должно удерживаться в течении всей длины сигнала. В случае, если устройство предназначено только для приема, цепь 1 остается разомкнутой. Цепь 3 в состоянии 1 указывает готовность приемника (УВВ), а состоянии 0 приемник не готов принять новую информацию.
Таблица 13.2. Характеристика цепей интерфейса ИРПС
| Номер цепи | Наименование | Обозначение | Направление передачи |
| Передаваемые данные | ПД+ ПД- | От И к П От П к И | |
| Принимаемые данные | ПрД+ ПрД- | От П к И От И к П | |
| Готовность приемника (необязательная цепь) | ГП+ ГП- | От П к И От И к П |
Формат передаваемой информации ( в разрядах) следующий (рис. 13.3.2): старт; передаваемые данные – 5, 7 или 8; четность – 1 или отсутствует; стоп – 1, 1.5 или 2.
 |
Рис. 13.3.2. Формат информации, передаваемой по ИРПР
Цепи взаимосвязи реализованы так, чтобы они питались током от передатчика (активный режим). Допускается питание от приемника (пассивный режим). Для двух вариантов ИРПР имеем (табл. 20.3.).
Таблица 13.3. Зависимость типа петли от тока
| Тип петли | Состояние | Ток, мА |
| 40-миллиамперная токовая петля | 30…50 10…5 | |
| 20-миллиамперная токовая петля | 15…25 0…3 |
Любая схема на приемной стороне рассчитана на исключение повреждения при замыкании проводников в цепи взаимосвязи.
Соединяемые оконечные устройства (К и УВВ) имеют взаимное гальванически разделенное электрическое заземление. Гальваническое разделении осуществляется всегда с той стороны цепи взаимосвязи, которая не питается током. Номинальное значение изоляционного напряжения гальванического разделения равно 500 В.
Максимальная длительность фронтов сигналов в конце линии, нагруженной на характеристическое сопротивление, не должна превышать 50 мкс. Цепи взаимосвязи должны обеспечивать передачу сигналов со скоростью 9600 бит/с на расстояние от 0 до 500 м. При передаче на большие расстояния пропорционально понижается скорость передачи. Сигналы взаимосвязи должны приближаться к прямоугольной форме.
Схема источника сигнального тока выполняется так, чтобы отключение нагрузки, короткое замыкание выходных зажимов или одного из них на землю не приводило к ее повреждению. Крутизна фронтов сигналов, измеряемых на зажимах передатчика, нагруженного сопротивлением 100 Ом, должна быть не более 1 мкс.
Любое включение на приемной стороне (приемнике) выполняется так, чтобы при длительной нагрузке максимально допустимым током цепи взаимосвязи оно не приводило к повреждению приемника. Падение напряжения, измеряемое на входных зажимах приемника, при состоянии 1 в цепи взаимосвязи не менее 5 В для телетайпа и 2.5 В для других устройств. Входная емкость приемника не более 10 нф. Приемник должен работать независимо от крутизны фронтов в диапазоне 0…50 мкс.
Двухпроводная линия в цепи взаимосвязи выполняется витой парой. Типы разъема и кабеля не регламентируются, по своим параметрам они должны удовлетворять приведенным требованиям.
Контрольные вопросы
1. Дайте общую характеристику малых стандартных интерфейсов.
2. Опишите интерфейс ИРПР.
3. Перечислите характеристики линий интерфейса ИРПР.
4. Опишите интерфейс ИРПС.
5. Каков формат информации, передаваемой по ИРПР?
Глава 14
megaobuchalka.ru
dev.ekra.ru
В разные годы терминалы ЭКРА БЭ2704 и БЭ2502 выпускались с различным количеством и типами портов связи. В таблице 1 приведены составы портов связи всех поколений терминалов ЭКРА.
