计算机串口数据光纤传输实验

电子实验

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描述

计算机串口数据光纤传输实验

一 实验目的
      1 了解计算机串口(RS232)接口信号
      2  实现两台主机之间的串口数据的光纤传输

二 实验原理及框图
      随着计算机网络的迅速发展,数据传输的业务量已经接近于传统的语音与图像传输。计算机是该网络中一种重要的信息终端,每台主机都通过各种接口与外界进行信息的交流。计算机对外的接口中按照传输方式来分,不外乎串行通信接口和并行通信接口两种。串行通信是在单根导线上将二进制数一位一位地顺序传送。它与并行通信相比,虽然速度低,但对远距离传送来说,可节省大量的线路成本。如串口(RS232)、网络接口(RJ45)和通用串行总线(USB)等都是采用串行通信方式的接口。串行通信适合远距离数据传输,如果能将接口信号引上光路,那么可以进一步增大传输的距离。本实验系统中将实现RS232接口转光接口的实验。

串口数据
    为了使两个计算机之间的通信电路都是数字传输,下面介绍一种使计算机中串口信号直接上光纤,从而进行远距离数字基带传输的具体实现方案。如图16.1所示,图中各信号含义为:
TXD,RXD:分别为发送数据和接收数据线。TXD即是计算机/终端的输出,又是调制解调器MODEM的输入;对RXD而言,则正好相反。
RTS,CTS:其中RTS为请求发送,而CTS为清除发送,它们涉及半双工通信。当有字符发送时,终端用RTS信号通知MODEM,当MODEM可以接收DTE的数据而向传输线发送时就用CTS信号应答终端,此时发送才可开始。当进行全双工通信时,RTS和CTS线应保持恒定的接通电平。
DTR:数据终端准备好。通常当终端/计算机一加电,该信号就有效,表明终端/计算机可用。

DSR:数据(通信)装置准备好。通常表示调制解调器MODEM已连到通信线路上,而且不是处于测试方式或断开状态。
DCD:载波检测。当远程调制解调器接收到正确的载波信号时,调制解调器向DTE发信号。DTE和MODEM在传送数据之前需要先收到DCD信号,在传输过程中DCD信号也应保持接通不变。
由于串口输出信号为RS232电平,而进入光发送模块所需的电平为TTL,因此需要进行电平转换。本方案采用的电平转换器件是MAX232CPE,它既可以用于将TTL电平转换成RS232电平,又可以用于将RS232电平转换成TTL电平。经过电平转换后的信号可以直接由光发送模块送上光路。串口中,TXD和RXD是分开的,即采用单工传送方式,所以本方案中,用两对光收发模块来实现主机与终端间串行数据的传输。对于其它与建立连接有关的状态信号,则采用本端环回的措施以“欺骗”主机或外设:连接已经建立。

三 实验步骤
Ⅰ型:
1 搭建电路
① 分别将串行接口电路及数字光收发模块的电源(VCC)、地(GND)连接好。
     ② 用连接线将两台计算机和实验平台上的XS501和XS502连接好。
     ③ 用连接线连接TK502与TK601,TK615与TK617,TK619与TK621,TK623与TK503;TK504与TK501,将开关KS601置数字光源驱动选通状态(即抬起状态)。
2 打开两台计算机中的串口通信程序相互发送数据,调节可变电阻                                                                                                                RP601、RP607、RP608、RP605、RP606,至两接收窗口中接收到数据(注意TP612、TP613处的直流电位应该在1.6-1.8V附近)。
     3 测试数据
     ① 在串口通信程序发送窗口(甲)中输入一串字符,调节可变电阻RP608的同时观察对方接收情况。
     ② 改变数据发送速率观察数据接收情况,思考发生误码的原因。
Ⅱ型:
1 搭建电路
① 分别将串行接口电路及数字光收发模块(甲、乙)的电源(VCC)、地(GND)连接好。
     ② 用连接线将两台计算机和实验平台上的XS501和XS502连接好。
           ③ 用连接线连接TK502与TK601,TK615与TK617,TK619与TK621,TK623与TK503;TK504与TK612,TK613与TK501,将开关KS601置数字光源驱动选通状态(即抬起状态)。
2 打开两台计算机中的串口通信程序相互发送数据,调节可变电阻                                                                                                                        RP601、RP607、RP608、RP605、RP606,至两接收窗口中接收到数据(注意TP612、TP613的直流电位应该在1.6-1.8V附近)。
     3 测试数据
     ① 在串口通信程序发送窗口(甲)中输入一串字符,调节可变电阻的同时观察对方接收情况。
     ② 改变数据发送速率观察数据接收情况,思考发生误码的原因。

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