Модемы. 1. Введение 1 Последовательный асинхронный адаптер 1

• Название: 1. Введение 1 Последовательный асинхронный адаптер 1
• Анкор: Модемы
• Дата: 26.01.2022
• Размер: 81.5 Kb.
• Имя файла: Модемы.doc
• Тип: Протокол; #342453
• страница: 4 из 6

3.Типы модемов

В настоящее время выпускается огромное количество всевозможных модемов, начиная от простейших, обеспечивающих скорость передачи около 300 бит/сек, до сложных факс-модемных плат, поз­воляющих вам послать с вашего компьютера факс или звуковое письмо в любую точку мира.

В реферате будет рассказано только о так называемых hayes-совместимых модемов. Эти модемы поддерживают разработанный фирмой Hayes набор АТ-команд управления модемами. В настоящее время такие модемы широко используются во всем мире для связи персональных компьютеров IBM PC/XT/AT, PS/2 через телефонные линии.

Аппаратно модемы выполнены либо как отдельная плата, вставляемая в слот на материнской плате компьютера, либо в виде отдельного корпуса с блоком питания, который подключается к последовательному асинхронному порту компьютера. Первый из низ называется внутренним модемом, а второй - внешним.

Типичный модем содержит следующие компоненты: специализированный микропроцессор, управляющий работой модема, оперативную память, хранящую значения регистров модема и буферизующие входную/выходную информацию, постоянную память, динамик, позволяющий выполнять звуковой контроль связи, а также другие вспомогательные элементы (трансформатор, резисторы, конденсаторы, разъемы). Если у вас достаточно современный модем, то он скорее всего дополнительно содержит электрически перепрограммируемую постоянную память, в которой может быть сохранена конфигурация модема даже при выключении питания.

Чтобы модемы могли обмениваться друг с другом информацией, надо, чтобы они использовали одинаковые способы передачи данных по телефонным линиям. Для разработки стандартов передачи данных был создан специальный международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии (CCITT) и приняты следующие рекомендации:

CCITT V.21 - 300 бит/с. Модем, регламентированный данной рекомендацией, предназначен для передачи данных по выделенным и коммутируемым линиям.

Он работает в асинхронном дуплексном режиме. Для передачи и приема данных используется способ частотной модуляции.

CCITT V.22 - 1200 бит/с. Модем, работающий в соответствии с данной рекомендацией, использует асинхронно-синхронный дуплексный режим передачи. Асинхронно-синхронный режим означает, что компьютер передает модему данные в асинхронном режиме. Модем удаляет из потока данных компьютера стартовые и стоповые биты. И уже в синхронном виде передает их удаленному компьютеру. Для модуляции передаваемого сигнала применяется метод дифференциальной фазовой модуляции.

CCITT V.22bis - 2400 бит/с. Дуплексный модем, со скоростью передачи данных 2400 бит/с. При передаче со скоростью 2400 бит/с используется метод квадратурной модуляции, а при скорости 1200 бит/с

- метод дифференциальной фазовой модуляции. На скорости 1200 бит/с модем CCITT V.22bis совместим с CCITT V.22.

CCITT V.23 - 600/1200 бит/с. Асинхронный модем, использующий метод частотной модуляции. Модем может работать в дуплексном режиме со скоростью передачи данных по прямому каналу - 600/1200 бит/с, а по обратной - только 75 бит/с. Этот стандарт не совместим с CCITT V.21, V.22, V.22bis.

Bell 103 - 300 бит/с, Bell 212A - 1200 бит/с.

Bell - это американский стандарт, не совместимый со стандартами CCITT.

4. Программирование модемов

После выпуска американской фирмой Hayes модемов серии Smartmodem, система команд, использованная в ней, стала неким стандартом, которого придерживаются остальные фирмы - разработчики модемов. Система команд, применяемая в этих модемах, носит название hayes-команд, или AT-команд.

Со времени выпуска первых AT-совместимых модемов набор их команд несколько расширился, но все основные команды остались без изменения.

