In der Computerwissenschaft ist ein Serienhafen eine Serienkommunikation physische Schnittstelle, durch die Information in oder ein Bit auf einmal (im Gegensatz zu einem parallelen Hafen) überwechselt. Überall im grössten Teil der Geschichte von Personalcomputern hat die Datenübertragung durch Serienhäfen den Computer mit Geräten wie Terminals und verschiedene Peripherie verbunden.

Während solche Schnittstellen wie Ethernet, FireWire und USB, den alle Daten als ein Serienstrom, der Begriff "Serienhafen" gewöhnlich senden, Hardware identifizieren, die zum RS-232 Standard mehr oder weniger entgegenkommend ist, beabsichtigt, um mit einem Modem oder mit einer ähnlichen Kommunikationseinrichtung zu verbinden.

Moderne Computer ohne Serienhäfen können verlangen, dass zu USB Reihe Konverter Vereinbarkeit mit RS 232 Seriengeräte erlauben. Serienhäfen werden noch in Anwendungen wie Industrieautomationssysteme, wissenschaftliche Instrumente, Geschäft bis zu Systemen und einem Industriellen und Verbrauchsgütern verwendet. Server-Computer können einen Serienhafen als eine Kontrollkonsole für die Diagnostik verwenden. Netzausrüstung (wie Router und Schalter) verwendet häufig Serienkonsole für die Konfiguration. Serienhäfen werden noch in diesen Gebieten verwendet, weil sie einfach, preiswert sind und ihre Konsole-Funktionen hoch standardisiert und weit verbreitet werden. Ein Serienhafen verlangt sehr wenig Unterstützen-Software vom Gastgeber-System.

Hardware

Einige Computer, wie IBM PC, haben einen einheitlichen Stromkreis genannt einen UART verwendet, der Charaktere zu (und von) asynchrone Serienform umgewandelt hat, und sich automatisch um das Timing und Gestalten von Daten gekümmert hat. Sehr preisgünstige Systeme, wie einige frühe Hauscomputer, würden stattdessen die Zentraleinheit verwenden, um die Daten durch eine Produktionsnadel mit der so genannten Bit dröhnend schlagenden Technik zu senden. Vor der groß angelegten Integration (LSI) waren integrierte Stromkreise von UART üblich, ein Minicomputer oder Mikrocomputer würden einen Serienhafen vielfacher kleiner einheitlicher Stromkreise machen lassen, um Verschiebungsregister, Logiktore, Schalter und alle anderen Logik für einen Serienhafen durchzuführen.

Früh hatten Hauscomputer häufig Eigentumsserienhäfen mit pinouts und mit RS-232 unvereinbaren Spannungspegeln. Die Zwischenoperation mit RS-232 Geräten kann unmöglich sein, weil der Serienhafen den Spannungspegeln erzeugt nicht widerstehen kann und andere Unterschiede haben kann, die sich "" im Benutzer zu Produkten eines besonderen Herstellers schließen lassen.

Preisgünstige Verarbeiter erlauben jetzt komplizierteren, aber Hoch-Gang-, Seriennachrichtenstandards wie USB und FireWire, RS-232 zu ersetzen. Diese machen es möglich, Geräte zu verbinden, die durchführbar über langsamere Serienverbindungen, wie Massenlagerung, Ton und Videogeräte nicht funktioniert hätten.

Viele Personalcomputerhauptplatinen haben noch mindestens einen Serienhafen, selbst wenn zugänglich nur durch einen Nadel-Kopfball. Systeme des kleinen Form-Faktors und Laptops können RS-232 Stecker-Häfen weglassen, um Raum zu erhalten, aber die Elektronik ist noch dort. RS-232 ist für so lange normal gewesen, dass die Stromkreise einen Serienhafen kontrollieren mussten, ist sehr preiswert geworden, und bestehen Sie häufig auf einem einzelnen Span manchmal auch mit dem Schaltsystem für einen parallelen Hafen.

