Liaison Serie
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Liaison Série
Liaison Série RS232 - Sommaire Introduction Liaison série asynchrone Constitution d’une liaison Modes d'exploitation Transmission Bauds Parité Norme V24
Contrôle de flux matériel Protocole XON/XOFF
Introduction LIAISON SÉRIE RS232
Liaison Série RS232 - Introduction Une liaison série est une ligne où les bits
d'information arrivent successivement:
soit à intervalles réguliers (transmission synchrone) soit à des intervalles aléatoires, en groupe (transmission asynchrone)
Il faut donc regrouper les bits en « paquet » avant de
les transmettre Cette liaison s’oppose dans le principe à la liaison parallèle
Liaison Série RS232 - Introduction Une liaison parallèle a pour principe d’envoyer tous
les bits en même temps Cela nécessite d’avoir autant de supports de transmission que de bits à transmettre Il y a également un manque de souplesse avec la liaison parallèle:
Elle doit obligatoirement transmettre le même nombre de bits pour chaque information
La liaison série peut n’en transmettre qu’un seul
Liaison Série RS232 - Introduction À fréquence égale, la communication parallèle a un
débit plus élevé La communication série compense en général cette faiblesse par une fréquence plus élevée On trouve comme liaison parallèle par exemple les bus PCI ou IDE (ATA) USB, SATA ou RS232 sont des liaisons série
Liaison série asynchrone LIAISON SÉRIE RS232
Liaison Série RS232 - Liaison série asynchrone Le principe d’une liaison série est d’envoyer les bits
d’un mot les uns derrière les autres Problème: les mots sont en général stockés d’une « manière parallèle » dans la mémoire La solution est simple, on utilise un registre à décalage:
en mode parallèle - série à l’émission en mode série - parallèle à la réception
Ce registre est capable de décaler son information
binaire dans une ou l’autre direction
Liaison Série RS232 - Liaison série asynchrone Registre à décalage Emission de 10111011 (187) Réception Emission
1 0 1 1 1 0 1 1
1 0 1 1 1 0 1 1
Liaison Série RS232 - Liaison série asynchrone Registre à décalage Réception de 01011011 (91) Réception Emission
0 1 0 1 1 0 1 1
1 1 0 1 1 0 1 0
Liaison Série RS232 - Liaison série asynchrone On obtient par ce biais une liaison série dite
synchrone Il est nécessaire de transmettre une horloge, en plus des données, afin que les registres à décalage utilisés de chaque côté de la liaison fonctionnent à la même vitesse Sans cette horloge, il peut y avoir une mauvaise interprétation des données reçues
Liaison Série RS232 - Liaison série asynchrone L'idée de la liaison série asynchrone reste la même
que celle de la liaison série synchrone Comme pour la liaison synchrone, il est nécessaire d’avoir à l'émission et à la réception deux horloges fonctionnant à la même fréquence Par contre, les horloges n'ont pas besoin d'être synchronisées Il suffit de « baliser » les données à transmettre
Constitution d’une liaison LIAISON SÉRIE RS232
Liaison Série RS232 - Constitution d’une liaison Les principaux éléments d’une liaison informatique sont
définis par des normes établies par le CCITT (Comité Consultatif International des Téléphones et Télégraphes) ETTD
ETCD
ETCD
ETTD
ETTD : Equipement Terminal de Traitement de données
(ou DTE : Data Terminal Equipment) ETCD : Equipement de Terminaison de Circuit de Données (ou DCE : Data Communication Equipment)
Liaison Série RS232 - Constitution d’une liaison L'ETTD est un élément qui ne se connecte pas
directement à la ligne de transmission Cela peut désigner un ordinateur, une imprimante, etc.. L'ETCD assure la transmission des données Il a deux fonctions principales :