Все команды, передаваемые компьютером модему, надо начинать префиксом AT (ATtention - внимание) и заканчивать символом возврата каретки (). Только команда А/ и Escape-последовательность "+++" не требуют для себя префикса AT.

После префикса AT могут идти одна или сразу несколько команд. Для ясности эти команды могут быть отделены друг от друга символами пробела, тире, скобками. В большинстве случаев команды могут быть написаны как заглавными, так и строчными буквами.

При передаче модему команд они сначала заносятся во внутренний буфер, который, как правило, имеет размер 40 символов. Команды, записанные в буфер модема, исполняются после поступления символа возврата каретки. Вследствие ограниченности размера буфера не следует передавать модему слишком длинные команды (больше размера буфера). Длинные команды можно разбивать на части и передавать в несколько заходов. При этом каждая часть должна начинаться префиксом АТ и заканчиваться символом возврата каретки.

Если вы допустили ошибку при наборе команды, то ее можно исправить, используя клавишу BackSpace.

После выполнения каждой команды модем посылает обратно компьютеру ответ в виде числа или слова. Этот ответ означает, выполнена ли команда или произошла ошибка.

Если у вас внешний модем, то на его лицевой панели находится восемь световых индикаторов. Хотя их расположение на различных моделях может меняться, их обозначения являются стандартными:

MR Modem Ready - Модем готов к обмену данными. Если этот индикатор не горит, то надо проверить линию питания модема.

TR Terminal Ready - Компьютер готов к обмену данными с модемом. Этот индикатор горит, когда модем получил от компьютера сигнал DTR.

CD Carrier Detect - Индикатор зажигается, когда модем обнаружил несущую частоту на линии. Индикатор должен гореть на протяжении всего сеанса связи и гаснуть, когда один из модемов освободит линию.

SD Send Data - Индикатор мигает, когда модем получает данные от компьютера.

RD Receave Data - Индикатор мигает, когда модем передает данные к компьютеру

HS High Speed - Модем работает на максимально возможной для него скорости.

AA Auto Answer - Модем находится в режиме автоответа. То есть модем автоматически будет отвечать на приходящие звонки. Когда модем обнаружит звонок на телефонной линии, этот индикатор замигает.

OH Off-Hook - Этот индикатор горит, когда модем снял трубку (занимает линию).

Основные команды модема

AT - Начало (префикс) командной строки. После получения этой команды модем автоматически подстраивает скорость передачи и формат данных к параметрам компьютера.

A - Автоответ. Если режим автоматического ответа выключен (S0=0), команда используется для ответа на звонок от удаленного модема. Команда заставляет модем снять трубку ( подключиться к линии ) и установить связь с удаленным модемом.

A/ - Модем повторяет последнюю введенную команду. Команда передается на модем без префикса AT и исполняется модемом немедленно, не ожидая прихода символа возврата каретки. Если вы передадите модему строку AT A/ , то модем укажет на ошибку и вернет слово ERROR.

Bn - Команда производит выбор стандарта, согласно которому будет происходить обмен данными между модемами. При скорости передачи 300 бит/с происходит выбор между стандартами BELL 103 и CCITT V.21, при скорости 1200 bps - между BELL 212A и CCITT

V.22bis. При скорости 2400 bps эта команда игнорируется и используется стандарт CCITT V.22. Если n=0, устанавливаются стандарты CCITT V.21/V.22, а если n=1 - стандарты BELL 103/212A.

Ds - Команда используется для набора номера. После получе­ния этой команды модем начинает набор номера и при установлении связи переходит в режим передачи данных. Команда состоит из префикса AT, символа D и телефонного номера, в состав которого могут входить следующие управляющие модификаторы: P или T. Эти модификаторы производят выбор между импульсной и тоновой системой набора (в нашей стране используется импульсная система).

, - Символ запятой вызывает паузу при наборе номера. Длительность паузы определяется содержимым регистра S8.

; - Символ точки с запятой, если он находится в конце ко­мандной строки, переводит модем после набора номера в командный режим.

