المنفذ التسلسلي
.jpg/440px-Serial_port_(9-pin).jpg)
المنفذ التسلسلي هو واجهة اتصال تسلسلية يتم من خلالها نقل المعلومات إلى الداخل أو الخارج بشكل تسلسلي بت واحد في كل مرة. [1] وهذا على النقيض من المنفذ الموازي ، الذي يتواصل بتات متعددة في وقت واحد بالتوازي . طوال معظم تاريخ أجهزة الكمبيوتر الشخصية ، تم نقل البيانات عبر المنافذ التسلسلية إلى أجهزة مثل أجهزة المودم ، والمحطات الطرفية ، والأجهزة الطرفية المختلفة ، وبين أجهزة الكمبيوتر مباشرة.
في حين أن الواجهات مثل Ethernet و FireWire و USB ترسل أيضًا البيانات كدفق تسلسلي ، فإن مصطلح المنفذ التسلسلي يشير عادةً إلى الأجهزة المتوافقة مع RS-232 أو معيار ذي صلة، مثل RS-485 أو RS-422 .
لقد استبدلت أجهزة الكمبيوتر الشخصية الحديثة للمستهلكين المنافذ التسلسلية بمعايير أعلى سرعة، وخاصة USB. ومع ذلك، لا تزال المنافذ التسلسلية تُستخدم بشكل متكرر في التطبيقات التي تتطلب واجهات بسيطة ومنخفضة السرعة، مثل أنظمة الأتمتة الصناعية، والأجهزة العلمية، وأنظمة نقاط البيع وبعض المنتجات الصناعية والاستهلاكية.
قد تستخدم أجهزة الكمبيوتر الخادمة منفذًا تسلسليًا كوحدة تحكم للتشخيص، بينما تستخدم أجهزة الشبكات (مثل أجهزة التوجيه والمفاتيح ) عادةً منافذ وحدة التحكم التسلسلية للتكوين والتشخيص والوصول إلى الصيانة الطارئة. للتفاعل مع هذه الأجهزة وغيرها، يمكن لمحولات USB إلى تسلسلي إضافة منفذ تسلسلي بسرعة وسهولة إلى جهاز كمبيوتر حديث.
الأجهزة
يحتاج هذا القسم إلى مصادر إضافية للتحقق . ( نوفمبر 2021 ) |
تستخدم الأجهزة الحديثة دائرة متكاملة تسمى UART لتنفيذ منفذ تسلسلي. تقوم هذه الدائرة المتكاملة بتحويل الأحرف من وإلى الشكل التسلسلي غير المتزامن ، وتنفيذ توقيت وتأطير البيانات المحددة بواسطة البروتوكول التسلسلي في الأجهزة. ينفذ جهاز الكمبيوتر الشخصي IBM منافذه التسلسلية، عند وجودها، باستخدام منفذ UART واحد أو أكثر.
كانت الأنظمة منخفضة التكلفة للغاية، مثل بعض أجهزة الكمبيوتر المنزلية المبكرة ، تستخدم بدلاً من ذلك وحدة المعالجة المركزية لإرسال البيانات عبر دبوس إخراج ، باستخدام تقنية الضرب بالبتات . غالبًا ما كانت أجهزة الكمبيوتر المنزلية المبكرة هذه تحتوي على منافذ تسلسلية خاصة بها دبابيس ومستويات جهد غير متوافقة مع RS-232.
قبل أن يجعل التكامل واسع النطاق (LSI) من UARTs أمرًا شائعًا، كانت المنافذ التسلسلية تُستخدم بشكل شائع في الحواسيب الكبيرة والحواسيب الصغيرة ، والتي تحتوي على دوائر متكاملة متعددة صغيرة الحجم لتنفيذ سجلات التحويل والبوابات المنطقية والعدادات وكل المنطق الآخر المطلوب. ومع تطور أجهزة الكمبيوتر الشخصية، تم تضمين المنافذ التسلسلية في شريحة Super I/O ثم في مجموعة الشرائح .
-
بطاقة تسلسلية لجهاز كمبيوتر IBM بموصل مكون من 25 سنًا ( بطاقة ISA قديمة مكونة من 8 بتات )
-
بطاقة PCI Express ×1 بمنفذ تسلسلي واحد
-
بطاقة توسعة PCI Express ×1 تسلسلية بأربعة منافذ (RS-232) مع كابل أخطبوط يقسم موصل DC-37 الخاص بالبطاقة إلى أربعة موصلات DE-9 قياسية
-
محول من USB إلى منفذ تسلسلي متوافق مع RS-232 - أكثر من مجرد انتقال فعلي، فهو يتطلب برنامج تشغيل في برنامج نظام المضيف ومعالج مدمج لمحاكاة وظائف أجهزة المنفذ التسلسلي المتوافقة مع IBM XT .