Stecker

Während der RS-232 Standard ursprünglich einen 25-Nadeln-D-Typ-Stecker angegeben hat, haben viele Entwerfer von Personalcomputern beschlossen, nur eine Teilmenge des vollen Standards durchzuführen: Sie haben von der Vereinbarkeit mit dem Standard gegen den Gebrauch von weniger kostspieligen und kompakteren Steckern (insbesondere die DE-9 Version gehandelt, die von ursprünglichem IBM PC - AN verwendet ist). Der Wunsch, Serienschnittstelle-Karten mit zwei Häfen zu liefern, hat verlangt, dass IBM die Größe des Steckers reduziert, um auf eine einzelne Kartenrückseite-Tafel zu passen. Ein DE-9 Stecker passt auch auf eine Karte mit einem zweiten DB 25 Stecker, der vom ursprünglichen Centronics-artigen Stecker ähnlich geändert wurde. Als man um die Zeit der Einführung von IBM PC - DARAN angefangen hat, wurden Serienhäfen mit einem 9-Nadeln-Stecker allgemein gebaut, um Kosten und Raum zu sparen. Jedoch ist die Anwesenheit eines 9-Nadeln-D-Subminiatursteckers weder notwendig noch genügend, um Gebrauch eines Serienhafens anzuzeigen, seitdem dieser Stecker auch für das Video, die Steuerknüppel und die anderen Zwecke verwendet wurde.

Etwas miniaturisierte Elektronik, besonders Rechenmaschinen und tragbare Amateur- und Zweiwegeradioausrüstung grafisch darstellend, hat Serienhäfen mit einem Wagenheber-Stecker-Stecker, gewöhnlich die kleineren 2.5 oder 3.5 Mm-Stecker und verwendet die grundlegendste 3-Leitungen-Schnittstelle.

Viele Modelle des Macintoshes haben den zusammenhängenden RS-422 Standard größtenteils mit deutschen Minilärm-Steckern bevorzugt, außer in den frühsten Modellen. Der Macintosh hat einen Standardsatz von zwei Häfen für die Verbindung zu einem Drucker und einem Modem eingeschlossen, aber einige Laptops von PowerBook hatten nur einen vereinigten Hafen, um Raum zu sparen.

Der Standard gibt 20 verschiedene Signalverbindungen an. Da die meisten Geräte nur einige Signale verwenden, können kleinere Stecker häufig verwendet werden. Zum Beispiel die 9 Nadel wurde DE-9 Stecker durch die meisten IBM-kompatiblen PCs verwendet, seitdem IBM PC AT, und als TIA-574 standardisiert worden ist. Mehr kürzlich sind Modulstecker verwendet worden. Am üblichsten sind 8P8C Stecker. Normaler EIA/TIA 561 gibt eine Anschlusszuordnung, aber den "Yost Seriengerät-Verdrahtungsstandard" an

erfunden von Dave Yost (und verbreitet durch das Unix Systemverwaltungshandbuch) ist auf Computern von Unix und neueren Geräten von Cisco Systemen üblich. Viele Geräte verwenden keinen dieser Standards. 10P10C können Stecker auf einigen Geräten ebenso gefunden werden. Digital Equipment Corporation hat ihr eigenes DECconnect Verbindungssystem definiert, das auf dem Stecker von Modified Modular Jack (MMJ) basiert hat. Das ist eine 6 Nadel-Modulanschlussdose, wo der Schlüssel von der Zentrum-Position ausgeglichen wird. Als mit dem Standard von Yost verwendet DECconnect ein symmetrisches Nadel-Lay-Out, das den Direktanschluss zwischen zwei DTEs ermöglicht. Ein anderer allgemeiner Stecker ist der DH10 Kopfball-Stecker, der auf Hauptplatinen und Zusatzfunktionskarten üblich ist, der gewöhnlich über ein Kabel zur mehr normalen 9 Nadel DE-9 Stecker umgewandelt (und oft auf einem freien Ablagefach-Teller oder anderem Teil der Unterkunft bestiegen wird).

Pinouts

Der folgende Tisch verzeichnet allgemein verwendete RS-232-Signale und Anschlusszuordnungen.

Die Signale werden von der Einstellung des DTE, zum Beispiel, einen PC IBM vereinbaren Serienhafen genannt. Das Boden-Signal ist eine allgemeine Rückkehr für die anderen Verbindungen; es erscheint auf zwei Nadeln im Standard von Yost, aber ist dasselbe Signal. Das DB 25 Stecker schließt einen zweiten "Schutzboden" auf der Nadel 1 ein. Das Anschließen davon, um 7 (Signalbezugsboden) zu befestigen, ist eine übliche Praxis, aber nicht notwendig.