@ - Модем ожидает пятисекундной тишины на линии в течение заданного промежутка времени. Промежуток времени, в течение которого модем ожидает тишины, задается в регистре S7. Если в те­чение этого времени паузы тишины не было, модем отключается и отвечает NO ANSWER.

! - Если знак ! стоит перед знаками последовательности набора, модем переходит в состояние ON HOOK (кладет трубку) на 1/2 секунды, а затем снова переходит в состояние OFF HOOK ( снимает трубку).

S - Модем набирает телефонный номер, записанный в его памяти. Эта команда выполняется только для модемов, имеющих встроенную энергонезависимую память и возможность записи в нее номеров телефонов.

R - После набора номера переводит модем в режим автоответа. Этот модификатор должен находиться в конце набираемого номера.

W - Перед дальнейшим набором телефонного номера модем ожидает длинный гудок из линии. Причем время ожидания гудка содержится в регистре S7. Если в отведенное время гудок не появился, модем прекращает набор номера и возвращает сообщение NO DIALTONE. Этот параметр может быть полезен при наборе междугородных номеров.

En - Управление эхо-выводом команд, передаваемых модему. После команды Е1 модем возвращает каждый знак, передаваемый ему, обратно компьютеру, что позволяет узнать, как работает связь модема и компьютера. Команда Е0 запрещает эхо-вывод.

Fn - Переключение между дуплексным/полудуплексным режима­ми. При n=0 переход в полудуплексный режим, а при n=1 - в дуплексный.

Hn - Эта команда используется для управления телефонной линией. Если n=0, то происходит отключение модема от линии, если n=1, модем подключается к линии.

In - Выдает идентификационный код модема и контрольную сумму содержимого памяти модема. Если n=0, модем сообщает свой идентификационный код, если n=1, модем проводит подсчет контрольной суммы EPROM и передает ее компьютеру, n=2 - модем про­веряет состояние внутренней памяти ROM и возвращает сообщение OK или CHECKSUM ERROR (ошибка контрольной суммы). При n=3 выдается состояние модема.

Ln - Установка громкости сигнала внутреннего динамика: n=0,1 соответствует низкой громкости, n=2 - средней и n=3 - максимальной.

Mn - Управление внутренним динамиком. При n=0 динамик выключен. При n=1 динамик включен только во время набора номера и выключен после обнаружения несущей. При n=2 динамик включен все время. При n=3 динамик включается после набора последней цифры номера и выключается после обнаружения несущей отвечающего модема.

Qn - Управление ответом модема на AT-команды. При n=0 ответ разрешен, при n=1 ответ запрещен. Независимо от состояния Q0 или Q1 модем всегда сообщает содержание S-регистров, свой идентификационный код, контрольную сумму памяти и результаты теста.

On - Команда переводит модем из командного режима в режим передачи данных. При этом модем отвечает CONNECT. Команда О и О0 переводят модем в режим передачи данных без инициирования последовательности сигналов проверки линии связи. Команда О1 переводит модем в режим передачи данных и заставляет модем передать последовательности сигналов проверки линии связи, т.е. производить повторное квитирование с удаленным модемом.

Sr? - Чтение содержимого регистра модема, имеющего номер r.

Sr=n - Запись в регистр модема с номером r числа n. Число n может иметь значения от 0 до 255. Все команды модифицируют содержимое одного или более S-регистров. Некоторые S-регистры содержат временные параметры, которые можно поменять только командой S.

Vn - Производит выбор вида ответа модема на AT-команды. При n=0 ответ происходит цифровым кодом, а при n=1 модем отвечает в символьном виде на английском языке. Использование цифровой формы ответа облегчает обработку результатов выполнения команды при написании собственных программ управления модемом.