l'adaptation du signal de l'ETTD à la ligne (codage et modulation en émission, démodulation et décodage en réception) la gestion de la liaison (établissement, maintien et libération de la ligne)
Modes d'exploitation LIAISON SÉRIE RS232
Liaison Série RS232 - Modes d'exploitation Une liaison peut être utilisée selon 3 modes: Simplex Half Duplex Full Duplex
Liaison Série RS232 - Modes d'exploitation Le mode simplex signifie qu’un bout de la liaison est
uniquement émetteur et l’autre uniquement récepteur Emetteur
Exemples de liaisons simplex: Télévision Radio
Récepteur
Liaison Série RS232 - Modes d'exploitation Le mode half duplex permet l’émission et la
réception à chaque bout de la liaison mais pas simultanément
Un exemple de liaison half duplex: Un talkie walkie
Liaison Série RS232 - Modes d'exploitation Le mode full duplex permet l’émission et la réception
à chaque bout de la liaison simultanément
Transmission LIAISON SÉRIE RS232
Liaison Série RS232 - Transmission La liaison série asynchrone repose sur la forme des
signaux envoyés Les signaux permettent une synchronisation du récepteur sur chaque caractère reçu Au repos la ligne de transmission est à l'état logique haut
Liaison Série RS232 - Transmission Le début de la transmission est signalée par un
passage à l’état bas:
C’est le bit de start
Ensuite viennent les 8 bits de données lsb vers msb La fin de transmission est signalée par un ou deux
bits de stop (état haut)
Liaison Série RS232 - Transmission Transmission de l’octet 10111010 Bit(s) de stop
Bit de start
Etat haut pas de transmission
Données transmises
Bauds LIAISON SÉRIE RS232
Liaison Série RS232 - Bauds Les vitesses de transmission des données sur une liaison
série asynchrone se mesurent en bauds Un baud est dans ce cas égal à un bit par seconde ATTENTION:
10 bauds ne valent pas forcément 10 bits/seconde Les bauds correspondent au nombre de modulations par seconde du signal Les bits/sec correspondent au nombre de bits transmis par seconde Il peut y avoir plusieurs bits codés dans une modulation
Il y a plusieurs façon de moduler le signal pour
représenter les 0 et 1
Liaison Série RS232 - Bauds Modulation d'amplitude
O
0110
1
Liaison Série RS232 - Bauds Modulation de fréquence
O
0110
1
Liaison Série RS232 - Bauds Modulation de phase
O
0110
1
Liaison Série RS232 - Bauds Modulation de fréquence quadrivalente:
00
01
01 011011
10
10
11
11
Liaison Série RS232 - Bauds Dans la diapo précédente, nous avons utilisé 4
fréquences différentes pour coder 00, 01, 10 et 11 On dit que la modulation est quadrivalente Dans ce cas, une vitesse de 9600 bauds équivaut à 19200 bits/seconde Cette méthode peut s’appliquer aux modulations d’amplitude et de phase Au début, on avait utilisé seulement 2 fréquences :
c'était une modulation bivalente (baud = bit/s)
Liaison Série RS232 - Bauds Une liaison RS 232 permet d'établir des connexions
fiables sur plusieurs dizaines à quelques centaines de mètres selon la vitesse de transmission utilisée Plus la vitesse est élevée, plus la connexion doit être courte
Liaison Série RS232 - Bauds Ces vitesses sont normalisées
RS232 spécifie des débits inférieurs à 20000 bits/s Pour rappel, ici les bauds sont équivalents des bits/s Débits (en bauds)
Longueur de câble (mètre)
19200
15,237
9600
152,37
4800
304,75
2400
914,27
Parité LIAISON SÉRIE RS232
Liaison Série RS232 - Parité Un moyen simple de contrôle de l'exactitude de la
transmission se fait par l'envoi d'un bit supplémentaire réservé à cet effet Le principe de ce bit de parité est le suivant :
on compte les bits utiles du caractère transmis sans le start et le ou les stop(s) selon que leur nombre est pair ou impair, on met à 1 ou à 0 le bit de parité Ce travail est fait à l'émission et le bit de parité est donc émis comme faisant partie du caractère transmis ainsi que le montre la figure A la réception, on refait le même compte et on compare la parité ainsi obtenue avec celle reçue