-
محول UART إلى USB
DTE و DCE
الإشارات الفردية على المنفذ التسلسلي أحادية الاتجاه وعند توصيل جهازين، يجب توصيل مخرجات أحد الجهازين بمدخلات الجهاز الآخر. تنقسم الأجهزة إلى فئتين: أجهزة طرفية للبيانات (DTE) وأجهزة إنهاء دائرة البيانات (DCE). الخط الذي يكون مخرجًا على جهاز DTE يكون مدخلاً على جهاز DCE والعكس صحيح، لذا يمكن توصيل جهاز DCE بجهاز DTE باستخدام كبل سلكي مستقيم، حيث يذهب كل دبوس على أحد الطرفين إلى نفس الدبوس المرقم على الطرف الآخر.
تقليديًا، تكون أجهزة الكمبيوتر والمحطات الطرفية من نوع DTE، بينما تكون الأجهزة الطرفية مثل المودم من نوع DCE. إذا كان من الضروري توصيل جهازين من نوع DTE (أو DCE) معًا، فيجب استخدام كبل بخطوط TX وRX معكوسة، والمعروف باسم كبل Cross-over أو Roll-over أو Null Modem .
جنس
بشكل عام، يتم تصنيف موصلات المنفذ التسلسلي على أساس الجنس ، مما يسمح فقط للموصلات بالتزاوج مع موصل من الجنس الآخر. مع موصلات D-subminiature ، تحتوي الموصلات الذكرية على دبابيس بارزة، وتحتوي الموصلات الأنثوية على مقابس دائرية مقابلة. [2] يمكن تركيب أي نوع من الموصلات على جهاز أو لوحة؛ أو إنهاء كابل.
من المرجح أن تكون الموصلات المثبتة على DTE ذكرًا، ومن المرجح أن تكون تلك المثبتة على DCE أنثى (مع كون موصلات الكابل عكس ذلك). ومع ذلك، فإن هذا بعيد كل البعد عن العالمية؛ على سبيل المثال، تحتوي معظم الطابعات التسلسلية على موصل DB25 أنثى، لكنها موصلات DTE. [3] في هذه الظروف، يمكن استخدام الموصلات ذات الجنس المناسب على الكابل أو مغير الجنس لتصحيح عدم التطابق.
الموصلات
كان الموصل الوحيد المحدد في معيار RS-232 الأصلي هو الموصل D-subminiature ذي الـ 25 سنًا، ومع ذلك، تم استخدام العديد من الموصلات الأخرى لتوفير المال أو توفير المساحة المادية، من بين أسباب أخرى. على وجه الخصوص، نظرًا لأن العديد من الأجهزة لا تستخدم جميع الإشارات العشرين المحددة بواسطة المعيار، فغالبًا ما يتم استخدام الموصلات ذات الدبابيس الأقل. وبينما تتبع أمثلة محددة، فقد تم استخدام عدد لا يحصى من الموصلات الأخرى لاتصالات RS-232.
تم استخدام موصل DE-9 ذي 9 دبابيس بواسطة معظم أجهزة الكمبيوتر المتوافقة مع IBM منذ خيار المحول التسلسلي/المتوازي لجهاز PC-AT ، حيث سمح الموصل ذو 9 دبابيس بتثبيت منفذ تسلسلي ومتوازي على نفس البطاقة. [4] تم توحيد هذا الموصل لـ RS-232 باسم TIA-574 .
تحتوي بعض الأجهزة الإلكترونية المصغرة، وخاصة الآلات الحاسبة الرسومية [5] وأجهزة الراديو المحمولة للهواة وأجهزة الراديو ثنائية الاتجاه ، [6] على منافذ تسلسلية باستخدام موصل الهاتف ، وعادةً ما تكون الموصلات الأصغر 2.5 أو 3.5 مم والواجهة الأساسية المكونة من 3 أسلاك - الإرسال والاستقبال والأرض.

