Guide complet sur les caractéristiques des ports série


Tout comme le port parallèle, le port COM, ou port série, est l'une des interfaces d'E/S traditionnelles étant toujours présentes sur les terminaux de point de vente, certains appareils médicaux, les instruments de laboratoire et d'autres appareils anciens. Bien que le port COM soit très peu utilisé sur les ordinateurs modernes, de nombreux utilisateurs peuvent encore être intéressés pour obtenir des informations sur ce type d'interface.

Sommaire


  1. Qu'est-ce qu'un port série ?
  2. Qu'est-ce qu'un port COM virtuel ?
  3. Port série vs port parallèle
  4. Quels sont les domaines d'utilisation d'un port COM ?
  5. Paramètres du port COM
  6. Quels sont les avantages de la transmission de données série ?
  7. Types de ports série
  8. Norme RS232. Brochage d'un port série.
  9. Types de connecteurs série
  10. Comment tester des ports COM sur un ordinateur

Qu'est-ce qu'un port série ?


Port série

Un port COM est une interface série bidirectionnelle permettant d'envoyer et de recevoir des données bit par bit.

Le port série est apparu bien avant les ordinateurs personnels à architecture IBM. Sur les premières machines, le port COM était utilisé pour connecter des périphériques. Cependant, son domaine d'utilisation était quelque peu différent de celui du port parallèle. Si le port parallèle était principalement utilisé pour connecter des imprimantes, le port COM (soit dit en passant, COM est le diminutif de communication) servait habituellement à connecter des périphériques de télécommunication tels que des modems. Mais des périphériques tels que des souris série peuvent également interagir avec un ordinateur via une interface série.

De nos jours, les communications par port série ne sont plus aussi courantes qu'elles l'ont été. Le port COM a été remplacé par des ports USB - une interface plus moderne ne nécessitant aucune connaissance particulière pour être utilisée. Les normes modernes de compatibilité entre les appareils série et les logiciels les contrôlant ont vu le jour à l'époque où les ports COM étaient largement utilisés, et ces interfaces sont aujourd'hui considérées comme archaïques.

Cette obsolescence est due au fait qu'au départ, la grande majorité des appareils, y compris les GPS, étaient des périphériques externes connectés à l'ordinateur par un câble série via l'un des ports matériels du PC. Pour établir une communication série, un utilisateur devait indiquer le bon numéro de port et une vitesse de transmission de données adaptée.

À présent, la plupart des ordinateurs modernes sont équipés de ports USB, qui remplacent les interfaces COM. De plus, les GPS ont été au fil du temps intégrés aux appareils, rendant obsolète leur connexion par câble.

Qu'est-ce qu'un port COM virtuel ?


Un port série virtuel est un logiciel spécial émulant une interface COM physique pour vous permettre d'ajouter des ports série à votre PC sans avoir à utiliser de cartes d'extension matérielles. Un port COM virtuel constitue une solution idéale lorsque votre système manque de ports série physiques.

Virtual Serial Port

Grâce à certains logiciels dédiés tels que Virtual Serial Port Driver, Virtual Serial Over Ethernet, etc., un périphérique série distant peut être émulé sur votre PC de manière à ce que vous puissiez communiquer avec lui comme s'il était physiquement connecté à votre machine.

Dans ce cas, l'accès aux périphériques série distants s'effectue via un port COM virtuel créé sur votre système par une application spécialisée. Toutes les applications série communiquant avec un périphérique distant sur un port série virtuel considèrent ce dernier comme une interface physique.

Avec cette solution, il est possible d'assurer la compatibilité entre des logiciels série anciens et du matériel informatique moderne.

La gestion des ports COM s'effectue également d'une manière relativement similaire qu'il s'agisse d'interfaces physiques ou virtuelles. Les ports virtuels doivent être configurés comme de véritables ports. La principale différence réside dans le fait qu'un port COM moderne ne se présente plus sous la forme d'un gros connecteur situé à l'arrière de l'ordinateur, mais d'une solution logicielle.

Port série vs port parallèle


Les interfaces série et parallèle constituent deux types de ports informatiques distincts. À la différence d'un port parallèle (LPT), un port série transmet des données bit par bit sur une seule et même ligne au lieu de le faire sur plusieurs lignes à la fois. Les séquences de bits sont regroupées en séries de données débutant par un bit de départ et se terminant par un bit d'arrêt. D'où le nom de “port série”.

Port série vs port parallèle

Un port série se compose de deux lignes par lesquelles les données sont transmises. L'une des lignes est utilisée pour le transfert de données au départ du terminal (PC) vers le périphérique de communication, et l'autre pour la transmission de données dans le sens inverse. Plusieurs lignes de contrôle sont également présentes. Pour fonctionner correctement, les ports série dépendent d'une puce spéciale appelée Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART), supportant un débit de transfert de données relativement important pouvant atteindre 115 000 bauds (bits/s). (Il est cependant important de noter que la véritable vitesse de transmission des données dépend des caractéristiques des deux appareils de communication). Le contrôleur UART convertit également le code parallèle en code série, et inversement.