Liaison Série RS232 - Parité Si les parités sont différentes, il y a eu erreur dans la
transmission S'il y a identité, cela ne veut pas dire que la liaison s'est bien passée à 100 %:
deux bits peuvent avoir changé d'état en sens contraire simultanément
Liaison Série RS232 - Parité Cette parité peut être paire ou impaire
En parité paire, le bit de parité est positionné pour
que le nombre total de bits à 1 (y compris celui de parité) soit pair En parité impaire, le bit de parité est positionné pour que le nombre total de bits à 1 (y compris celui de parité) soit impair
Liaison Série RS232 - Parité Transmission de l’octet 10111010 Bit(s) de stop
Bit de start
Etat haut pas de transmission
Données transmises
Bit parité paire
Liaison Série RS232 - Parité Transmission de l’octet 10111010 Bit(s) de stop
Bit de start
Etat haut pas de transmission
Données transmises
Bit parité impaire
Norme V24 LIAISON SÉRIE RS232
Liaison Série RS232 - Norme V24 La norme V24 (CCITT V24) connue surtout sous le
nom RS232 définit deux choses:
les niveaux électriques des signaux utilisés pour la transmission un certain nombre de lignes, autres que les lignes d'émission et de réception de données, ayant des fonctions de contrôle
Liaison Série RS232 - Norme V24 Le niveau de tension est établie de manière simple: +3 = -25 volts A et B sont quelconques et peuvent être 0 ou 1 selon
que l'on travaille en logique positive ou négative En général, on travaille en logique positive
Liaison Série RS232 - Norme V24 Cette norme définit aussi un certain nombre de
lignes de contrôle La prise DB25 à 25 broches est imposée par la norme pour connecter ces lignes Les PC utilisent un brochage différent, le DB9
Liaison Série RS232 - Norme V24 DB25
Connecteur mâle
Connecteur femelle
Liaison Série RS232 - Norme V24 DB9
Connecteur mâle
Connecteur femelle
Liaison Série RS232 - Norme V24 Broche DB25
Nom
Désignation
Broche DB9
Broche DB25
Nom
Désignation
Broche DB9
1
FG
Masse châssis
-
14
STD
TD secondaire
-
2
TD
Transmission des données
3
15
TC
Horloge d’émission
-
3
RD
Réception des données
2
16
SRD
RD secondaire
-
4
RTS
Demande de transmission
7
17
RC
Horloge de réception
-
5
CTS
Prêt à émettre
8
18
6
DSR
Poste de données prêt
6
19
SRTS
RTS secondaire
-
7
SG
Masse électrique
5
20
DTR
Terminal de données prêt
4
8
DCD
Détection de porteuse
1
21
SQ
Qualité du signal
-
9
-
22
RI
Indicateur de sonnerie
9
10
-
23
11
-
24
12
SDCD
DCD secondaire
-
13
SCTS
CTS secondaire
-
25
-
ETC
Horloge d’émission externe
-
Liaison Série RS232 - Norme V24 Noms et fonctions des signaux principaux :
FG est la liaison de masse mécanique entre les châssis des deux appareils
C'est aussi la masse électrique lorsque celle-ci est confondue avec la masse mécanique
SG est la liaison de masse électrique TD est la ligne d'émission de données RD est la ligne de réception de données
La ligne TD d'un équipement qui envoie des données
correspond forcément à la ligne RD d'un équipement qui reçoit ces mêmes données et vice versa
Liaison Série RS232 - Norme V24 Les autres signaux ont été ajoutés afin de permettre
un contrôle du déroulement de la liaison par l'un ou l'autre des équipements Le but est d’éviter, par exemple, qu'un équipement envoie des informations à un autre qui n'est pas prêt à les recevoir parce qu'il n'est pas connecté ou pas sous tension
Liaison Série RS232 - Norme V24 Noms et fonctions des signaux de contrôle :
RTS est une ligne de demande d'émission
CTS est une ligne d'invitation à émettre
elle passe au niveau haut lorsque l'ordinateur attend des données du terminal.