Стандартный набор ответов модема

OK 0 Модем выполнил команду без ошибок

CONNECT 1 Модем установил связь со скоростью 300 bps

RING 2 Модем обнаружил сигнал звонка

NO CARRIER 3 Модем потерял несущую частоту

ERROR 4 Ошибка в командной строке

CONNECT 1200 5 Модем установил связь со скоростью 1200 бит/с

NO DIALTONE 6 Отсутствие сигнала станции при снятии трубки

BUSY 7 Модем обнаружил сигнал "занято"

NO ANSWER 8 Нет ответа после ожидания сигнала

CONNECT 600 9 Модем установил связь со скоростью 600 bps

CONNECT 2400 10 Модем установил связь со скоростью 2400 bps

Yn - Способ отключения модема от линии. Существуют два способа отключения модема от линии: стандартный, когда модем получает неактивный сигнал DTR от компьютера, и принудительный, когда модем получает от удаленного модема сигнал перерыва BREAK. Команда ATH0 направляет удаленному модему сигнал прерыва BREAK, который длится 4с. При n=0 модем отключается стандартно, при n=1 модем отключается после получения из линии сигнала BREAK.

Z - Сбрасывает конфигурацию модема. При этом во все регистры загружаются значения, принятые по умолчанию. Значения регистров, принятые по умолчанию берутся из энергонезависимой памяти модема или, если модем такой памяти не имеет, из постоянной памяти или определяется исходя из переключателей на плате модема.

+++ - Escape- последовательность, используемая для перехода в командный режим работы модема. Благодаря этой команде можно перейти из режима передачи данных модемом в командный режим работы без разрыва связи. Модем требует тишины перед и после направления этой Escape- последовательности. Величина этого промежутка тишины определена в регистре S12.

&Cn - Данная команда управляет сигналом DCD порта RS-232-C. При n=0 сигнал DCD всегда активен, а при n=1 сигнал DCD устанавливается только тогда, когда модем обнаруживает несущую частоту от удаленного модема.

&Dn - Управление сигналом DTR. При n=0 модем игнорирует DTR, n=1 - при потере сигнала DTR модем переходит в командный режим работы, n=2 - при потере сигнала DTR модем прекращает связь, отключается от линии, отключает режим автоответа и переходит в командный режим работы, n=3 - при потере сигнала DTR автоматически сбрасывается конфигурация модема, как при выполнении команды ATZ. Модем обнаруживает потерю сигнала DTR, если сигнал DTR отсутствует дольше времени, определенного в регистре модема S25.

&F - модем устанавливает конфигурацию, записанную в постоянную память.

&Gn - Включение/выключение защитной частоты. n=0 - защитная частота выключена, n=1 - модем генерирует защитную частоту 550 Hz, n=2 - модем генерирует защитную частоту 1800 Гц. Использование данной команды зависит от особенностей телефонной линии.

&Ln - Вид линии связи. При n=0 передача по обычным (коммутируемым) линиям связи, n=1 передача по выделенным каналам.

&Mn - Установка асинхронно/синхронного режима работы. При n=0 устанавливается асинхронный режим, при n=1,2,3 устанавливается синхронный режим.

&Pn - Установка импульсного коэффициента набора номера в соответствии с различными стандартами. При n=0 - коэффициент заполнения замыкание/интервал 39/61 (Америка), при n=1 - 33/67 (Англия).

&Rn - Управление сигналом CTS: n=0 - сигнал переходит в активное состояние после получения сигнала RTS. Данные, передаваемые модему до поступления сигнала RTS, игнорируются. Если n=1 модем игнорирует RTS.

&Sn - Управление сигналом DSR порта RS-232-C. При n=0 сигнал DSR активен всегда, а при n=1 сигнал DSR активизируется только после окончания этапа установления связи между модемами.

&Tn - Тестирование модема. От n зависит вид теста.

&V - Модем показывает свою текущую конфигурацию и телефонные номера, записанные в энергонезависимой памяти.

&W - Модем записывает свою текущую конфигурацию в энергонезависимую память. При сбросе модема будет загружена именно эта конфигурация.

&Zn - Используется для записи телефонного номера в энергонезависимую память модема. Количество телефонов зависит от модели модема.

Основные принципы программирования модемов

Доступ к модему происходит через последовательный асинхронный порт. При этом для передачи модему команд их необходимо просто записать в регистр данных COM- порта, на котором находится модем. Ответ от модема также поступает через последовательный порт. Передавая модему команды, его можно проинициализировать, перевести в режим автоответа или заставить набрать номер.