| Серия | Поколение | Передняя панель | Задняя панель |
|---|---|---|---|
| БЭ2704 | 1 | ИРПС (вилка) | TTL |
| 21) | RS232 (вилка) | TTL | |
| 31) | RS232 (вилка) | TTL | |
| 4 | RS232 (розетка) | TTL | |
| 5 | RS232 (розетка) | TTL1 | TTL2 | |
| 6 | RS232 (розетка) | TTL1 | TTL2 | TTL3 | LAN1 | LAN2 | |
| 7 | USB 2) | TTL1 | TTL2 | TTL3 | LAN1 | LAN2 | |
| 8 | USB 2) | TTL1 | TTL2 | LAN1 | LAN2 | |
| БЭ2502А | 1 | RS232 (розетка) | TTL |
| 2 | RS232 (розетка) | TTL1 | TTL2 | |
| 3 | USB 2) | TTL1 | TTL2 | |
| 4 | USB 2) | TTL | LAN1 | LAN2 | |
| 5 | USB 2) | TTL1 | TTL2 | |
| БЭ2502Б | 1 | RS232 (розетка) | TTL1 | TTL2 | TTL3 | LAN1 | LAN2 |
| 2 | USB 2) | TTL1 | TTL2 | TTL3 | LAN1 | LAN2 |
2) Порт USB является встроенным в терминал переходником USB-RS232 и для работы с ним требуется установка драйвера (можно взять в разделе “Загрузки”). После его установки для каждого подключаемого к ПК устройства будет создаваться виртуальный COM порт.
| Порт терминала | Требуемое оборудование |
|---|---|
| ИРПС 1) | Преобразователь сигналов Токовая петля 20 мА – RS-232 (например ЭКРА Д204) |
| RS232 (вилка) 1) | Стандартный кабель “Нуль-модем” (DB9) |
| RS232 (розетка) | Стандартный кабель “Удлинитель” (DB9) |
| USB | Стандартный USB кабель типа A-B |
| TTL (TTL1..TTL3) | Преобразователь сигналов интерфейса TTL в требуемый стандартный интерфейс 2) |
| LAN1, LAN2 | 10/100 Base Ethernet 3) |
1) Максимальная скорость обмена 19,2 кБод (19200 Бит/сек)
2) Описание обвязки терминалов выбранным стандартным интерфейсом не является предметом данного документа и должно осуществляться на основе описания стандарта и паспортов преобразователей, ссылки на которые даны в таблице 3.
3) В зависимоти от исполнения может быть установлен электрический разъем RJ 45 или оптический MT-RJ
1) Максимальная скорость обмена 19,2 кБ (19200 Бит/сек)
2) Используется 2-х проводный режим RS485
| Наименование | Разъем | Вывод | Назначение |
|---|---|---|---|
Д2120 |
RJ45 |
1 | Передатчик + |
| 2 | Передатчик – | ||
| 3 | Приемник + | ||
| 6 | Приемник – | ||
| Д2150 | RJ45 | 3 | Data – |
| 6 | Data + | ||
| 8 | Экран | ||
| Д2460 | RJ45 | 1 | Передатчик + |
| 2 | Передатчик – | ||
| 3 | Приемник + | ||
| 6 | Приемник – | ||
|
Д2700 и Д3170 |
Винтовой клеммник | 1 | Data + |
| 2 | Перемычка для подключения согласующего резистора (резистор установлен внутри преобразователя) | ||
| 3 | |||
| 4 | Data – | ||
| 5 | Экран | ||
| 6 | Вход канала синхронизации | ||
| 7 |
В таблице 5 перечислены параметры терминала требующие настройки для работы через каждый из его портов. Названия параметров и меню даны так, как они отображаются на индикаторе терминала. В столбце Серия через дефис указано поколение терминала. Строки Меню показывают, где в меню терминала искать нижеследующие параметры.
