LE PORT SERIE

 

1) Introduction  :

La prise série est généralement utilisée en conjonction avec une souris ou un modem. Ce port a l'avantage d'être compact et de ne posséder que quelques signaux utiles. Plus difficile à mettre en oeuvre que le port parallèle, la prise série se révèle cependant plus puissante et plus universelle.

2) Géométrie :

A l'origine, tous les compatibles PC possèdent 2 ports séries: COM1 et COM2. L'un d'entre-eux se présente sous la forme d'une prise DB9 mâle et le deuxième, sous la forme d'une DB25 mâle. 

DB9 Mâle (vue de devant)

-------------

\ 1 2 3 4 5 / 

 \ 6 7 8 9 / 

  --------- 

 

DB25 Mâle (vue de devant) 

------------------------------  

\ 1  2  3  4  5  7  8 ... 13 /  

 \ 14 15 16 17 18 .......25 / 

  -------------------------- 
Description et attribution des signaux :

 

Broche DB9	Borche DB25	Nom

-----------------------------------

1		8		DCD

2		3		RX

3		2		TX

4		20		DTR

5		7		GND

6		6		DSR

7		4		RTS

8		5		CTS

9		22		RI

  • DCD (Data Carrier Detect): cette ligne est une entrée active haute. Elle signale à l'ordinateur qu'une liaison a été établie avec un correspondant.

  • RX (Receive Data): cette ligne est une entrée. C'est ici que transitent les informations du correspondant vers l'ordinateur.

  • TX (Transmit Data): cette ligne est une sortie. Les données de l'ordinateur vers le correspondant sont vehiculées par son intermédiaire.

  • DTR (Data Terminal Ready): cette ligne est une sortie active haute. Elle permet à l'ordinateur de signaler au correspondant que le port série a été libéré et qu'il peut être utilisé s'il le souhaite.

  • GND (GrouND): c'est la masse.

  • DSR (Data Set Ready). Cette ligne est une entrée active haute. Elle permet au correspondant de signaler qu'une donnée est prête.

  • RTS (Request To Send): cette ligne est une sortie active haute. Elle indique au correspondant que l'ordinateur veut lui transmettre des données.

  • CTS (Clear To Send): cette ligne est une entrée active haute. Elle indique à l'ordinateur que le correspondant est prêt à recevoir des données.

  • RI (Ring Indicator): cette ligne est une entrée active haute. Elle permet à l'ordinateur de savoir qu'un correspondant veut initier une communication avec lui.

D'un point de vue électronique, les signaux TX et RX en sortie des prises répondent aux normes RS232, c'est à dire:1 logique compris entre -3 et -25V0 logique compris entre +3 et +25V

3) Programmation :

La programmation du port série passe par la description de son fonctionnement et par une petite explication des protocoles de transmission. Les PC possèdent en général deux ports série: COM1, généralement réservé à l'indispensable souris, et COM2 utilisé parfois en conjonction avec un modem externe.

4) Le fonctionnement d'une liaison série :

La communication série nécessite trois fils au minimum: une masse pour référencer les signaux, un fil émetteur et un fil récepteur. Notre liaison série est en effet full-duplex, c'est à dire que l'on peut émettre et recevoir en même temps (comme le téléphone par exemple).La différence principale entre le port parallèle et le port série est que les informations ne sont pas transmises simultanément sur des fils séparés (D0 à D7) mais les unes après les autres sur un même fil. Cela amène une économie de câble (un fil au lieu de 8) mais un montage décodeur devient nécessaire pour retransformer les données sérialisées.La figure ci-dessous montre comment l'octet 10110101 est transformé pour être transmis sur un seul fil. Vous voyez qu'en plus de l'information utile (10110101) se greffent d'autres bits comme le bit de start. Ces bits sont utiles pour la synchronisation de l'émetteur et du récepteur.

