Die serielle Schnittstelle am PC (RS232)

Der "normale" PC besitzt zumeist zwei serielle Schnittstellen On-Board oder aber auf einer Interface-Karte. Wer seinen PC (selber) aufgerüstet hat und im Anschluß daran z.B. seine Maus nicht mehr benutzen kann, ist wahrscheinlich wieder Murphy's Gesetz aufgesessen, denn es gibt (leider) zwei Standards bei der Pfostenleistenbelegung auf den Motherboards (bzw. Interface-Karten):

Ein Adapter-Standard hält sich an die 1-zu-1-Verkabelung, d.h. Pin 1 des Pfostensteckers ist mit Pin 1des Sub-D-Steckers verbunden, Pin 2 mit Pin 2 usw.
Bei dieser Verkabelungsart befindet sich der Masse-Anschluß (SG) am Anschluß 5 der Pfostenreihe (weshalb man hier vereinfacht vom "Pin 5-Typ" spechen kann). Dieser Typ ist auch (nach meiner Erfahrung wohlgemerkt) der häufiger benutzte.

Der andere Adapter-Standard (z.B. von ASUS verwendet) macht es sich einfacher und verwendet (fast) ausschließlich die Schneid-Klemm-Technik auf beiden Seiten.
Dadurch ist die Verbindung jetzt zwar "gerade", aber durch die unterschiedliche Zählweise von Pfostenleiste und Sub-D-Stecker ist dies keine1-zu-1-Verkabelung mehr (hier spricht man dann vereinfacht vom "Pin 9-Typ", d.h. Masse (SG) ist am Pin 9 der Pfostenleiste).

Pin 5-Typ Pin 9-Typ
Pin 5-Typ   Pin 9-Typ

Der Masseanschluß läßt sich in einigen Fällen ohne Messung feststellen, da er (meist) einen etwas dickeren Leiterzug darstellt. Auf Motherboards geht es z.T. sehr gedrängt zu, so daß man um eine Messung eventuell nicht drum herum kommt (die Methode des unbekümmerten Probierens ist auch möglich, jedoch ist sie nicht ganz ohne Probleme durch die vertauschten Signale, so das z.B. die Maus nicht mehr funktioniert). Zum Messen braucht man ein Ohm-Meter (Multi-Meter) und etwas Meßerfahrung. Gemessen wird Pin 5 und Pin 9 gegen Masse. Der "richtige" Masse-Anschluß sollte einen Widerstand von (ideal) 0 Ohm haben.

Hier noch das Schaltbild eines 25-zu-9-Sub-D-Adapter, wie er manchmal für COM2 benötigt wird und die Bedeutung der Signale:

25-zu-9-Adapter
25-zu-9-Adapter
CTSClear to Send
DCDData Carrier Detect
DSRData Set Ready
DSRDData Signal Rate Detector
 
DTRData Terminal Ready
PGProtection Ground
RIRing Indicator
RTSRequest to Send
 
RxDReceive Data
SGSignal Ground
TxDTransmission Data

Das an der seriellen Schnittstelle (Reference Standard RS232C) angeschlossene Kabel kann übrigens einige 100m lang sein, vorausgesetzt es wird ein qualitativ hochwertiges Kabel eingesetzt. Die Länge ist durch den hohen Störabstand möglich, da beim Senden ein Pegel von +/-15V (im PC zwar nur +/-12V, aber dennoch immer noch hoch genug) verwendet wird und ein sicherer Empfang immer noch bei +/-3V gegeben ist.

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UART-Bausteine

Auf modernen Motherboards sind die für die seriellen Schnittstellen zuständigen UART-Bausteine (UART - Universal Asynchronous Receiver Transmitter) meist schon im ChipSet untergebracht. Wer mit der RS232C-Schnittstelle experimentieren will oder aber noch zusätzliche COM-Ports benötigt, kommt um eine zusätzliche Einsteckkarte nicht drumherum. Einfachere Typen enthalten neben einer parallelen auch noch zwei serielle Schnittstellen-Ports. Diese müssen unbedingt noch umkonfiguriert werden (COM3/4) da sonst im System nichts mehr so funktioniert, wie es soll. Da auf diesen Steckkarten die UART-Bausteine meist einzeln enthalten sind (meist zumindest einer sogar gesockelt), sollte man wissen welche Typen es gibt. Hier eine kleine Aufstellung über erhältliche UART-Chips:

BezeichnungBeschreibung
8250Der "Ur"-UART-Chip. Er hat mehrere Bugs, die jedoch alle bekannt sind und von den meisten Programmierern auch beachtet wurden und somit keine weiteren Probleme verursachen. Nachfolgende (umgeschriebene) PC/XT-BIOS-Versionen kennen die Bugs und benötigen sie zum Teil sogar zum korrekten Arbeiten.
Max. Übertragungsgeschwindigkeit: 4800bps
8250ADieser UART-Baustein sollte der Nachfolger des 8250 werden, erwies sich aber im Nachhinein als eine totale "Fehlkonstruktion". In ihm wurden die meisten Bugs des 8250 korrigiert, wobei jedoch der von den neueren PC/XT-BIOS-Versionen erwartete Bug ebenfalls mit korrigiert wurde. Dies hatte zur Folge, das dieser Chip zu diesen BIOS-Versionen inkompatibel ist und in PC/XTs nicht eingesetzt werden sollte ("Hänger").
Max. Übertragungsgeschwindigkeit: 9600bps
8250BDiese Version dieser Serie ist vollkommen fehlerbereinigt gegenüber den Vorgängermodellen, enthält aber wieder den erwarteten Bug. Dieser Chip sollte zumindest auf einer Schnittstellenkarte zum Einsatz kommen (PC/XT und AT).
Max. Übertragungsgeschwindigkeit: 9600bps
16450Dies ist die schnellere AT-Version der 8250er-Serie. Alle Fehler der 8250er-Serie sind beseitigt (auch der oben erwähnte 8250/8250B-Bug), so das dieser Chip zu den meisten PC/XT-ROMs inkompatibel ist. OS/2 erwartet diesen Chip unbedingt, sonst arbeitet es nicht stabil.
Max. Übertragungsggeschwindigkeit: 115200bps (bei direkter Registeradressierung; bei Initialisierung über INT 14h nur 19200bps)
16550Dieser Nachfolger des 16450 arbeitet durch DMA-Zugriffe schneller als dieser, sollte jedoch durch den fehlenden funktionierenden FIFO-Speicher in modernen (Multitasking-)Betriebssystemen nicht mehr eingesetzt werden, da es hier zu Datenverlusten aus der seriellen Schnittstelle kommen kann (bei höheren Übertragungsgeschwindigkeiten). Auf COM1, wo meist noch die Maus angeschlossen ist, macht er jedoch kaum Schwierigkeiten, da hier die Übertragungsgeschwindigkeit bei max 9600bps liegt.
Max. Übertragungsggeschwindigkeit: 115200bps (bei direkter Registeradressierung; bei Initialisierung über INT 14h nur 19200bps)
16550ADieser mit einem funktionierenden 16stufigen FIFO-Speicher sollte in modernen Schnittstellenkarten eingebaut sein und ist auch in den meisten modernen Motherboards im ChipSet integriert. Für eine hohe Übertragungsgeschwindigkeit ohne Datenverluste ist dieser Chip zumindest an der mit dem Modem verbundenen Anschluß (unter einem Multitasking-Betriebssystem) unabdingbar.
Max. Übertragungsggeschwindigkeit: 115200bps (bei direkter Registeradressierung; bei Initialisierung über INT 14h nur 19200bps)

Die Pegelwandlung TTL-auf-RS232C-Pegel geschah ursprünglich durch die Treiberbausteine vom Typ 1488 (Transmitter) bzw. 1489 (Receiver) manchmal auch MAX232 (Transceiver und Receiver). Bei den meisten Schnittstellenkarten ist ein serieller UART-Baustein mit dem parallelen Baustein in einem Chip integriert: 86C451 mit einer 16C450er-UART und 86C551 mit einer 16C550er-UART.
Bei modernen Chipsets sind die Treiberbausteine häufig auch schon integriert, was eine Reparatur so gut wie aussichtslos macht.

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