Bemerken Sie, dass EIA/TIA 561 Vereinigungen DSR und RI und der Standard von Yost DSR und DCD verbindet.

Hardware-Abstraktion

Betriebssysteme verwenden gewöhnlich einen symbolischen Namen, um sich auf die Serienhäfen eines Computers zu beziehen.

Unix ähnliche Betriebssysteme etikettieren gewöhnlich die Serienhafen-Geräte (TTY ist eine allgemeine Abkürzung ohne Handelsmarken für den Fernschreiber), wo eine Schnur vertritt, die das Endgerät identifiziert; die Syntax dieser Schnur hängt vom Betriebssystem und dem Gerät ab. Auf Linux 8250/16550 UART Hardware werden Serienhäfen genannt, USB-Adapter erscheinen als, und verschiedene Typen von virtuellen Serienhäfen haben Namen nicht notwendigerweise, die damit anfangen.

Der Microsoft MS-DOS und die Windows-Umgebungen beziehen sich auf Serienhäfen als COM Häfen: COM1, COM2.. usw.

Allgemeine Anwendungen für Serienhäfen

Der RS-232 Standard wird durch viele spezialisierte und einzeln angefertigte Geräte verwendet. Diese Liste schließt einige der allgemeineren Geräte ein, die mit dem Serienhafen auf einem PC verbunden werden. Einige von diesen wie Modems und Serienmäuse fallen in den Nichtgebrauch, während andere sogleich verfügbar sind.

Serienhäfen sind auf den meisten Typen des Mikrokontrolleurs sehr üblich, wo sie verwendet werden können, um mit einem PC oder anderen Seriengeräten zu kommunizieren.

• Verbindungsaufbau-Modems
• GPS Empfänger (normalerweise NMEA 0183 an)
• Strichcode-Scanner und anderer Punkt von Verkaufsgeräten
• GEFÜHRT und FLÜSSIGKRISTALLANZEIGE-Text zeigt
• Satellitentelefone, Satellitenmodems der niedrigen Geschwindigkeit und anderer Satellit haben Sender-Empfänger-Geräte gestützt
• Flacher Schirm (FLÜSSIGKRISTALLANZEIGE und Plasma) kontrolliert, um Schirm-Funktionen durch den Außencomputer, die anderen AV Bestandteile oder die Wiederstäubchen zu kontrollieren
• Prüfen Sie und Messausrüstung wie Digitalvielfachmessgeräte und wiegende Systeme
• Das Aktualisieren von Firmware auf verschiedenen Verbrauchergeräten.
• Einige CNC Kontrolleure
• Unterbrechungsfreie Stromversorgung
• Stenography oder Maschinen von Stenotype.
• Softwaretesthilfeprogramme, die auf einem 2. Computer laufen.
• Industriefeldbusse

Historischer Gebrauch

• Drucker
• Computerterminal, Fernschreiber
• Ältere Digitalkameras
• Der Netzwerkanschluss (Macintosh AppleTalk mit RS-422 an)
• Serienmaus
• Ältere GSM Mobiltelefone

Da die Kontrollsignale für einen Serienhafen leicht angemacht werden können und von durch einen Schalter, haben einige Anwendungen die Kontrolllinien eines Serienhafens verwendet, um Außengeräte zu kontrollieren, ohne Seriendaten auszutauschen. Eine allgemeine kommerzielle Anwendung dieses Grundsatzes war für einige Modelle der unterbrechungsfreien Stromversorgung, die die Kontrolllinien verwendet hat, um "Verlust der Macht Zeichen zu geben" "alarmiert Batterie niedrig" und andere Zustandsinformation. Lehrsoftware des Codes der mindestens einiger Morsezeichen hat einen mit dem Serienhafen verbundenen Codeschlüssel verwendet, um wirklichen Codegebrauch vorzutäuschen. Die Status-Bit des Serienhafens konnten sehr schnell und in voraussagbaren Zeiten probiert werden, es möglich für die Software machend, Morsezeichen-Code zu entziffern.