تُستخدم موصلات 8P8C أيضًا في العديد من الأجهزة. يحدد معيار EIA/TIA-561 توزيع الدبابيس باستخدام هذا الموصل، بينما يُستخدم كبل التدحرج (أو معيار Yost) بشكل شائع في أجهزة الكمبيوتر وأجهزة الشبكات التي تعمل بنظام Unix ، مثل المعدات من Cisco Systems . [7]

تفضل العديد من طرز Macintosh معيار RS-422 ذي الصلة، والذي يستخدم في الغالب موصلات دائرية صغيرة الحجم DIN . تضمن Macintosh مجموعة قياسية من منفذين للاتصال بطابعة ومودم، لكن بعض أجهزة الكمبيوتر المحمولة PowerBook كانت تحتوي على منفذ واحد فقط لتوفير المساحة. [8]
يمكن العثور على موصلات 10P10C على بعض الأجهزة. [9]
موصل شائع آخر هو موصل 10 × 2 دبوس شائع في اللوحات الأم وبطاقات الإضافة والذي يتم تحويله عادةً عبر كبل شريطي إلى موصل DE-9 الأكثر شيوعًا المكون من 9 دبابيس (وغالبًا ما يتم تثبيته على لوحة فتحة حرة أو جزء آخر من الهيكل). [10]
توصيلات الدبابيس
يوضح الجدول التالي إشارات RS-232 المستخدمة بشكل شائع وتعيينات الدبابيس: [11]
| إشارة | اتجاه | دبوس الموصل | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| اسم | دائرة V.24 | اختصار | دي تي إي | دي سي إي | دي بي-25 | DE-9 ( TIA-574 ) | الماريجوانا الطبية | 8P8C ("RJ45") | 10P10C ("RJ50") | ||||||
| تقييم الأثر البيئي/تقييم التأثير البيئي-561 | يوست (DTE) [12] | يوست (DCE) [12] | سيكلاديز | ديجي (خيار ALTPIN) | ناشيونال إنسترومنتس [9] | سيكلاديز | ديجي | ||||||||
| البيانات المنقولة | 103 | إرسال | خارج | في | 2 | 3 | 2 | 6 | 6 | 3 | 3 | 4 | 8 | 4 | 5 |
| البيانات المستلمة | 104 | ركس د | في | خارج | 3 | 2 | 5 | 5 | 3 | 6 | 6 | 5 | 9 | 7 | 6 |
| محطة بيانات جاهزة | 108/2 | دي تي آر | خارج | في | 20 | 4 | 1 | 3 | 7 | 2 | 2 | 8 | 7 | 3 | 9 |
| كشف حاملة البيانات | 109 | دي سي دي | في | خارج | 8 | 1 | — | 2 | 2 | 7 | 7 | 1 | 10 | 8 | 10 |
| مجموعة البيانات جاهزة | 107 | دي إس آر | في | خارج | 6 | 6 | 6 | 1 | — | 8 | — | 5 | 9 | 2 | |
| مؤشر الحلقة | 125 | جمهورية أيرلندا | في | خارج | 22 | 9 | — | — | — | — | — | 2 | 10 | 1 | |
| طلب الإرسال | 105 | استراتيجية الوقت الحقيقي | خارج | في | 4 | 7 | — | 8 | 8 | 1 | 1 | 2 | 4 | 2 | 3 |
| واضح للإرسال | 106 | سي تي اس | في | خارج | 5 | 8 | — | 7 | 1 | 8 | 5 | 7 | 3 | 6 | 8 |
| إشارة الأرض | 102 | ج | شائع | 7 | 5 | 3, 4 | 4 | 4, 5 | 4, 5 | 4 | 6 | 6 | 5 | 7 | |
| أرض واقية | 101 | بي جي | شائع | 1 | — | — | — | — | — | — | 3 | — | 1 | 4 | |
يعد موصل التأريض للإشارة إرجاعًا شائعًا للاتصالات الأخرى؛ فهو يظهر على دبوسين في معيار Yost ولكنه يمثل نفس الإشارة. يتضمن موصل DB-25 موصل تأريض وقائي ثانٍ على الدبوس 1، والذي يهدف إلى توصيل كل جهاز بموصل تأريض إطاري خاص به أو موصل مشابه. يعد توصيل موصل التأريض الواقي بموصل التأريض للإشارة ممارسة شائعة ولكن لا يُنصح بها.
لاحظ أن EIA/TIA 561 يجمع بين DSR وRI، [13] [14] ويجمع معيار Yost بين DSR وDCD.
تجريد الأجهزة
عادةً ما تقوم أنظمة التشغيل بإنشاء أسماء رمزية للمنافذ التسلسلية لجهاز الكمبيوتر، بدلاً من مطالبة البرامج بالإشارة إليها من خلال عنوان الأجهزة.
عادةً ما تقوم أنظمة التشغيل الشبيهة بنظام يونكس بتسمية أجهزة المنافذ التسلسلية بـ /dev/tty* . TTY هو اختصار شائع خالٍ من العلامات التجارية لـ teletype ، وهو جهاز متصل عادةً بالمنافذ التسلسلية لأجهزة الكمبيوتر المبكرة، ويمثل * سلسلة تحدد المنفذ المحدد؛ يعتمد بناء جملة هذه السلسلة على نظام التشغيل والجهاز. في Linux ، يتم تسمية المنافذ التسلسلية للأجهزة UART 8250 / 16550 بـ /dev/ttyS* ، وتظهر محولات USB بـ /dev/ttyUSB* ولا تبدأ أسماء أنواع مختلفة من المنافذ التسلسلية الافتراضية بالضرورة بـ tty .