DSR indique, lorsqu'elle est au niveau haut, que l'ordinateur est prêt DTR indique, lorsqu'elle est au niveau haut, que le terminal est prêt DCD est la ligne de détection de porteuse qui passe au niveau haut en présence de cette dernière (seulement sur les modems) TC et RC sont des lignes d'horloges, respectivement d'émission et de réception, pour piloter un équipement par l'horloge de l'autre
elle passe au niveau haut lorsque le terminal veut envoyer des données
Leur utilisation avec des liaisons séries asynchrones est exceptionnelle
RI est l'indication de sonnerie (modem seulement)
Contrôle de flux matériel LIAISON SÉRIE RS232
Liaison Série RS232 - Contrôle de flux matériel Le contrôle de flux sert à réguler le flux des données
Il en existe de deux sortes: Le contrôle matériel Le contrôle logiciel
Liaison Série RS232 - Contrôle de flux matériel Le contrôle matériel est géré, nous l’avons vu, par les
signaux RTS (Request To Send)/CTS (Clear To Send) et DTR (Data Terminal Ready)/DSR (Data Set Ready) DTR/DSR sert surtout dans les communications avec modems
Liaison Série RS232 - Contrôle de flux matériel La liaison série peut se résumer à ceci:
Equipement 1
Equipement 2
RTS
RTS
CTS
CTS
TD
TD
RD
RD GD
Liaison Série RS232 - Contrôle de flux matériel Protocole RTS/CTS
RTS
CTS
TD
RTS à 0, l’émetteur demande à émettre
Liaison Série RS232 - Contrôle de flux matériel Protocole RTS/CTS
RTS
CTS
TD
CTS à 0, le récepteur est prêt à recevoir
Liaison Série RS232 - Contrôle de flux matériel Protocole RTS/CTS
RTS
CTS
TD
Emission des données
Liaison Série RS232 - Contrôle de flux matériel Protocole RTS/CTS
RTS
CTS
TD
L'émetteur signale la fin d'émission
Liaison Série RS232 - Contrôle de flux matériel Protocole RTS/CTS
RTS
CTS
TD
Le récepteur acquiesce, en repassant CTS1 à l‘état 1, une autorisation sera possible + tard
Liaison Série RS232 - Contrôle de flux matériel Protocole RTS/CTS
RTS
CTS
TD
L'émetteur fait une nouvelle requête d'émission. Elle n'est pas prise en compte tout de suite car le récepteur est occupé
Liaison Série RS232 - Contrôle de flux matériel Protocole RTS/CTS
RTS
CTS
TD
Le récepteur est de nouveau prêt et acquiesce
Liaison Série RS232 - Contrôle de flux matériel Protocole RTS/CTS
RTS
CTS
TD
La transmission s’effectue et poursuit la même procédure
Protocole XON/XOFF LIAISON SÉRIE RS232
Liaison Série RS232 - Protocole XON/XOFF Le contrôle de flux n’est pas forcément que matériel
Les contraintes budgétaires liées à l’emploi de
liaisons de contrôle ont amené à réfléchir à d’autres moyens de contrôle La solution est simple:
Faire le contrôle de flux via des messages transmis par les lignes TD/RD On économise ainsi 2 fils par liaison série
Liaison Série RS232 - Protocole XON/XOFF Le principe est simple: XON et XOFF sont 2 caractères (code ASCII respectif 17 et 19) Lorsqu’un équipement envoie XON à un émetteur, il lui indique qu’il est prêt à recevoir des données Lorsqu’un équipement reçoit XOFF, il cesse d’émettre des données Ce protocole fonctionne très bien dès lors que les
données transmises sont des caractères
Liaison Série RS232 - Protocole XON/XOFF Ce protocole pose cependant plusieurs problèmes: une diminution de la performance en transmission (on ajoute des messages) une plus grande lenteur de réaction une perte de fiabilité si la transmission du caractère XOFF est défectueuse, il peut y avoir perte de données avant transmission d’un second XOFF
Liaison Série RS232 - Protocole XON/XOFF Ce protocole s’avère peu adapté pour l’envoi de
données autre que du texte Si on transmet des valeurs binaires, on peut vouloir transférer les valeurs 17 ou 19 Elles peuvent des lors être mal interprétées par le récepteur Une technique consiste à « échapper » les caractères XON et XOFF On envoie le caractère DLE (Data Link Escape: 16) en premier suivi du XON ou du XOFF
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