Serial port là gì? Những điều không nên bỏ lỡ về cổng nối tiếp

Serial port là gì? Chúng được biết đến là cổng nối tiếp. Chức năng chính dùng để kết nối cổng bên ngoài cho hệ thống máy tính. Hiện tại, Serial port đang dần được thay thế và chuyển đổi sang cổng USB. Tuy nhiên thực tế tính ứng dụng của chúng vẫn rất đa dạng. Hãy cùng thietbikythuat tìm hiểu về Serial port trong bài này nhé!

Khái niệm Serial port là gì?

Cổng nối tiếp là một loại cổng thông dụng dùng trong máy tính. Chúng dùng để kết nối các thiết bị ngoại vi đến máy tính như bàn phím, model, máy quét…Một tên gọi phổ biến khác của cổng nối tiếp là cổng com.

Cổng nối tiếp được ứng dụng trên các máy tính cá nhân và hệ thống máy tính để để bàn. Chúng được tích hợp sẵn trên các bo mạch chủ thông qua Chip. Điều này đem lại sự thuận tiện hơn mà không cần sử dụng các Board mạch riêng. 

Nguyên lý hoạt động của Serial port là gì?

Về lịch sử, cổng nối tiếp đã xuất hiện từ khá lâu. Do đó hầu hết các máy tính và hệ điều hành ngày nay đều có hỗ trợ sử dụng cổng Serial port này. Trong quá trình phát triển của hệ thống cổng liên kết, sau Serial port là cổng Parallel port và đến cổng USB. Như vậy có thể thấy USB là loại cổng còn khá mới. Do đó, công nghệ và tính ứng dụng có nhiều lợi thế hơn các loại cổng Serial port trước đây.

Serial port hoạt động trên cơ sở “tuần tự hóa” dữ liệu. Chúng thường lấy dữ liệu, mỗi lần 1 byte sẽ truyền 8 bit trong byte một lần. Ưu điểm của hình thức này là chỉ cần một giây để chuyển 8 bit. Tuy nhiên nhược điểm nằm ở việc thời gian chuyển dữ liệu lâu hơn khi sử dụng 8 giây đồng thời. Hiện nay cổng nối tiếp vẫn được sử dụng bởi giá thành thấp. Chúng có thể giảm chi phí và sử dụng cả những đường cáp nhỏ hơn.

Cổng com có khả năng giao tiếp 2 chiều. Như vậy mỗi thiết bị đều có khả năng nhận và truyền dữ liệu. Thông thường thông tin chỉ truyền đi theo một hướng tại một điểm nhất định. Khách hàng nên sử dụng các chân khác nhau để có thể giao tiếp song song. Nhờ đó bạn có thể truyền thông tin theo cả hai hướng vào cùng một thời điểm. 

Cổng nối tiếp dựa trên chip điều khiển UART để hoạt động. Chip UART Có nhiệm vụ nhận đầu ra của bus hệ thống. Sau đó chúng biến thành dạng nối tiếp để truyền vào cổng nối tiếp. Hiện nay các Chip UART thường sử dụng bộ điện tích hợp có giá trị từ 46 đến 64 kB. Nhờ đó quá trình lưu trữ và sử dụng dữ liệu cao hơn rất nhiều. 

Kết nối cổng nối tiếp Serial port như thế nào?

Hiện nay có hai dạng đầu nối cơ bản của cổng nối tiếp. Chúng có thể là loại 9 chân hoặc loại 25 chân. 

Cổng kết nối 9 chân

Cổng kết nối 9 chân được đánh số thứ tự từ 1 đến 9 theo thứ tự từ trái sang phải và từ trên xuống dưới. Mỗi một chân kết nối sẽ có một ý nghĩa cụ thể:

• Chân số 1: Data Carrier Detect Xác định xem modem có kết nối với cáp và khả năng hoạt động như thế nào.
• Chân số 2: Receive Data Lúc nãy tiếp nhận thông tin được gửi từ modem.
• Chân số 3 transmit Data: Giúp máy tính gửi thông tin trực tiếp đến modem.
• Chân số 4: Data Terminal Ready: Thông báo tình trạng sẵn sàng để giao tiếp
• Chân số 5 Signal Ground chính là chân nối đất.
• Chấn số 6: Data Set Ready có nhiệm vụ tương tự chân số 4
• Chân số 7: Request To Send yêu cầu tính năng gửi thông tin.
• Chân số 8: Clear To Send phản hồi máy tính về việc gửi thông tin.
• Chân số 9: Ring Indicator nhận tính hiệu gửi từ modem và hiển thị.

Cổng kết nối 25 chân

Đối với cổng kết nối 25 chân, chúng có một số đặc thù về tình trạng not used. Trong đó, các chân số thứ tự 1, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 21, 24, 25 thuộc tình trạng này. Còn vai trò của các chân còn lại sẽ như sau:

• Chân số 2: Transmit Data giúp máy tính gửi thông tin tới modem.
• Chân số 3: Receive Data tiếp nhận thông tin từ modem.
• Chân số 4: Request To Send yêu cầu được gửi.
• Chân số 5: Clear To Send phản hồi tình trạng có thể gửi thông tin.
• Chân số 6: Data Set Ready báo về tình trạng sẵn sàng để kết nối với cáp.
• Chân số 7 là chân tiếp nối đất.
• Chân số 8: Received Line Signal Detector xác định tình trạng có đang hoạt động hay không. 
• Chân số 20: Data Terminal Ready thực hiện báo tình trạng giao tiếp sẵn sàng.
• Chân số 22: Ring Indicator thực hiện nhận tín hiệu và thông báo hiển thị.

Bật tắc là hai trạng thái điện áp được truyền qua các chân. Bật được ký hiệu với giá trị nhị phân là 1 và tắt có giá trị là 0. Khi bật giá trị truyền tín hiệu từ -3 đến -25 volt. Ngược lại khi tắt giá trị này sẽ đạt mức dương từ + 3 đến + 25 V. 

Tìm hiểu về luồng điều khiển

Luồng điều khiển phản ánh khả năng của một thiết bị thông báo tới các thiết bị khác việc ngừng gửi dữ liệu. Chúng được tiến hành trong một khoảng thời gian nhất định với các lệnh khác nhau:

• Request to Send (RTS)
• Clear To Send (CTS)
• Data Terminal Ready (DTR)
• Data Set Ready (DSR)

Đây là 4 lệnh cơ bản được sử dụng để bật điều khiển luồng. Thông qua hệ thống luồng, Modem có thể dừng nhận dữ liệu từ máy tính. Lúc này máy tính sẽ liên tục gửi tín hiệu đến chân request to send. Đồng thời kiểm tra tín hiệu trên chân clear to send. Nếu không nhận được sự phản hồi chúng sẽ ngừng gửi dữ liệu.

Các loại cổng kết nối Serial Port

Hiện nay có 3 loại cổng kết nối chính là RS-232, RS-422 và RS-485. Quý vị hãy cùng nhận biết điểm khác biệt của 3 loại cổng này thông qua bảng mô tả bên dưới:

Trên đây là các thông tin giúp bạn hiểu Serial port là gì? Chúng gồm những loại thiết bị cổng nối tiếp như thế nào. Đặc biệt đặc điểm cơ bản của cổng nối tiếp Serial port đều được bật mí chi tiết trong bài viết này. Hy vọng chúng hữu ích đến quý độc giả của thietbikythuat.