| Серия | Порт | Параметр | Значение |
|---|---|---|---|
| БЭ2704 – 1 – 4 | Меню: Служ. Параметры \ Настр.посл.канал | ||
|
ИРПС RS232 |
Адрес терминала 1) | 2) | |
| Скорость порта 1) | 3) | ||
| TTL | Адрес терминала 1) | 2) | |
| Скорость порта 1) | 3) | ||
| БЭ2704 – 5 | Меню: Служ. Параметры \ Настр.посл.канал | ||
| RS232 | Адрес связи 1) | 2) | |
| Скорость RS232 | 3) | ||
| Подключение COM2 | RS232 (лицевая панель) | ||
| Протокол RS232 4) | SPA_bus | ||
| TTL1 | Адрес связи 1) | 2) | |
| Скорость TTL_1 | 3) | ||
| Протокол TTL_1 4) | SPA_bus | ||
| TTL2 | Адрес связи 1) | 2) | |
| Скорость TTL_2 | 3) | ||
| Подключение COM2 | TTL_2 (задняя плита) | ||
| Протокол TTL_2 4) | SPA_bus | ||
|
БЭ2704 – 6 – 8 БЭ2502Б – 1, 2 БЭ2502А – 4
|
Меню: Настройка связи\ Настр.посл.кан. | ||
|
RS232 USB 6) |
Адрес RS232 / Адрес USB 6) | 2) | |
| Скорость RS232 / Скорость USB 6) | 3) | ||
| Протокол RS232 / Протокол USB 6) | SPA_bus | ||
| Подключение COM2 7) | USB (лицевая панель) | ||
| TTL1 | Адрес TTL1 | 2) | |
| Скорость TTL1 | 3) | ||
| Протокол TTL1 | SPA_bus | ||
| TTL2 7) | Адрес TTL2 7) | 2) | |
| Скорость TTL2 7) | 3) | ||
| Протокол TTL2 7) | SPA_bus | ||
| Подключение COM2 7) | TTL2 (задняя плита) | ||
| TTL3 7) | Адрес TTL3 7) | 2) | |
| Скорость TTL3 7) | 3) | ||
| Протокол TTL3 7) | SPA_bus | ||
| Меню: Настройка связи\ Ethernet и 61850. | |||
| LAN1 | IP адрес | 5) | |
| Маска подсети | 5) | ||
| Маршр.по умолч. | 5) | ||
| SPA_bus Ethernet | Есть | ||
| Адр.SPA Ethernet | 2) | ||
| LAN2 | IP адрес | 5) | |
| Маска подсети | 5) | ||
| Маршр.по умолч. | 5) | ||
| SPA_bus Ethernet | Есть | ||
| Адр.SPA Ethernet | 2) | ||
| Режим Ethernet | LAN1 или LAN2 | ||
| БЭ2505А – 1 | Меню: Служ. Параметры \ Настр.посл.кан. | ||
| RS232 | Адрес связи 1) | 2) | |
| Скорость RS232 | 3) | ||
| TTL | Адрес связи 1) | 2) | |
| Скорость TTL | 3) | ||
| БЭ2502А – 2, 3 | Меню: Служ. Параметры \ Настр.посл.кан. | ||
|
RS232 USB 6) |
Адрес связи 1) | 2) | |
| Скорость RS232 / Скорость USB 6) | 3) | ||
| Подключение COM2 | RS232 (лицевая панель) | ||
| Протокол RS232 4) | SPA_bus | ||
| TTL1 | Адрес связи 1) | 2) | |
| Скорость TTL_1 | 3) | ||
| Протокол TTL_1 4) | SPA_bus | ||
| TTL2 | Адрес связи 1) | 2) | |
| Скорость TTL_2 | 3) | ||
| Подключение COM2 | TTL_2 (задняя плита) | ||
| Протокол TTL_2 4) | SPA_bus | ||
1) Параметр общий для всех портов связи.
2) Обращения к терминалу производятся по его адресу связи. Если несколько терминалов объединяются в единую сеть (TTL, TTL1, TTL2, TTL3), адрес связи каждого устройства в этой сети должен быть уникальным.
3) Соединение по последовательным интерфейсам (ИРПС, RS232, USB. TTL, TTL1, TTL2, TTL3) предполагает ввод скорости обмена. Этот параметр необходимо выставлять одинаковым в терминале и ПК.
4) Параметр присутствует только в терминалах с поддержкой протокола IEC 870-5-103
5) Значение параметра задается администратором локальной сети.
6) Для терминалов с USB на лицевой панели уставки помечены как относящиеся к USB, для терминалов с RS232 – RS232.
7) Параметры порта отсутствуют, если отсутствует соответствующий порт
dev.ekra.ru