LSB     1011010 en serie      MSB

           _______________________________

          /                                \

1 _____   _____   _____   _________   _________

      |   |   |   |   |    |   |   |   |   |   |

      |   | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |    |

0     |___|   |___|   |___|   |    |___|   |   |____

      \___/                                \___/

      START                                STOP        

En effet, la liaison série est totalement asynchrone. Aucune horloge n'est transmise. Il faut donc se mettre d'accord sur la vitesse de transfert des bits et rajouter des bits de synchronisation.

Voici un petit résumé des différents paramètres rentrant en jeu lors d'une communication série:

  • longueur de mot: sur le PC, le BIOS ne permet une longueur de mot que de 7 ou 8 bits.

  • Parité: le mot transmis peut être suivi d'un bit de parité qui sert à détecter les erreurs éventuelles de transmission. Il existe deux parités: la parité paire et la parité impaire. Dans le cas de la parité paire, et pour le mot 10110101 contenant 5 états à 1, le bit de parité sera 1 amenant ainsi le nombre total de 1 à un nombre pair (6). Dans le cas de la parité impaire, le bit de parité aurait été 0 car le nombre total de 1 est déjà impair. L'intérêt de ce rajout est le suivant: si jamais lors de la transmission un état 1 est transformé en état 0 (perturbation du canal par des parasites par exemple) le nombre total de 1 change et donc le bit de parité recalculé par le récepteur ne correspond plus à celui reçu. L'erreur est donc détectée. Evidemment, si deux états à 1 passent à 0, l'erreur ne sera pas détectée mais la probabilité pour que cela arrive est très faible.

  • Bit de start: lorsque rien ne circule sur la ligne, celle-ci est à l'état haut. Pour indiquer qu'un mot va être transmis, la ligne passe à bas avant de commencer le transfert. Cette précaution permet de resynchroniser le récepteur.

  • Bits de stop: ces bits signalent la fin de la transmission. Selon le protocole utilisé, il peut y avoir 1, 1.5, ou 2 bits de stop (ces bits sont toujours à 1).

  • Vitesse de transmission: la plupart des cartes série permettent de choisir une vitesse entre 300 et 9600 bauds (par exemple à 300 bauds, un bit est transmis tout les un trois-centième de seconde). Les cartes récentes proposent des vitesses jusqu'à 115200 bauds. Ces vitesses ne vous paraissent peut-être pas énormes mais il faut garder à l'esprit que la liaison série est avant tout pensée pour les liaisons téléphoniques par modems, dont la bande passante est très limitée.

 

5) Les protocoles de transmission :

On ne peut réussir une transmission qu'à partir du moment où l'émetteur et le récepteur se sont entendu sur la vitesse, le nombre de bit de stop, la longueur du mot et la parité. A ce niveau là, savoir à quel voltage correspond un état haut n'a aucune importance. D'une manière générale, la parité est toujours présente car elle permet de détecter la plus grande partie des erreurs de transmission. Exemple de protocole: la figure ci-dessous montre la transmission du caractère " A " (01000001 en binaire) avec un protocole prévoyant 8 bits de données, un bit de stop et un contrôle de parité pair. La logique est supposée positive (à un état haut correspond un voltage positif) et la vitesse à été fixée à 1200 bauds. 

       1/200 s

      <---> 

1     _____                   _____       _____

      |   |                   |   |       |

      |   |                   |   |       | 

0 ____|   |___________________|   |_______|

   |      

   |  |   |   |   |   |   |   |   |   |   |   |

   |  \_______________________________/ |   |

   |             01000001 = 'A'         |   |

   ----> Start                 Parite <--   --> Stop

 

6) Programmation du port série :

L'accès aux registres contrôlant les ports série se fait par l'intermédiaire de l'interruption DOS 14h. A cette IT correspond 4 fonctions permettant de configurer et de contrôler l'interface série, dont voici les descriptions complètes.