Einstellungen

Viele Einstellungen sind für für die asynchrone Start-Stopkommunikation verwendete Serienverbindungen erforderlich, Geschwindigkeit, Zahl von Datenbit pro Charakter, Gleichheit und Zahl von Halt-Bit pro Charakter auszuwählen. In modernen Serienhäfen mit einem UART hat Stromkreis integriert, alle Einstellungen werden gewöhnlich softwarekontrolliert; die Hardware von den 1980er Jahren und kann früher untergehende Schalter oder Springer auf einer Leiterplatte verlangen. Eine der Vereinfachungen, die in solchen Serienbusstandards als FireWire und USB gemacht sind, ist, dass viele jener Rahmen Werte befestigt haben, so dass Benutzer nicht können und die Konfiguration nicht zu ändern brauchen; die Geschwindigkeit wird entweder befestigt oder automatisch verhandelt. Häufig, wenn in die Einstellungen falsch eingegangen wird, wird die Verbindung nicht fallen gelassen sein; jedoch werden irgendwelche gesandten Daten auf dem anderen Ende als Quatsch erhalten.

Geschwindigkeit

Serienhäfen verwenden (binäre) Zwei-Niveaus-Nachrichtenübermittlung, so ist die Datenrate in Bit pro Sekunde der Symbol-Rate in bauds gleich. Eine Standardreihe von Raten basiert auf Vielfachen der Quoten für elektromechanische Fernschreiber; einige Serienhäfen erlauben vielen willkürlichen Raten, ausgewählt zu werden. Die Hafen-Geschwindigkeit und Gerät-Geschwindigkeit müssen zusammenpassen. Die Fähigkeit, wenig Rate zu setzen, deutet nicht an, dass eine Arbeitsverbindung resultieren wird. Nicht alle Bit-Raten sind mit allen Serienhäfen möglich. Einige Protokolle des speziellen Zwecks wie MIDI für die Musikinstrument-Kontrolle, verwenden Sie Seriendatenraten außer der Fernschreiber-Reihe. Einige Serienhafen-Systeme können die Bit-Rate automatisch entdecken.

Die Geschwindigkeit schließt Bit ein, um sich zu entwickeln (hören Sie Bit, Gleichheit, usw. auf), und so die wirksame Datenrate niedriger ist als die Bit-Übertragungsgeschwindigkeit. Zum Beispiel mit dem 8-N-1 Charakter, der nur 80 % der Bit einrahmt, sind für Daten verfügbar (für alle acht Bit von Daten, noch zwei sich entwickelnde Bit werden gesandt).

Allgemeine Bit-Raten schließen 1200, 2400, 4800, 9600, 14400, 19200, 38400, 57600 und 115200 bit/s ein.

Datenbit

Die Zahl von Datenbit in jedem Charakter kann 5 (für den Code von Baudot), 6 (selten verwendet), 7 (für wahren ASCII), 8 sein (für jede Art von Daten, weil das die Größe eines Bytes vergleicht), oder 9 (selten verwendet). 8 Datenbit werden fast in neueren Anwendungen allgemein verwendet. 5 oder 7 Bit haben allgemein nur Sinn mit der älteren Ausrüstung wie Fernschreiber.

Die meisten Serienkommunikationsdesigns senden die Datenbit innerhalb jedes Bytes LSB (Am wenigsten bedeutendes Bit) zuerst. Dieser Standard wird auch "wenig endian" genannt. Auch möglich, aber selten verwendet, ist "großer endian" oder MSB (Bedeutendstes Bit) zuerst Serienkommunikationen. (Sieh Endianness für mehr über die Bit-Einrichtung.) Ist die Ordnung von Bit nicht gewöhnlich konfigurierbar, aber Daten können nur vor dem Senden Byte-getauscht werden.

Gleichheit

Gleichheit ist eine Methode, Fehler in der Übertragung zu entdecken. Wenn Gleichheit mit einem Serienhafen, verwendet wird, haben Extradaten gebissen, wird mit jedem Datencharakter, eingeordnet gesandt, so dass die Zahl von 1 Bit in jedem Charakter, einschließlich des Paritätsbit, immer seltsam oder immer gleich ist. Wenn ein Byte mit der falschen Zahl 1s erhalten wird, dann muss es verdorben worden sein. Jedoch kann eine gerade Zahl von Fehlern die Paritätskontrolle passieren.

