ELETTRONICA II -...

Elettronica II - Dante Del Corso - Gruppo H - 4 n. 1 - 15/11/97

ELETTRONICA II

Prof. Dante Del Corso - Politecnico di Torino

Gruppo H: Sistemi Elettronici

Lezione n. 40 - H - 5:

Collegamenti serialiConclusione


Sistemi elettronici 5

• Caratteristiche dei collegamenti seriali

• Sincronismo di bit, parola, messaggio

• Protocollo seriale asincrono e sincrono

• Collegamenti RS232


Caratteristiche dei collegamenti seriali

• Unico filo di connessione (o pochi fili)

• Utilizzati per lunghe distanze, altevelocita’, semplificazione del cablaggio

• Ogni “ciclo” trasferisce un solo bit

• Problemi di protocollo: Sincronizzazione a livello di bit

Controllo di flusso


Sistema di collegamento seriale

DATO TX

PISO

trasmettitore

CKTXDATO RX

SIPO

ricevitore

CKRXLOAD

READY

DATS


Trasmissione seriale

DATO

CKTX

DATS

TBIT

CKRX


Trasmissione del dato 01000101

DATO

CKTX

DATS 1 0 1 0 0 0 1 0

READY

LOADBIT

LSB


Livelli di sincronismo

• Bit: caricamento corretto nel registroricevitore

fase di CKRX

• Carattere: riconoscimento di MSB e LSBattivazione di READY

• Messaggio: attribuzione del significato aicaratteri (intestazione, lunghezza, ....)


Sincronismo di bit

• Stesso clock lato TX e RX

• Estrazione del clock RX dal segnalericevuto (modem sincroni)

• Oscillatori indipendenti; oscillatore lato RXsincronizzato (protocollo asincrono)


Stesso clock

trasmettitore

CKTX

ricevitore

CKRX

DATI

CLOCK


Estrazione del clock dai dati

trasmettitore

CKTX

ricevitore

CKRX

MODEM

MODEM

DATI + CLOCK


Sincronizzazione del clock lato RX

trasmettitore

CKTX

ricevitore

CKRX

DATI


Protocollo seriale asincrono

• Il clock viene generato e sincronizzato alricevitore

• La linea a riposo é in uno stato definito (H)

• Un carattere puó essere trasmesso inqualunque momento

• L’inizio di un carattere viene segnalato conuno stato L



linea a riposo

START bit

CARATTERE



linea a riposo

START bit

CARATTERE

1 0 1 0 0 0 1 0

STOP bit (1 o 2)LSB

DATO



TBIT

START bit

1 0 1 0 0 0 1 0

CARATTERE

STOP bit (1 o 2)

DATO

linea a riposo


Sequenza di caratteri

START bitlinea a riposo STOP bit

caratterecarattere carattere

datodatodato

10011010 10100010 00101110


UART

• I circuiti che gestiscono collegamenti serialiasincroni sono detti UART (UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter)

• L’UART comprende i registri P-S e S-P, ericava il sincronismo di bit (dallo START) everifica il formato dei caratteri (STOP)


Sincronizzazione nell’UART

• Si verifica lo stato della linea

• Se diventa bassa, e rimane in questo stato perTBIT/2, e’ uno start bit

sincronizza il clock di bit inzia il conteggio dei bit (periodi di CKRX)

• Al termine del carattere verifica la presenza diSTOP bit


Procolli seriali sincroni

• La trasmissione usa codifiche o modulazioniche permettono di estrarre il clock dal segnalericevuto

• Il sincronismo di carattere viene inserito consequenze speciali

• Il ricevitore riconosce queste sequenze perindividuare la posizione dei caratteri e l’inziodei messaggi


LABORATORIO

• Trasmissione seriale con protocolloasincrono

• Formato del carattere

• Sequenza di caratteri

• Livelli secondo lo standard RS 232


Trasmissione su linea seriale

Trasmissione del carattere “U”

Codice ASCII di U = 55 Hex = 0101 0101 Bin

Sulla linea: 0 10101010 0 1

Start LSB MSB Parità Stop pari


Collegamenti RS232

• Collegamento seriale piu’ diffuso

• Nato per calcolatore-modem-terminale(EIA RS 232-C), ma usato anche perstampanti, mouse, plotter, ....

• Definisce: connettore livelli elettrici significato dei segnali

• Corrisponde alla norma V24 CCITT


RS 232 originario

CALCOLATORE TERMINALE

linea telefonica

??? ???


RS 232 originario

CALCOLATORE

MODEM

TERMINALE

MODEM

RS 232-CDTE DTE

DCE DCE

linea telefonica


Terminologia

• DTE: Data Terminal Equipment(calcolatore, stampante, terminale,..)

• DCE: Data Communication Equipment(modem)

• I connettori hanno polarita’ e verso dei segnaliben definiti: DTE: maschio; pin 4, 2, ..: out DCE: femmina; pin 4, 2, ..: in


RS 232-C

• Connettore: DB 25

• Livelli elettrici:stato trasmettitore ricevitore

0 + 6 .. + 12 V > + 3 V 1 - 6 .. - 12 V < - 3 V


Segnali principali nome direzione DTE(m) DCE(f) pin (DB25)

Terra (protezione) - 1 -Massa (segnale) - 7 GNDDato trasmesso >>>> 2 TXDDato ricevuto <<<< 3 RXDRequest To send >>>> 4 RTSClear To Send <<<< 5 CTSData Set Ready <<<< 6 DSRData Carrier Detect <<<< 8 DCDData Terminal Ready >>>> 20 DTRRing Indicator <<<< 22 RI.....


Procedure di collegamento

• Sequenza da Nicoud


Uso improprio dello RS 232

CALCOLATORE

MODEM

TERMINALE

MODEM

RS 232-CDTE DTE

DCE DCE

linea telefonica

??


Collegamento DTE - DTE

• Due possibilitá:

- interporre un modulo che simula la catena Modem1 - linea - Modem2:

NULL MODEM

- trasformare uno degli apparati in DCE


Esempio di null-modem

TXDRXDRTSCTSDSRDTR....GND

pin (DB25)TXD 2RXD 3RTS 4CTS 5DSR 6DTR 20....GND 7

Il null modem esegue gli scambi di piedini (uscita TXD su ingresso RXD, ...) e la richiusura di alcune linee di controllo (RST-CTS, ..)


Collegamenti “RS 232” attuali

• Lo RS232 originario prevede tutti i segnalidi controllo per modem, e connettore DB 25

• Per gli altri usi basta un sottoinsieme disegnali (minimo 2)

• Connettore ridotto (DB 9)

• E’ di uso corrente un protocollo asincrono,con cadenze di 300, 600...., 19.200 bit/s(non specificato dallo RS 232 !)


Sommario

• Collegamenti seriali

• Caratteristiche

• Sincronismo di bit, carattere, ....

• Protocollo sincroni e asincroni

• RS 232 e varianti


Conclusioni

• Obbiettivo:Mettere in condizione di comprenderesistemi elettronici digitali e misti, edeffettuare semplici progetti

• La tecnologia elettronica é in continuaevoluzione

• Il mantenimento richiede un piano di

formazione continua


Altri testi

• Amplificatori operazionali, elettronica applicataanalogica:S. Franco,Amplificatori Operazionali e Circuiti Integrati Analogici Hoepli, 1992

• Circuiti integrati digitali:D. Hodges, H. Jackson,Analisi e progetto di circuiti integrati digitaliBoringhieri, 1991

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