Les ports série utilisent des signaux électriques de tension relativement élevée, comprises entre +15 V et -15 V. Le niveau zéro logique d'un port série est +12 V, tandis que son niveau un logique est -12 V. Une telle amplitude de tension permet d'assurer une haute protection contre le bruit. D'un autre côté, les tensions élevées utilisées par les ports série nécessitent des circuits électroniques complexes.

Dans quels domaines les ports série
sont-ils utilisés ?


Comme nous l'avons déjà vu, l'utilisation des ports COM a considérablement diminué avec l'arrivée d'une interface plus rapide et compacte, qui au passage est également un port série : l'USB. Les modems externes conçus pour être connectés à un port COM et d'autres périphériques tels que les souris série ont à présent quasiment disparu. Et il est également relativement rare de connecter deux oridnateurs entre aux à l'aide d'un câble null-modem.

Cependant, un grand nombre d'appareils spécialisés tels que les scanners de codes-barres, les caméras de vidéosurveillance et des équipements industriels utilisent toujours un port série pour se connecter à un ordinateur. Vous pouvez également trouver des interfaces COM sur de nombreuses cartes mères. Avec le grand nombre de solutions matérielles et logicielles abordables développées pour fonctionner avec une interface série, le protocole RS232 n'est pas près de disparaître. Comparé à un port USB, un port COM possède un avantage indéniable : le port standard RS-232 à 9600 bps est capable de transmettre des données sur un câble blindé d'une longueur de 15 mètres, alors que la longueur d'un câble USB est généralement limitée à 5 mètres.

Les principaux paramètres des ports COM


Un port COM comporte les paramètres de base suivants :

  • L'adresse du port d'E/S de base ;
  • Le numéro IRQ (interruption) ;
  • La taille d'un bloc d'informations ;
  • La vitesse de transmission des données ;
  • Le mode de détection de la parité ;
  • La méthode de contrôle du flux ;
  • Le nombre de bits d'arrêt.

Quels sont les avantages de la transmission de données série ?


  • La communication série a besoin de moins de fils conducteurs, ce qui réduit le coût de fabrication de l'interface.
  • Elle permet la transmission de données sur de longues distances.
  • Elle utilise un faible nombre de fils, généralement un seul, ce qui simplifie au maximum l'interface entre les périphériques envoyant et recevant des données.
  • Les protocoles série sont faciles à implémenter.

Types de ports série


Il existe différents types d'interfaces de communication de données, et chacune est conçue pour une utilisation spécifique en fonction de la structure de protocole et des paramètres requis. Parmi les interfaces série, nous pouvons citer CAN, RS-232, RS-485, RS-422, I2C, I2S, LIN, SPI et SMBus, mais RS-232, RS-485 et RS-422 restent les plus fiables et les plus courantes.

Interfaces RS-232 RS-422 RS-485
Nombre de périphériques 1 Transmitter
1 Receiver
5 Transmitters
10 Receivers for 1 Transmitter
32 Transmitters
32 Receivers
Type de protocole duplex duplex half duplex
Longueur de câble maximale ~ 15.25 meters at 19.2 Kbps ~ 1220 meters at 100 Kbps ~ 1220 meters at 100 Kbps
Vitesse maximale du transfert de données 19.2Kbps for 15 meters 10Mbps for 15 meters 10Mbps for 15 meters
Signal unbalanced balanced balanced
Tension d'entrée minimale +/- 3V 0.2V differential 0.2V differential
Intensité de sortie 500mA 150mА 250mА

Norme RS232. Brochage du port série


RS-232 est un protocole de communication standard utilisé par les ports série pour connecter un ordinateur à ses périphériques. Cette norme décrit le processus d'échange de données entre un appareil de télécommunication, tel qu'un modem, et un ordinateur. La norme RS-232 définit les caractéristiques électriques des signaux, leur rôle, leur durée ainsi que la taille des connecteurs et leur brochage.

Il faut également noter que la norme RS-232 est un protocole de niveau physique et qu'elle ne définit pas les protocoles de transport qui seront utilisés pour la transmission de données. Les protocoles de transport peuvent varier en fonction du matériel et des logiciels de communication utilisés.

Types de connecteurs série d'un ordinateur.


La plupart des ordinateurs disposant encore de ports série possèdent un connecteur DB-9 mâle à 9 broches. Le connecteur DB-9 se trouve généralement sur la carte mère du PC, bien que sur les ordinateurs plus anciens il puisse être situé sur une carte spéciale insérée dans le port d'extension. L'ancienne version du connecteur série est le DB-25, comprenant 25 broches.