Когда модем наберет номер удаленного абонента или когда модему в режиме автоответа придет вызов, он попытается установить связь с удаленным модемом. После установления связи модем передает компьютеру через COM- порт специальное сообщение и переключится из командного режима в режим передачи данных. После этого данные, передаваемые модему, перестают восприниматься им как команды и сразу передаются по телефонной линии на удаленный модем.

Итак, после установления связи с удаленным модемом, коммуникационная программа может начинать обмен данными. Обмен данными так же, как и передача команд, осуществляется через COM- порт. Затем при помощи специальной Escape- последовательности можно переключить модем из режима передачи данных обратно в командный режим и положить трубку, разорвав связь с удаленным модемом.

Последовательность действий для установления связи

а)Инициализация COM- порта

Проводим инициализацию COM- порта, к которому подключен модем. Для этого программируем регистры микросхемы UART, задавая формат данных и скорость обмена. Заметим, что модем будет проводить соединение с удаленным модемом как раз на этой скорости. Чем скорость выше, тем быстрее будет происходить обмен данными с удаленным модемом.

Однако при увеличении скорости на плохих телефонных линиях сильно возрастает количество ошибок.

б)Инициализация модема

Передавая модему AT- команды через СОМ- порт, производим его инициализацию. При помощи АТ- команд можно установить различные режимы работы модема - выбрать протокол обмена, установить набор диагностических сообщений модема и т.д.

в)Соединение с удаленным модемом

Передаем модему команду набора номера (ATD). В этом случае модем набирает номер и пытается установить связь с удаленным модемом. Или передаем модему команду AT S0=1 для перевода его в режим автоответа. После этого модем ожидает звонка от удаленно­го модема, а когда он приходит, пытается установить с ним связь.

г)Ожидаем ответ от модема

В зависимости от режима, в котором находится модем, он может передавать компьютеру различные сообщения. Например, если модем производит вызов удаленного модема (АТ- команда ATD), то модем может выдать следующие сообщения:

CONNECT Успешное соединение

BUSY Номер занят

NO DIALTONE На линии отсутствует сигнал коммутатора

NO ANSWER Абонент не отвечает

NO CARRIER Неудачная попытка установить связь

Когда приходит звонок, модем передает компьютеру сообщение RING, если регистр модема S0 равен нулю. В этом случае для ответа на звонок надо послать модему команду АТА. Если модем находится в режиме автоответа и регистр модема S0 не равен нулю, то модем автоматически пытается ответить на звонок и может выдать следующие сообщения:

CONNECT Успешное соединение

NO DIALTONE Нет несущей частоты удаленного модема

NO CARRIER Неудачная попытка установить связь

Если модем передал компьютеру сообщение CONNECT ,значит, он успешно произвел соединение и теперь работает в режиме передачи данных. Теперь все данные, которые вы передадите модему через СОМ- порт, будут преобразованы модемом в форму, пригодную для передачи по телефонным линиям, и переданы удаленному модему. И наоборот, данные, принятые модемом по телефонной линии, переводятся в цифровую форму и могут быть прочитаны через СОМ- порт, к которому подключен модем.

Если модем передал компьютеру сообщения BUSY, NO DIALTONE, NO ANSWER, NO CARRIER значит, произвести соединение с удаленным модемом не удалось и надо попытаться повторить соединение.

д)Подключение модема в командный режим

После окончания работы коммуникационная программа должна перевести модем в командный режим и передать ему команду положить трубку (ATH0). Для перевода модема в командный режим можно воспользоваться Escape- последовательностью "+++". После того как модем перешел в командный режим, можно опять передавать ему АТ- команды.

е)Сбрасываем сигналы на линиях DTR и RTS

Низкий уровень сигналов DTR и RTS сообщает модему, что компьютер не готов к приему данных через COM- порт.

При работе с асинхронным последовательным адаптером вы можете использовать механизм прерываний. Так как передача и прием данных модемом представляют собой длительный процесс, то применение прерываний от порта позволяет использовать процессорное время для других нужд.