تشير بيئات DOS و Windows إلى المنافذ التسلسلية باسم منافذ COM : COM1، COM2،.. إلخ. [15]
التطبيقات الشائعة للمنافذ التسلسلية
تتضمن هذه القائمة بعض الأجهزة الأكثر شيوعًا المتصلة بالمنفذ التسلسلي على جهاز الكمبيوتر. بعض هذه الأجهزة مثل المودمات والفئران التسلسلية أصبحت غير مستخدمة بينما البعض الآخر متوفر بسهولة. المنافذ التسلسلية شائعة جدًا في معظم أنواع المتحكمات الدقيقة ، حيث يمكن استخدامها للتواصل مع جهاز الكمبيوتر أو الأجهزة التسلسلية الأخرى.
- مودمات الاتصال الهاتفي
- تكوين وإدارة معدات الشبكات مثل أجهزة التوجيه والمفاتيح وجدران الحماية وموازنات التحميل
- أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) (عادةً NMEA 0183 بسرعة 4800 بت/ثانية )
- ماسحات الباركود وأجهزة نقاط البيع الأخرى
- شاشات عرض نصية LED و LCD
- الهواتف الفضائية ، ومودمات الأقمار الصناعية منخفضة السرعة وأجهزة الإرسال والاستقبال الأخرى التي تعمل عبر الأقمار الصناعية
- شاشات مسطحة للتحكم في وظائف الشاشة بواسطة كمبيوتر خارجي أو مكونات AV أخرى أو أجهزة تحكم عن بعد
- معدات الاختبار والقياس مثل أجهزة القياس المتعددة الرقمية وأنظمة الوزن
- تحديث البرامج الثابتة على أجهزة المستهلك المختلفة
- وحدات التحكم الرقمية
- إدارة إمدادات الطاقة غير المنقطعة وإعداد التقارير عن حالتها
- آلات الاختزال أو آلات الاختزال
- برامج تصحيح الأخطاء التي يتم تشغيلها على جهاز كمبيوتر ثانٍ
- واجهة وحدة التحكم أو المصحح للوحات تطوير أو تقييم المعالجات الدقيقة
- حافلات ميدانية صناعية
- الطابعات
- محطة كمبيوتر ، تلغراف
- الشبكات (Macintosh AppleTalk باستخدام RS-422 بسرعة 230.4 كيلوبت/ثانية )
- ماوس متسلسل
نظرًا لأنه يمكن تشغيل إشارات التحكم الخاصة بالمنفذ التسلسلي بواسطة أي إشارة رقمية ، فقد استخدمت بعض التطبيقات خطوط التحكم الخاصة بالمنفذ التسلسلي لمراقبة الأجهزة الخارجية، دون تبادل البيانات التسلسلية. كان أحد التطبيقات التجارية الشائعة لهذا المبدأ هو بعض نماذج مصدر الطاقة غير المنقطع التي تستخدم خطوط التحكم للإشارة إلى فقدان الطاقة وانخفاض البطارية ومعلومات الحالة الأخرى. استخدمت بعض برامج تدريب شفرة مورس على الأقل مفتاح رمز متصل بالمنفذ التسلسلي لمحاكاة استخدام الرمز الفعلي؛ يمكن أخذ عينات من بتات الحالة الخاصة بالمنفذ التسلسلي بسرعة كبيرة وفي أوقات يمكن التنبؤ بها، مما يجعل من الممكن للبرنامج فك شفرة مورس.
قد تستمد فئران الكمبيوتر التسلسلية قوتها التشغيلية من البيانات المستلمة أو إشارات التحكم. [16] [17]
إعدادات
| معدل البت (بت/ثانية) | الوقت لكل بت (ميكروثانية) | سرعة المنفذ التسلسلي المحددة مسبقًا لنظام التشغيل Windows [18] [19] | التطبيقات الشائعة |
|---|---|---|---|
| 75 | 13333.3 | نعم | |
| 110 | 9090.9 | نعم | مودم بيل 101 |
| 134.5 | 7434.9 | نعم | محطة IBM 2741 |
| 150 | 6666.6 | نعم | |
| 300 | 3333.3 | نعم | مودم Bell 103 أو مودم V.21 |
| 600 | 1666.7 | نعم | |
| 1200 | 833.3 | نعم | مودم Bell 202 أو Bell 212A أو V.22 |
| 1,800 | 555.6 | نعم | |
| 2400 | 416.7 | نعم | مودم V.22bis |
| 4,800 | 208.3 | نعم | مودم V.27ter |
| 7,200 | 138.9 | نعم | |
| 9,600 | 104.2 | نعم | مودم V.32 |
| 14,400 | 69.4 | نعم | مودم V.32bis |
| 19,200 | 52.1 | نعم | مودبوس التسلسلي |
| 31,250 | 32 | لا | منفذ ميدي |
| 38,400 | 26.0 | نعم | |
| 56000 | 17.9 | نعم | مودم V.90 / V.92 |
| 57,600 | 17.4 | نعم | مودم V.32bis مع ضغط V.42bis |
| 76,800 | 13.0 | لا | شبكات MS/TP من BACnet [20] |
| 115,200 | 8.68 | نعم | مودم V.34 مع ضغط V.42bis ، مودم تسلسلي منخفض التكلفة V.90 / V.92 مع ضغط V.42bis أو V.44 |
| 125000 | 8.00 | لا | ناقل CAN ISO 11898-3 |
| 128,000 | 7.81 | نعم | محول محطة ISDN للواجهة ذات المعدل الأساسي |
| 230,400 | 4.34 | لا | LocalTalk ، Econet ، مودم تسلسلي عالي الأداء V.90 / V.92 مع ضغط V.42bis أو V.44 [21] [22] |
| 250,000 | 4.0 | لا | DMX512 ، شبكة الإضاءة والمؤثرات المسرحية |
| 256,000 | 3.91 | نعم |
توفر المعايير التسلسلية سرعات تشغيل مختلفة عديدة بالإضافة إلى تعديلات على البروتوكول لمراعاة ظروف التشغيل المختلفة. الخيارات الأكثر شهرة هي السرعة وعدد بتات البيانات لكل حرف والتكافؤ وعدد بتات التوقف لكل حرف.