Contrairement au port parallèle, les connecteurs d'un câble série sont identiques aux deux extrémités. En plus des lignes de transmission de données, un port série comporte différentes lignes de service par lequelles circulent des informations de contrôle transmises entre le terminal (l'ordinateur) et le périphérique de télécommunication (le modem). Bien que théoriquement seules trois lignes suffisent à un port série pour fonctionner : Received Data, Transmitted Data et Ground, dans la pratique des lignes de services sont également présentes pour rendre la communication plus efficace, fiable et rapide.

Le brochage d'un connecteur DB-9 selon la norme RS-232 et sa correspondance en connecteur DB-25 sont les suivants :

Numéro de broche DB-9 Description du signal Numéro de broche DB-25
1 (DCD) Data Carrier Detect 8
2 (TxD) Transmitted Data 2
3 (RxD) Receive Data 3
4 (DTR) Data Terminal Ready 20
5 (Gnd) Ground 7
6 (DSR) Data Set Ready 6
7 (RTS) Request To Send 4
8 (CTS) Clear To Send 5
9 (RI) Ring Indicator 22
Signaux de port série et affectation des broches

GND - Masse, le deuxième fil (habituellement) pour tous les signaux. (Les signaux sont toujours transmis sur deux fils).

TxD - Transmitted Data, un canal asynchrone pour l'envoi de données série.

RxD - Received Data, un canal asynchrone pour la réception de données série.

RTS- Request To Send, un signal de contrôle indiquant que l'ordinateur a des données à envoyer sur le canal TxD vers le périphérique.

DTR - Data Terminal Ready, un signal de contrôle indiquant que l'ordinateur (terminal) est prêt à communiquer avec le périphérique.

CTS - Clear To Send, un signal de contrôle indiquant que le périphérique est prêt à recevoir les données du terminal via le canal TxD. Habituellement, ce signal est envoyé par le périphérique après avoir reçu le signal RTS=True (demande de transfert) de l'ordinateur et lorsqu'il est prêt à recevoir les données. Si le périphérique n'envoie pas le signal CTS=True, la transmission sur le canal TxD ne démarrera pas. Ce signal est utilisé pour le contrôle de flux matériel.

DSR - Data Set Ready, un signal de contrôle indiquant que le périphérique remplit toutes les conditions et que l'envoi et la réception de données depuis l'ordinateur sont prêts à débuter.

DCD - Data Carrier Detected, un signal de contrôle informant l'ordinateur (terminal) de la détection d'un autre terminal, ce qui signifie que le périphérique, par exemple un modem, a détecté un autre modem souhaitant débuter un échange de données entre les terminaux. Le modem envoie un signal DCD=True, qui est détecté à l'entrée de l'ordinateur (terminal). Si le terminal est prêt pour l'échange de données, il doit l'indiquer en envoyant un signal DTR=True, après quoi l'échange de données entre les deux terminaux pourra débuter.

RI - Ring Indicator, un signal avertissant l'ordinateur (terminal) que le périphérique reçoit un signal d'appel.

Comment tester un port COM
sur un ordinateur


Il est souvent nécessaire d'ouvrir un port COM lorsque vous réparez un ordinateur ou effectuez des diagnostics. Vous pouvez également avoir à vérifier si un port série fonctionne. Il est très facile de griller un composant. Il arrive très souvent qu'un port COM soit endommagé lorsque des périphériques ne sont pas déconnectés correctement.

La manière la plus simple de vérifier le bon fonctionnement d'une interface COM est d'y connecter une souris. Ce test ne vous donnera cependant pas une vision complète de l'état du port, étant donné qu'une souris utilise seulement la moitié des huit lignes de signal disponibles. Le seul moyen d'effectuer un diagnostic complet est d'utiliser un logiciel de suivi de port COM dédié (par exemple Serial Port Monitor). Découvrez la liste des meilleurs utilitaires de suivi de données série dans notre nouveau guide. Il liste les solutions de suivi de port COM logicielles comme matérielles en expliquant les avantages que proposent chacune des solutions.

Conclusion


Le port série n'est plus un moyen de transmission d'informations très utilisé de nos jours. Cependant, de nombreux appareils fonctionnent toujours avec des ports COM, à commencer par l'équipement de télécommunication, et grâce à certains des avantages qu'offre le protocole de transfert de données série RS-232, l'interface série reste présente dans de nombreux domaines de la vie quotidienne.

Virtual Serial Port Driver

Configuration requise: Windows (32-bit et 64-bit): XP(uniquement Standard)/2003(uniquement Standard)/2008/ Vista/7/8/10, Windows Server 2012/2016/2019 , 5.5MB taille
Version 9.0.575 (le 24 Mai, 2019) Notes de mise à jour
Catégorie: Serial Port Software