Elektromechanische Fernschreiber wurden eingeordnet, um einen speziellen Charakter zu drucken, als erhaltene Daten einen Paritätsfehler enthalten haben, um Entdeckung von durch das Liniengeräusch beschädigten Nachrichten zu erlauben. Ein einzelnes Paritätsbit erlaubt Durchführung der Fehlerkorrektur auf jedem Charakter nicht, und Nachrichtenprotokolle, die über Seriendatenverbindungen arbeiten, werden Mechanismen des höheren Niveaus haben, Datengültigkeit und Bitte-Weitermeldung von Daten zu sichern, die falsch erhalten worden ist.

Das Paritätsbit in jedem Charakter kann auf niemanden (N), seltsam (O), sogar (E), Zeichen (M), oder Raum (S) gesetzt werden. Niemand bedeutet, dass kein Paritätsbit überhaupt gesandt wird. Kennzeichnen Sie Paritätsmittel, dass das Paritätsbit immer auf die Zeichen-Signalbedingung gesetzt wird (logischer 1) und ebenfalls Raumgleichheit immer das Paritätsbit in der Raumsignalbedingung sendet. Beiseite von ungewöhnlichen Anwendungen, die das 9. (paritäts)-Bit für eine Form von Wenden oder spezieller Nachrichtenübermittlung, Zeichen oder Raumgleichheit verwenden, ist ungewöhnlich, weil es keine Fehlerentdeckungsinformation hinzufügt. Sonderbare Gleichheit ist üblicher als sogar, da sie sicherstellt, dass mindestens ein Zustandübergang in jedem Charakter vorkommt, der sie zuverlässiger macht. Die allgemeinste Paritätseinstellung ist jedoch "niemand" mit der durch ein Nachrichtenprotokoll behandelten Fehlerentdeckung.

Hören Sie Bit auf

Halten Sie an am Ende jedes Charakters gesandte Bit erlauben der Empfang-Signalhardware, das Ende eines Charakters zu entdecken und mit dem Charakter-Strom gleichzeitig wiederzusein. Elektronische Geräte verwenden gewöhnlich ein Halt-Bit. Wenn langsame elektromechanische Fernschreiber verwendet werden, sind eine-und-eine Hälften oder zwei Halt-Bit erforderlich.

Herkömmliche Notation

Der D/P/S (Daten/Gleichheit/Halt) herkömmliche Notation gibt das Gestalten einer Serienverbindung an. Der allgemeinste Gebrauch auf Mikrocomputern ist 8/N/1 (8N1). Das gibt 8 Datenbit, keine Gleichheit an, 1 Halt hat gebissen. In dieser Notation wird das Paritätsbit in die Datenbit nicht eingeschlossen. 7/E/1 (7E1) bedeutet, dass eine gerade Bitzahl gebissen hat, wird zu den sieben Datenbit für insgesamt acht Bit zwischen dem Anfang und Halt-Bit hinzugefügt. Wenn ein Empfänger eines 7/E/1 Stroms einen 8/N/1 Strom erwartet, wird Hälfte der möglichen Bytes interpretiert als, den hohen Bohrersatz zu haben.

Fluss-Kontrolle

Ein Serienhafen kann Signale in der Schnittstelle verwenden, um Pause zu machen und die Übertragung von Daten fortzusetzen. Zum Beispiel müsste ein langsamer Drucker eventuell zum Händedruck mit dem Serienhafen anzeigen, dass Daten Pause gemacht werden sollten, während der Mechanismus eine Linie vorbringt.

Allgemeine Hardware-Händedruck-Signale (Hardware-Fluss-Kontrolle) verwenden den RS-232 RTS/CTS oder die DTR/DSR-Signalstromkreise. Allgemein werden der RTS und CTS abgedreht und auf von abwechselnden Enden, um Datenfluss zum Beispiel zu kontrollieren, wenn ein Puffer fast voll ist. DTR und DSR sind gewöhnlich auf die ganze Zeit und, pro RS-232 Standard und seine Nachfolger, werden verwendet, um von jedem Ende Zeichen zu geben, dass die andere Ausrüstung wirklich und angetrieben da ist. Jedoch haben Hersteller im Laufe der Jahre viele Geräte gebaut, die Sonderschwankungen auf dem Standard, zum Beispiel, Drucker durchgeführt haben, die DTR als Fluss-Kontrolle verwenden.