في المنافذ التسلسلية الحديثة التي تستخدم دائرة متكاملة UART، يمكن التحكم في كل هذه الإعدادات بواسطة البرامج. قد تتطلب الأجهزة من ثمانينيات القرن العشرين وما قبلها مفاتيح ضبط أو وصلات على لوحة دوائر كهربائية.
لقد أصبح تكوين المنافذ التسلسلية المصممة للاتصال بجهاز الكمبيوتر الشخصي معيارًا فعليًا، وعادةً ما يشار إليه باسم 9600/8-N-1.
سرعة
تستخدم المنافذ التسلسلية إشارات ثنائية المستوى، وبالتالي فإن معدل البيانات بالبتات في الثانية يساوي معدل الرمز بالبود . تتضمن السرعة الإجمالية البتات اللازمة للتأطير (بتات التوقف، والتكافؤ، وما إلى ذلك) وبالتالي فإن معدل البيانات الفعال أقل من معدل نقل البتات. على سبيل المثال، مع تأطير 8-N-1 حرف، يتوفر 80% فقط من البتات للبيانات؛ لكل ثماني بتات من البيانات، يتم إرسال بتي تأطير إضافيتين.
تعتمد سلسلة المعدلات القياسية على مضاعفات المعدلات الخاصة بالطابعات الكهروميكانيكية ؛ حيث تسمح بعض المنافذ التسلسلية باختيار العديد من المعدلات التعسفية، ولكن يجب أن تتطابق السرعات على جانبي الاتصال حتى يتم استلام البيانات بشكل صحيح. تشمل معدلات البت المدعومة بشكل شائع 75 و110 و300 و1200 و2400 و4800 و9600 و19200 و38400 و57600 و115200 بت/ثانية. [19] العديد من معدلات نقل البيانات القياسية هذه هي مضاعفات إما 1.2 كيلوبت/ثانية (على سبيل المثال، 19200 و38400 و76800) أو 0.9 كيلوبت/ثانية (على سبيل المثال، 57600 و115200). [23] يتم بيع المذبذبات البلورية بتردد 1.843200 ميجاهرتز خصيصًا لهذا الغرض. وهذا هو أسرع معدل بت بـ 16 مرة، ويمكن لدائرة المنفذ التسلسلي تقسيم هذا المعدل بسهولة إلى ترددات أقل حسب الحاجة.
لا تعني القدرة على ضبط معدل البتات أن الاتصال سيعمل. فليست كل معدلات البتات ممكنة مع كل المنافذ التسلسلية. تستخدم بعض البروتوكولات ذات الأغراض الخاصة مثل MIDI للتحكم في الآلات الموسيقية معدلات بيانات تسلسلية غير معايير الطابعة عن بعد. يمكن لبعض تطبيقات المنافذ التسلسلية اختيار معدل بتات تلقائيًا من خلال ملاحظة ما يرسله الجهاز المتصل ومزامنته معه.
بتات البيانات
يمكن أن يكون عدد بتات البيانات في كل حرف 5 (لكود Baudot )، أو 6 (نادرًا ما تستخدم)، أو 7 (لـ ASCII الحقيقي )، أو 8 (لمعظم أنواع البيانات، حيث يتطابق هذا الحجم مع حجم البايت ) ، أو 9 (نادرًا ما تستخدم). تُستخدم 8 بتات بيانات بشكل شبه عالمي في التطبيقات الأحدث. عادةً ما يكون استخدام 5 أو 7 بتات منطقيًا فقط مع المعدات القديمة مثل الطابعات عن بعد.