Fonction 0x00: Initialisation de l'interface série :

Permet de fixer le protocole de transmission
Entrée: AH = 0x00

DX = Numéro de l'interface série :

0x00 = COM1
0x01 = COM2

AL = Paramètres de configuration :

Bits 0-1: longueur du mot

       10 = 7 bits

       11 = 8 bits

Bit 2: nombre de bits de stop

        0 = 1 bit de stop

        1 = 2 bits de stop

Bit 3-4: contrôle de parité

        00 = aucun

        01 = impair

        11 = pair

Bit 5-7: vitesse de transmission

        000 = 110 bauds

        001 = 150 bauds

        010 = 300 bauds

        011 = 600 bauds

        100 = 1200 bauds

        101 = 2400 bauds

        110 = 4800 bauds

        111 = 9600 bauds

Sortie: AH = Etat de l'interface série

        Bit 0: données prêtes

        Bit 1: données effacées

        Bit 2: erreur de parité

        Bit 3: violation de protocole

        Bit 4: interruption détectée

        Bit 5: transmission Hold Register vide

        Bit 6: transmisison Shift Register vide

        Bit 7: time out (le périphérique ne répond pas)

AL = Etat du modem

        Bit 0: (delta) modem prêt à émettre

        Bit 1: (delta) modem activé

        Bit 2: (delta) sonnerie

        Bit 3: (delta) liaison établie

        Bit 4: modem prêt à émettre

        Bit 5: modem activé

        Bit 6: sonnerie

        Bit 7: liaison établie (les bits delta montrent une modification par rapport au dernier appel de la fonction)

 

Fonction 0x01: Emission de caractères :
Entrée: AH = 0x01
DX = Numéro de l'interface série (voir précedemment) 
AL = Code du caractère à sortir
Sortie: AH = Bit 7: 0 caractère transmis
 1 erreur, d'où:
        Bit 0-6 = Etat de l'interface série
        Bit 0: données prêtes
        Bit 1: données effacées
        Bit 2: erreur de parité
        Bit 3: violation de protocole
        Bit 4: interruption détectée
        Bit 5: transmission Hold Register vide
        Bit 6: transmisison Shift Register vide

 

Fonction 0x02: Réception de caractères :
Entrée: AH = 0x02 
DX = Numéro de l'interface série (voir précedemment)
Sortie: AH = Bit 7: 0 caractère reçu, d'où:
AL = Caractère reçu 
        Bit 7: 1 erreur, d'où: 
        Bit 0-6: Etat de l'interface série 
        Bit 0: données prêtes 
        Bit 1: données effacées
        Bit 2: erreur de parité
        Bit 3: violation de protocole 
        Bit 4: interruption détectée 
        Bit 5: transmission Hold Register vide 
        Bit 6: transmisison Shift Register vide

 

Fonction 0x03: Tester étatEntrée :
AH = 0x03 
DX = Numéro de l'interface série (voir précedemment)
Sortie: AH = Etat de l'interface série
       Bit 0: données prêtes
       Bit 1: données effacées 
       Bit 2: erreur de parité 
       Bit 3: violation de protocole
       Bit 4: interruption détectée 
       Bit 5: transmission Hold Register vide 
       Bit 6: transmisison Shift Register vide 
       Bit 7: time out (le périphérique ne répond pas) 
AL = Etat du modem 
       Bit 0: (delta) modem prêt à émettre 
       Bit 1: (delta) modem activé 
       Bit 2: (delta) sonnerie 
       Bit 3: (delta) liaison établie 
       Bit 4: modem prêt à émettre 
       Bit 5: modem activé 
       Bit 6: sonnerie 
       Bit 7: liaison établie

Remarque: cette fonction doit être appelée avant 0x02 afin dedéterminer si un caractère a été reçu. Dans ce cas le bit 0 du registre AH vaut 1.

 

Auteurs: Eric Larchevêque et Laurent Lellu
extrait du livre Montages Avancés pour PC

 

Copyright (c) 1998 @lterNETive. Tous droits réservés. Reproduction interdite sans autorisation.
  Webmaster d'@lterNETive Electronique