Что такое COM-порт? Устройство, управление COM-портом

COM-порт или последовательный порт — это двунаправленный последовательный интерфейс, который обменивается данными в байтах. Изначально этот порт использовался для подключения терминала, затем для модема и мыши. Теперь его принято использовать для подключения ИБП, а также для связи с вычислительным оборудованием встроенных компьютерных систем.

Использование

Итак, прежде чем мы поговорим более подробно о том, что такое COM-порт, необходимо оглянуться назад, чтобы понять его значение. Буквально 15 лет назад был использован способ подключения устройств к компьютеру через специальный стандартный разъем, расположенный на задней панели системного блока, с помощью специального последовательного кабеля RS-232. У этого метода много недостатков. Такой кабель по современным меркам обеспечивает крайне низкую скорость передачи данных — около ста килобит в секунду. Кроме того, когда производилось физическое соединение разъемов, необходимо было отключить оборудование, а сами они были скреплены между собой саморезами, обеспечивающими надежность, при этом размеры их были немаловажными.

COM порт

Немного истории

COM-порт на компьютерах того времени традиционно был пронумерован 1 или 2, обычно их было не больше двух. При необходимости можно установить дополнительные двери. Когда пользователь настраивал ПО, нужно было не путать и правильно установить именно то, к чему было подключено необходимое оборудование. Для каждого COM-порта требовалась правильная установка скорости передачи данных, а также ряд других загадочных параметров, известных лишь узкому кругу специалистов. Чтобы оборудование было подключено правильно, все необходимые параметры нужно было где-то узнать или подобрать экспериментально, так как в этом случае не было автоматической настройки. Кроме того, подключение через COM-порт позволяло подключать любое программное обеспечение к произвольному, даже полностью несовместимому внешнему оборудованию, из-за чего в процессе установки возникало огромное количество ошибок.

Современность

Теперь подключение через COM-порт полностью заменено более современным способом, не требующим специальных знаний для реализации, то есть через USB-порт. Этот метод лишен всех упомянутых выше недостатков. Однако современные стандарты совместимости для подключения всех видов очень разнородного GPS-оборудования и программного обеспечения были сформированы давно вокруг концепции COM-портов, которая сейчас стала архаичной.

Работа COM-порта

Это связано с тем, что изначально почти все оборудование, включая GPS, было внешним, и его подключение к компьютеру производилось через последовательный кабель, подключенный к одному из аппаратных портов. В процессе настройки пользователю было предложено выбрать правильный номер порта и скорость передачи данных на нем. В то время возник основной стандарт передачи данных с GPS-приемника в программу, который теперь называется NMEA-0183. Фактически, этот стандарт требует, чтобы все разработчики даже самого современного оборудования и программного обеспечения обменивались данными через COM-порты. И все это при условии, что на современных компьютерах, как и на КПК, стандарт USB давно уже является основным. И еще одна особенность — в последнее время приемники GPS стали все чаще устанавливать непосредственно внутри корпуса устройства, то есть между ним и основным устройством нет соединительного кабеля.

Проверка COM порта

Виртуальные КОМ-порты

был придуман выход из ситуации, то есть были разработаны «виртуальные» COM-порты. Оказывается, внутреннее устройство КПК, например GPS-приемник, моделируется программно в виде COM-порта, хотя в аппаратной части такого нет. В то же время программа, предназначенная для взаимодействия через этот стандарт, не имеет значения, как она реализована. Здесь допускается наличие виртуальной имитации, а не обязательное наличие аппаратной реализации. Таким образом можно обеспечить совместимость устаревших программ GPS с современным оборудованием.

Что такое COM-порт

Внесенные изменения

В то же время обработка COM-порта существенно не изменилась. Старомодному пользователю приходится выполнять сложные настройки практически вручную. Однако современный COM-порт — это уже не то громоздкое устройство, которое находится на задней панели системного блока, а совсем другое устройство. И тут дело в том, что с программной точки зрения все их реализации кажутся безличными, то есть нет разницы между виртуальными и реальными портами. Для программного обеспечения порты отличаются только номерами, которые им присвоены производителями КПК совершенно случайным образом. Например, ресивер ASUS обычно находится на COM5, а PocketLOOX 560 показывает ресивер на COM8. Оказывается, программа, которая хочет получать данные от GPS-приемника, изначально не имеет достоверной информации об условном номере, под которым фигурирует порт, назначенный приемнику на этом КПК.

Анатомия COM-порта

Как все это работает?

Хотя возможен автоматический поиск подходящего среди всех доступных COM-портов, процедура такого опроса довольно ненадежна и довольно громоздка. Это связано с тем, что устройства, отображаемые в системе как COM-порты, могут быть совершенно разными и не связанными с GPS, они могут совершенно непредсказуемо реагировать на такой опрос. Например, на КПК есть порты, сопряженные с внутренним сотовым модемом, с USB, с инфракрасным портом и даже с другими элементами. Вызов им программы, предназначенной для работы с конкретным устройством, может привести к совершенно непредсказуемой реакции, а также к различным сбоям в работе, из-за которых КПК часто зависает. Вот почему попытка открыть COM-порт может привести к непредвиденным ситуациям, включая включение Bluetooth или инфракрасного порта. И могут быть еще непонятные случаи.

Откройте COM-порт

Работа COM-порта

COM-порты основаны на микросхеме асинхронного универсального приемопередатчика. Эта микросхема существует в нескольких разновидностях: Intel 16550A, 16550, 16450, 8250. Для каждого COM-порта она содержит регистры приемника и передатчика, а также ряд регистров управления, доступ к которым можно получить через BIOS, Windows и MS. DOS-программы. Последние версии микросхемы имеют серию буферов для временного хранения передаваемых и принимаемых данных. Благодаря этой функции можно реже прерывать работу центрального процессора, а также согласовывать скорость передачи данных.

Основные параметры

Конструкция COM-порта имеет следующие характерные особенности:

— базовый адрес порта для ввода и вывода информации;

— номера аппаратных прерываний;

— размер блока информации;

— скорость передачи данных;

— методы выявления честности;

— способ управления информационными потоками;

— количество стоповых битов.

COM-порт устройства

Как проверить COM-порт компьютера? На что обратить внимание?

Как упоминалось выше, этот тип порта представляет собой двунаправленный интерфейс для последовательной передачи информации битового уровня. Отличительной особенностью по сравнению с параллельным портом здесь является побитовая передача данных. Анатомия COM-порта такова, что он не единственный на компьютере, который использует последовательный метод передачи данных. Например, такие интерфейсы, как Ethernet или USB, также используют аналогичный принцип, но исторически сложилось так, что именно стандартный порт RS232 обычно называют последовательным.

Очень часто необходимо открыть COM-порт для ремонта и диагностики компьютера, а также проверить его работу. Сжечь элемент очень легко. Чаще всего это происходит из-за ошибки пользователя, которая неправильно отключает устройство, выдергивая разъем при подключении интерфейса. Самый простой способ проверить работоспособность интерфейса — подключить к нему мышь. Однако получить полную картину так сложно, поскольку манипулятор использует только половину из восьми доступных сигнальных линий. Только использование специальной розетки и программы позволит выполнить функциональную проверку. Уже есть программное обеспечение, специально разработанное для этих целей.