ترسل أغلب تصميمات الاتصالات التسلسلية بتات البيانات داخل كل بايت أولاً، وهي البت الأقل أهمية . ومن الممكن أيضاً، ولكن نادراً ما يتم استخدام البت الأكثر أهمية أولاً؛ وقد تم استخدام هذا على سبيل المثال بواسطة محطة الطباعة IBM 2741. لا يمكن عادةً تكوين ترتيب البتات داخل واجهة المنفذ التسلسلي، ولكن يتم تحديده بواسطة النظام المضيف. للتواصل مع الأنظمة التي تتطلب ترتيب بتات مختلفاً عن الترتيب الافتراضي المحلي، يمكن للبرامج المحلية إعادة ترتيب البتات داخل كل بايت قبل الإرسال وبعد الاستلام.
التكافؤ
التكافؤ هو طريقة للكشف عن الأخطاء في الإرسال. عند استخدام التكافؤ مع منفذ تسلسلي، يتم إرسال بت بيانات إضافي مع كل حرف بيانات، ويتم ترتيبه بحيث يكون عدد البتات 1 في كل حرف، بما في ذلك بت التكافؤ، فرديًا أو زوجيًا دائمًا. إذا تم استلام بايت بعدد خاطئ من 1، فيجب أن يكون قد تعرض للتلف. لا يشير التكافؤ الصحيح بالضرورة إلى عدم وجود تلف حيث أن الإرسال الفاسد مع عدد زوجي من الأخطاء سيجتاز فحص التكافؤ. لا يسمح بت تكافؤ واحد بتنفيذ تصحيح الخطأ على كل حرف، وعادةً ما تحتوي بروتوكولات الاتصال التي تعمل عبر روابط البيانات التسلسلية على آليات أعلى مستوى لضمان صحة البيانات وطلب إعادة إرسال البيانات التي تم استلامها بشكل غير صحيح.
يمكن ضبط بت التكافؤ في كل حرف إلى أحد الخيارات التالية:
- لا شيء (N) يعني عدم إرسال بت التكافؤ وتقصير عملية الإرسال.
- يعني فردي (O) أن بت التكافؤ تم ضبطه بحيث يكون عدد البتات 1 فرديًا.
- زوجي (E) يعني أن بت التكافؤ تم ضبطه بحيث يكون عدد البتات 1 زوجيًا.
- تعني تكافؤ العلامة (M) أن بت التكافؤ يتم ضبطه دائمًا على حالة إشارة العلامة (قيمة بت واحد).
- ترسل تكافؤ المساحة (S) دائمًا بت التكافؤ في حالة إشارة المساحة (قيمة البت 0).
باستثناء التطبيقات غير الشائعة التي تستخدم البت الأخير (عادةً البت التاسع) لبعض أشكال التوجيه أو الإشارات الخاصة، فإن تكافؤ العلامة أو المساحة غير شائع، لأنه لا يضيف معلومات اكتشاف الخطأ.
التكافؤ الفردي أكثر فائدة من التكافؤ الزوجي لأنه يضمن حدوث انتقال حالة واحد على الأقل في كل حرف، مما يجعله أكثر موثوقية في اكتشاف الأخطاء مثل تلك التي قد تحدث بسبب عدم تطابق سرعة المنفذ التسلسلي. ومع ذلك، فإن إعداد التكافؤ الأكثر شيوعًا هو none ، مع التعامل مع اكتشاف الأخطاء بواسطة بروتوكول اتصال.
من أجل السماح باكتشاف الرسائل التالفة بسبب ضوضاء الخطوط ، تم ترتيب الطابعات الكهروميكانيكية لطباعة حرف خاص عندما تحتوي البيانات المستلمة على خطأ في التكافؤ.
بتات التوقف
تسمح بتات التوقف المرسلة في نهاية كل حرف لجهاز الإشارة المستقبل باكتشاف نهاية الحرف وإعادة المزامنة مع تدفق الحرف. تستخدم الأجهزة الإلكترونية عادةً بت توقف واحدًا. إذا تم استخدام الطابعات الكهروميكانيكية البطيئة ، فقد تكون هناك حاجة إلى بت توقف واحد ونصف أو اثنين.
التدوين التقليدي

تحدد صيغة البيانات/التكافؤ/التوقف التقليدية (D/P/S) إطار الاتصال التسلسلي. وأكثر تكوينات أجهزة الحوسبة الشخصية شيوعًا هي 8-N-1 (وتُكتب أيضًا 8N1، 8-None-1 [24] )، حيث يوجد بت بداية واحد، وثمانية ("8") بتات بيانات، ولا يوجد بت تكافؤ ("N")، وبت توقف واحد ("1"). [25] في هذه الصيغة، لا يتم تضمين بت التكافؤ في عدد بتات البيانات. على سبيل المثال، تعني 7/E/1 (7E1) إضافة بت تكافؤ زوجي إلى بتات البيانات السبعة ليصبح المجموع 8 بتات بين بتات البداية والتوقف.
