Методические указания. Изучение различных типов портов ПК, приобретение навыков подключения внешних устройств к соответствующим портам и разъемам.

Цель работы

Изучение различных типов портов ПК, приобретение навыков подключения внешних устройств к соответствующим портам и разъемам.

Оборудование

1. Персональный компьютер

2. Принтер

3. модем

4. другие ВУ

5. шины и кабели подключения.

Ход работы

1. Ознакомиться с разъемами подключения к системному блоку принтера, модема, мыши, клавиатуры, сканера, аудиосистемы, приведенными в методических указаниях (см. таблицу).

2. Произвести соединение ВУ с системным блоком ПК.

3. Составить таблицу портов (параллельных и последовательных) с рисунками для всех устройств перечисленных в таблице. ВНИМАНИЕ! Для некоторых устройств можно указать НЕСКОЛЬКО различных интерфейсов!!!

4. Сделать вывод о проделанной работе.

5. Оформить отчет о проделанной работе и сдать его преподавателю.

Методические указания

Для связи с внешними периферийными устройствами в ПК предусмотрены последовательные и параллельные порты.

ПК содержит несколько портов для различных устройств. Каждое устройство располагает индивидуальными адресами регистров портов.

Последовательные порты (serial ports) ПК называются также коммуникационными и асинхронными. Через них медленные периферийные устройства с побитовой передачей данных, такие как модем, мыши, принтеры и плоттеры, подключаются к быстрой системной шине, ориентированной на побайтовую передачу. Последовательные порты могут находиться на материнской плате или картах расширения.

Существует два вида последовательной связи. При асинхронной последовательной связи байты данных отделяются друг от друга специальными двоичными наборами: каждому байту предшествует старт-бит, всегда имеющий значение логического «0», за ним следуют биты данных и бит четности. Передача данных начинается с младшего бита. Бит контроля служит для контроля правильности передачи данных. А завершает посылку стоп-бит, сигнализирующий о начале паузы между пакетами. Продолжительность паузы может быть произвольной. Формат асинхронного байта, или символа данных, представлен на рисунке 22. Механизм асинхронной передачи называется стартстопным.

Рисунок 1 - Формат стандартной асинхронной старт-стопной передачи

При синхронной связи передающий и принимающий интерфейсы синхронизируются с одним тактовым генератором. В начале каждого сообщения инициируются специальные импульсы синхронизации (или флаги), а в конце, когда передачи нет, — импульсы заполнения (ограничители). Асинхроннаяпередача допускает наличие между байтами или символами любых временных промежутков, а при синхронной передаче сообщений байты данных точно размещаются во временном промежутке (кадре). Синхронные линии допускают передачу на более высоких скоростях, чем асинхронные.

Универсальный асинхронный приемопередатчик (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter – UART) – основной компонент последовательного порта. С его помощью осуществляется управление преобразованием данных из принятого от ПК параллельного формата в последовательный и наоборот. В процессе передачи данных UART принимает исходящий байтовый поток от системной шины, превращает его в битовый и помещает биты в последовательный интерфейс. В процессе приема данных UART принимает входящий битовый поток с последовательного интерфейса, накапливает биты в буфере, преобразует их в байты и отправляет по системной шине.

В настоящее время периферийное оборудование переводится на работу от универсальной последовательной шины USB (Universal Serial Bus). В USB реализована возможность подключения к ПК большого количества различных периферийных устройств различного быстродействия. Практически любая современная системная плата содержит несколько портов шины USB, разъемы которые выведены на панель УВВ. Поскольку шина поддерживает технологию Plug and play, при подсоединении разъема периферийного оборудования к шине USB происходит его автоматическая настройка без перезагрузки системы. Шина поддерживает также " горячую замену устройств" (hot plug), благодаря чему можно подсоединять к разъему кабеля новые устройства USB, не отключая напряжение питания. Шина поддерживает до 127 устройств различного типа и быстродействия, которые подключаются к интерфейсу по схеме звезды с использованием концентраторов USB (для таких низкоскоростных периферийных устройств, как джойстик, телефон, модем, клавиатура и мышь). Одно из самых значительных достоинств интерфейса USB состоит в том, что для обслуживания всех устройств требуется только одно-единственное прерывание. Это означает, что можно присоединить 127 устройств и все они будут использовать одно прерывание.

Параллельные порты передают данные побайтно с использованием восьми каналов., это означает, что биты пересылаются и передаются не за один такт, а все 8 бит (или иначе байт) одновременно (параллельно) или, точнее, друг возле друг друга. Благодаря этому параллельный порт обладает скоростью передачи данных в 5-10 раз выше, чем последовательный. Необходимость синхронизации всех битов одного байта в пределах каждого цикла накладывает ограничение на длину кабеля: у параллельного она составляет 1, 8 - 3м, у последовательного – 15м и более.

В отличие от последовательной передачи данных, параллельная передача, как правило, однонаправленная, т.е. данные передаются только в одном направлении. Параллельный интерфейс в приложениях обычно коротко обозначают LPT или PRN.

Существует 5 типов параллельных портов (ПП):

1. односторонний 4-разрядный ПП – SPP (Standard Parallel Port); пропускная способность 40-60 Кбайт/с.

2. двусторонний 8-разрядный ПП; пропускная способность 75-300 Кбайт/с. Все модели линейки PS/2 имели такой порт.

3. усовершенствованный ПП (EPP – Enhanced PP); поддерживает 8-разрядную двустороннюю передачу на тактовой частоте шины ISA с пропускной способностью 1 Мбайт/с (теоретически возможно 2 Мбайт/с). Имеет обратную совместимость с SPP, устанавливалась в 386-х и 486-х системах.

4. порт с расширенными возможностями (ECP – Extended Capabilities Port). Как и EPP поддерживает 8-разрядную двустороннюю передачу на тактовой частоте шины ISA с пропускной способностью 2 Мбайт/с. В отличие от EPP использует DMA (прямой доступ к памяти), имеет буфер 16 байт и аппаратное сжатие данных. Устанавливалась в некоторых системах 486-х, Pentium и выше.

5. параллельные порты IEEE1284 (рисунок 25) – объединяет спецификации портов SPP, EPP и ECP, определяет электрическое и физическое устройство кабелей и разъемов параллельного интерфейса, параметры сигналов и протоколы взаимодействия. Стандартный параллельный кабель подключается к ПК через разъем DB25M (тип А), а к принтеру – через 36- контактную вилку с зажимами (обычно ее называют Centronics C36M – тип В). Стандарт определяет и новый тип разъема – 36-контактный mini-Centronics (тип С). Выпускаемые в настоящее время кабели для принтеров снабжаются всеми типами разъемов во всевозможных комбинациях.