Eine andere Methode der Fluss-Kontrolle (Softwarefluss-Kontrolle) verwendet spezielle Charaktere wie XON/XOFF, um den Datenfluss zu kontrollieren. Die Charaktere von XON/XOFF werden durch den Empfänger dem Absender gesandt, um zu kontrollieren, wenn der Absender Daten senden wird, d. h. gehen diese Charaktere in die entgegengesetzte Richtung zu den Daten hinein, die senden werden. Der Stromkreis fängt im "Senden erlaubt" Staat an. Wenn sich die Puffer des Empfängers Kapazität nähern, sendet der Empfänger den XOFF Charakter, um dem Absender zu sagen, aufzuhören, Daten zu senden. Später, nachdem der Empfänger seine Puffer entleert hat, sendet er einen XON Charakter, um dem Absender zu sagen, Übertragung fortzusetzen. Diese sind nicht bedruckbare Charaktere und werden als Händedruck-Signale von Druckern, Terminals und Computersystemen interpretiert.

Fluss-Kontrolle von XON/XOFF ist ein Beispiel der Inband-Nachrichtenübermittlung, in der Steuerinformation über denselben für die Daten verwendeten Kanal gesandt wird. Wenn der XON und die XOFF Charaktere in den Daten erscheinen könnten, die senden werden, präsentiert XON/XOFF handshaking Schwierigkeiten, weil Empfänger sie als Fluss-Kontrolle interpretieren können. Solche als ein Teil des Datenstroms gesandten Charaktere müssen in einer Flucht-Folge verschlüsselt werden, um das zu verhindern, und der Empfang und das Senden der Software müssen erzeugen und diese Flucht-Folgen interpretieren. Andererseits, da keine Extrasignalstromkreise erforderlich sind, kann Fluss-Kontrolle von XON/XOFF auf einer 3 Leitungsschnittstelle getan werden.

"Virtuelle" Serienhäfen

Ein virtueller Serienhafen ist ein Wetteifer des Standardserienhafens. Dieser Hafen wird durch die Software geschaffen, die Extraserienhäfen in einem Betriebssystem ohne zusätzliche Hardware-Installation (wie Vergrößerungskarten, usw.) ermöglichen. Es ist möglich, eine Vielzahl von virtuellen Serienhäfen in einem PC zu schaffen. Die einzige Beschränkung ist der Betrag von Mitteln, wie Betriebsgedächtnis und Rechenmacht, musste mit vielen Serienhäfen zur gleichen Zeit wetteifern.

Virtuelle Serienhäfen eifern mit der ganzen Hardware Serienhafen-Funktionalität, einschließlich Baudrate, Datenbit, Paritätsbit, Halt-Bit usw. wett. Zusätzlich erlauben sie, den Datenfluss zu kontrollieren, mit allen Signallinien (DTR/DSR/CTS/RTS/DCD/RI) wetteifernd und pinout kundengerecht anfertigend. Virtuelle Serienhäfen sind mit Bluetooth üblich und sind die Standardweise, Daten von Bluetooth-ausgestatteten GPS Modulen zu erhalten.

Virtueller Serienhafen-Wetteifer kann nützlich sein, im Falle dass es einen Mangel an verfügbaren physischen Serienhäfen gibt oder sie den aktuellen Anforderungen nicht entsprechen. Zum Beispiel können virtuelle Serienhäfen Daten zwischen mehreren Anwendungen von einem GPS mit einem Serienhafen verbundenem Gerät teilen. Eine andere Auswahl ist, mit irgendwelchen anderen Seriengeräten über das Internet oder LAN zu kommunizieren, als ob sie mit dem Computer (Serial-over-Ethernet Technologie) lokal verbunden werden. Zwei Computer oder Anwendungen können durch eine wettgeeiferte Serienhafen-Verbindung kommunizieren. Virtuelle Serienhafen-Emulatoren sind für Windows von Microsoft und einige von ihnen geführt unter dem Windows CE, Windows Beweglicher und Taschen-PC verfügbar.

Siehe auch

• RS-232
• Fernschreiber