يُعطى الاختصار عادةً مع سرعة الخط بالبتات في الثانية ، كما في "9600–8-N-1". تتضمن السرعة (أو معدل البود ) بتات للتأطير (بتات التوقف، والتكافؤ، وما إلى ذلك)، وبالتالي يكون معدل البيانات الفعال أقل من معدل البود. بالنسبة للترميز 8-N-1، يتوفر 80% فقط من البتات للبيانات (لكل ثماني بتات من البيانات، يتم إرسال عشر بتات عبر الرابط التسلسلي - بت بداية واحد، وبتات البيانات الثمانية، وبت توقف واحد). [24]
التحكم في التدفق
يتم استخدام التحكم في التدفق في الظروف التي قد يكون فيها المرسل قادرًا على إرسال البيانات بسرعة أكبر من قدرة المستقبل على معالجتها. وللتغلب على هذا، غالبًا ما تتضمن الخطوط التسلسلية طريقة المصافحة . هناك طرق مصافحة للأجهزة والبرامج .
يتم إجراء المصافحة المادية باستخدام إشارات إضافية، غالبًا ما تكون دوائر إشارات RS-232 RTS/CTS أو DTR/DSR. تُستخدم RTS وCTS للتحكم في تدفق البيانات، على سبيل المثال، عند امتلاء المخزن المؤقت تقريبًا. وفقًا لمعيار RS-232 وخلفائه، تُستخدم DTR وDSR للإشارة إلى أن المعدات موجودة ومُشغلة، لذا يتم تأكيدها عادةً في جميع الأوقات. ومع ذلك، توجد تطبيقات غير قياسية، على سبيل المثال، الطابعات التي تستخدم DTR للتحكم في التدفق.
يتم إجراء مصافحة البرامج على سبيل المثال باستخدام أحرف التحكم ASCII XON/XOFF للتحكم في تدفق البيانات. يرسل المستقبل حرفي XON وXOFF إلى المرسل للتحكم في وقت إرسال المرسل للبيانات، أي أن هذه الأحرف تذهب في الاتجاه المعاكس للبيانات التي يتم إرسالها. يبدأ النظام في حالة الإرسال المسموح بها . عندما تقترب مخازن المستقبل من السعة، يرسل المستقبل حرف XOFF لإخبار المرسل بالتوقف عن إرسال البيانات. لاحقًا، بعد إفراغ المستقبل لمخازنه، يرسل حرف XON لإخبار المرسل باستئناف الإرسال. إنه مثال على الإشارات داخل النطاق ، حيث يتم إرسال معلومات التحكم عبر نفس القناة مثل بياناتها.
تتمثل ميزة المصافحة المادية في أنها يمكن أن تكون سريعة للغاية، وتعمل بشكل مستقل عن المعنى المفروض مثل ASCII على البيانات المنقولة وهي عديمة الجنسية . عيبها هو أنها تتطلب المزيد من الأجهزة والكابلات، ويجب أن يدعم كلا طرفي الاتصال بروتوكول المصافحة المادية المستخدم.
تتمثل ميزة المصافحة البرمجية في إمكانية إجرائها في غياب أو عدم توافق دوائر المصافحة المادية والكابلات. أما العيب المشترك بين جميع إشارات التحكم داخل النطاق، فهو أنه يؤدي إلى تعقيدات في ضمان وصول رسائل التحكم حتى عندما تكون رسائل البيانات محظورة، ولا يمكن الخلط بين البيانات وإشارات التحكم. وعادة ما يتم التعامل مع الأولى بواسطة نظام التشغيل أو برنامج تشغيل الجهاز؛ أما الثانية فعادة ما يتم التعامل معها من خلال ضمان إفلات أكواد التحكم ( كما هو الحال في بروتوكول كيرميت ) أو حذفها عن طريق التصميم (كما هو الحال في التحكم الطرفي ANSI ).
إذا لم يتم استخدام المصافحة ، فقد يفشل جهاز الاستقبال المتجاوز في تلقي البيانات من جهاز الإرسال. تشمل الأساليب لمنع ذلك تقليل سرعة الاتصال حتى يتمكن جهاز الاستقبال دائمًا من مواكبة ذلك، وزيادة حجم المخازن المؤقتة حتى يتمكن من مواكبة المتوسط على مدى فترة أطول، واستخدام التأخيرات بعد العمليات المستهلكة للوقت (على سبيل المثال في termcap ) أو استخدام آلية لإعادة إرسال البيانات التي لم يتم استلامها بشكل صحيح (على سبيل المثال TCP ).
