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  • RS 232 (V24)

    Ursprünglich wurde die serielle Schnittstelle eingeführt, um ein Modem anzuschließen, damit man mit anderen Computern kommunizieren kann. Hierbei werden die Daten z.B. über das Telefonnetz übertragen. Deshalb ist hier eine serielle Kommunikation unvermeidlich. Dies geschieht mit einer Geschwindigkeit von bis zu 57600 Bit/s. Vorteilhaft bei der RS 232 Schnittstelle ist nun, das die Daten nicht einfach nur übertragen werden, sondern es kann auch eine Paritätsprüfung stattfinden.

    Außerdem gibt es noch zahlreiche Melde- und Steuerregister. In der folgenden Tabelle soll die Steckerbelegung und die Bedeutung der Leitungen, sowie die Übertragungsrichtung ( Sender(S) bzw. Empfänger (E) ) erläutert werden.

    Pin
    Bezeichnung
    Funktion
    Richtung
    1
    DCD data Carrier detect
    Träger erkannt
    E
    2
    RxD
    Empfangsdaten
    E
    3
    TxD
    Sendedaten
    S
    4
    DTR Data Terminal ready
    DEE empfangsbereit
    E
    5
    GND
    Signalmasse
    -
    6
    DSR data set ready
    betriebsbereit
    S
    7
    RTS Request to send
    Sendeanforderung
    S
    8
    CTS Clear to send
    Sendebereitschaft
    E
    9
    RI ring indikator
    Ankommender Ruf
    E

    Tabelle 1: Pinbelegung und Beschreibung

    Richtungsangaben von der DÜE (Datenübertragungseinrichtung) aus gesehen. DEE = Datenendeinrichtung
    Früher wurden auch 25-polige Stecker verwendet. Da diese heute kaum mehr eingesetzt werden soll hier nicht darauf eingegangen werden. Adapter bekommt man in jedem Computerfachgeschäft.

    Funktionsweise:

    Signalzuweisung:

    Ausgänge:

    Low-Pegel = + 12V
    High-Pegel = - 12V
    Ausgangsstrom: bis zu 10mA

    Eingänge:

    Low-Pegel wird erkannt bis ca. +1V
    High-Pegel wird erkannt ab ca. +1V
    Eingangswiderstand = 10kOhm

    Beschreibung des Hardware-Handshakes am Beispiel einer PC-Direktverbindung:

    Bild 1: Verdrahtung für vollständige Kommunikation

    Die Leitung DCD wird hier nicht benötigt, und deshalb mit DTR verbunden. Dadurch wird ein Modem simuliert. So wird den Rechnern beim Auftreten einer Übertragungsanfrage vorgemacht, daß auch ein Träger vorhanden ist. Soll nun eine Verbindung aufgebaut werden, so signalisiert ein aktives DTR-Signal die Betriebsbereitschaft des Rechners.

    Die Aktivierung dieses Signals bedeutet, das dieser rechner mit einem anderen in Kontakt treten möchte. Da die Verbindungsleitungen überkreuzt sind, erkennt die Gegenstelle dieses Signal als DSR. Ist auch er bereit für eine Datenübertragung, so quittiert er dieses mit einem aktiven DTR Signal, welches beim ersten Rechner ebenfalls als DSR empfangen wird. Durch Deaktivierung des DTR Signals wird die Kommunikation beendet.

    Im Ruhezustand liegt an den Leitungen immer High-Pegel (-12V). Die Übertragung der Daten erfolgt über TxD (Senden) und RxD (Empfangen).

    Der Beginn einer Übertragungen eines Datenblocks wird duch das Startbit (Low) signalisiert.Anschließend folgen die Datenbits. Dies können je nach Einstellung 5-8 Bits sein. Zur Überprüfung der Übertragung kann jetzt noch ein Paritätsbit angehängt werden. Dies ergänzt das Datenwort wahlweise zur geraden oder ungeraden Parität, je nach Konfiguration. Dies bedeutet bei eingestellter gerader Paritöät wird die Anzahl der '1'en im Datenwort zur geraden Anzahl ergänzt, bei ungerader Parität entsprechend umgekehrt. Am Ende des Packets folgen dann noch 1-2 Stoppbits. Diese sind notwendig, um eine Übertragungspause vor dem nächsten Startbit zu erzwingen.

    Der Controllerbaustein, der die Datenübertragung steuert, arbeitet folgendermaßen:

    Senden:

    Hier wird das zu sendende Datenwort zusammen mit den Start-, Stopp- und Paritätsbits in ein Schieberegister geschrieben, und mit dem eingestellten Takt ausgegeben.

    Empfangen:

    Sobald ein Startbit erkannt wird, wartet der Empänger noch eine halbe Bitlänge, um Störeinflüsse zu vermeiden, und prüft dann nochmals auf Low-Pegel. Wurde ein gültiges Startbit erkannt, so werden die folgenden Bits in der Mitte abgetastet und in ein Schieberegister geschoben, von wo aus sie dann ausgelesen werden können.

    Bedeutung der anderen Leitungen:

    DCD: wird aktiv, wenn das angeschlossene Modem mit einem anderen Modem Verbindung aufgenommen hat. Somit weiss der PC, daß eine Verbindung besteht und Daten gesendet werden können.

    DTR: hiermit signalisiert ein Rechner z.B. bei einer Direktverbindung seine Betriebsbereitschaft.

    DSR: als Antwort auf DTR (bei gekreuzten Leitungen)

    RTS: wird aktiv, wenn ein Endgerät bereit ist, Daten zu senden.

    CTS: wird aktiv, wenn ein Endgerät bereit ist, Daten zu empfangen.

    RI: wird von einem angeschlossenen Modem bei einem eingehenden Ruf erzeugt

    Programmierung:

    Die seriellen Schnittstellen werden über meherer Register gesteuert. Diese Register lassen sich über die Basisadresse (BA) der Schnittstelle durch Addition eines Offsets ansprechen. Diese Offsets sind für alle COM-Schnittstellen gleich. Die folgende Tabelle soll eine Überblick über die üblichen Basisadressen geben:

    Schnittstelle
    BA in Hex
    COM1
    3F8
    COM2
    2F8
    COM3
    3E8
    COM4
    2E8

    Im folgenden werden die wichtigsten Register vorgestellt. Jedes dieser Register ist 8 bit breit.

    Die Register:

    Registerbezeichnung
    Offset
    Bit 7
    (128 Dez)
    Bit 6
    (64 Dez)
    Bit 5
    (32 Dez)
    Bit 4
    (16 Dez)
    Bit 3
    (8 Dez)
    Bit 2
    (4 Dez)
    Bit 1
    (2 Dez)
    Bit 0
    (1 Dez)
    Modem Steuerregister
    4
    - - - - - -
    RTS
    DTR
    Modem Statusregister
    6
    DCD
    RI
    DSR
    CTS
    - - - -
    Leitungs Steuerregister
    3
    -
    TxD
    - - - - - -




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