انظر أيضا
- قائمة ملفات تعريف البلوتوث § ملف تعريف المنفذ التسلسلي (SPP)
- تسلسلي عبر شبكة LAN – آلية تسمح بإعادة توجيه المنفذ التسلسلي لنظام مُدار عبر IP
- الطابعة عن بعد – جهاز حفز تطوير المنافذ التسلسلية
- منفذ COM الافتراضي – تمثيل برمجي لمنفذ تسلسلي
مراجع
- ^ بيل، فانجي (سبتمبر 1996). "تعريف المنفذ التسلسلي ومعناه". Webopedia . تم الاسترجاع في 2021-03-08 .
- ^ "دليل توصيل الكبل التسلسلي". CISCO. 2006-08-01 . تم الاسترجاع في 2016-01-31 .
- ^ "RS232 - موصلات DTE وDCE". Lantronix. 2006-03-29. مؤرشف من الأصل في 2015-12-14 . تم الاسترجاع في 2016-01-31 .
- ^ "IBM PC AT Serial/Parallel Adapter" (PDF) . مؤرشف من الأصل (PDF) في 2020-02-24.
- ^ “دليل الارتباط TI-73…92+/V200 TI”. Merthsoft.com . تم الاسترجاع 2020-08-14 .
- ^ "القسم الفني". Miklor.com . تم الاسترجاع في 2020-08-14 .
- ^ "دليل توصيل الكابلات لوحدة التحكم ومنافذ AUX". Cisco . تم الاسترجاع في 2020-08-14 .
- ^ "Classic Mac Ports". WhiteFiles.org . تم الاسترجاع في 2020-08-14 .
- ^ "دليل مرجعي سريع للمسلسل" (PDF) . NI.com . National Instruments. يوليو 2013 . تم الاسترجاع في 2021-06-18 .
- ^ المواصفات الفنية للمنتج للوحة الخادم Intel S5000PAL/S5000XAL (PDF) . ص. 38.
- ^ Ögren, Joakim. "Serial (PC 9)". مؤرشف من الأصل في 2010-08-11 . تم الاسترجاع في 2010-07-07 .
- ^ "معيار توصيل الأجهزة التسلسلية Yost". مؤرشف من الأصل في 2020-06-17 . تم الاسترجاع 2020-05-10 .
- ^ "دليل الأجهزة RS-232D".
- ^ “RS-232D EIA/TIA-561 RJ45 Pinout”.
- ^ ستيفن بايرون كوبر. "ما هو منفذ Com1؟". Techwalla . تم الاسترجاع في 2021-09-30 .
- ^ تشان، ألفين (1990). "تنفيذ فأرة الكمبيوتر AN-681 باستخدام COP800" (PDF) . ناشيونال سيميكوندكتور . تم الاسترجاع في 29 يوليو 2023 .
- ^ "AN519 Implementing a Simple Serial Mouse Controller" (PDF) . Microchip Technology Inc. 1997 . تم الاسترجاع في 29 يوليو 2023 .
- ^ "SERIAL_COMMPROP structure". Microsoft . 2018-04-22. مؤرشف من الأصل في 2019-09-28 . تم الاسترجاع 2019-09-28 .
- ^ ab "DCB Structure". مركز تطوير Windows . Microsoft . 2018-12-04. مؤرشف من الأصل في 2019-09-28 . تم الاسترجاع في 2019-09-28 .
- ^ "دليل نظرة عامة على BACnet MS/TP" (PDF) . Neptronic. مؤرشف من الأصل (PDF) في 10 يناير 2020 . تم الاسترجاع في 26 سبتمبر 2019 .
- ^ "MultiModem ZBA" (PDF) . Multi-Tech Systems, Inc. January 2019. مؤرشف من الأصل (PDF) في 3 مارس 2019 . تم الاسترجاع في 26 سبتمبر 2019 .
- ^ "Courier 56K Business Modem: User Guide: Controlling Data Rates". USRobotics . 2007. مؤرشف من الأصل في 4 أغسطس 2017. تم الاسترجاع في 26 سبتمبر 2019 .
- ^ "SX1272/73 - 860 ميجا هرتز إلى 1020 ميجا هرتز Low Power Long Range Transceiver Datasheet" (PDF) . Semtech . يناير 2019.
- ^ ab "ماذا يعني 8-N-1؟". modemhelp.net . تم الاسترجاع في 2013-12-25 .
- ^ "تعريف N-8-1". PCMAG .
قراءة إضافية
- Serial Port Complete: COM Ports, USB Virtual COM Ports, and Ports for Embedded Systems ; الإصدار الثاني؛ جان أكسلسون؛ Lakeview Research؛ 380 صفحة؛ 2007؛ ISBN 978-1-931-44806-2 .
روابط خارجية
الوسائط المتعلقة بالمنفذ التسلسلي في ويكيميديا كومنز- قائمة توصيلات RS-232 والمنافذ التسلسلية الأخرى
