Послідовний інтерфейс на фізичному рівні може мати різні реалізації, що розрізняються способами передачі електричних сигналів. Існує ряд родинних міжнародних стандартів: RS-232C, RS-423A, RS-422A і RS-485. На рис. 1.3 наведені схеми з'єднання приймачів і передавачів і показані їх обмеження на довжину лінії (L) і максимальну швидкість передачі даних (V).

Несиметричні лінії інтерфейсів RS-232C і RS-423A мають найнижчу захищеність від синфазної перешкоди, хоча диференціальний вхід приймача RS-423A дещо пом'якшує ситуацію. Кращі параметри має двоточковий інтерфейс RS-422A і його магістральний (шинний) родич RS-485, що працює на симетричних лініях зв'язку. В них для передачі кожного сигналу використовуються диференціальні сигнали з окремою (витою) парою проводів.

Рис. 1.. Стандарти послідовного інтерфейсу

Найбільше поширення в PC отримав найпростіший з цих – стандарт RS-232C. В промисловій автоматиці широко застосовується RS-485, а також RS-422A, що зустрічається і в деяких принтерах. Існують відносно нескладні перетворювачі сигналів для узгодження всіх цих споріднених інтерфейсів.

2.2.1. Інтерфейс RS-232C

Інтерфейс RS-232C призначений для підключення апаратури, що передає або приймає дані (КОД – конечне обладнання даних або АПД – апаратура передачі даних), до конечної апаратури каналів даних (АКД). В ролі АПД може виступати комп'ютер, принтер, плоттер і інше периферійне обладнання. Цій апаратурі відповідає абревіатура DTE – Data Terminal Equipment. В ролі АКД звичайно виступає модем, цій апаратурі відповідає абревіатура DСЕ – Data Communication Equipment. Кінцевою метою підключення є з'єднання двох пристроїв DTE, повна схема з'єднання наведена на рис. 1.4. Інтерфейс дозволяє виключити канал віддаленого зв'язку разом з парою пристроїв DTE (модемів), з'єднавши пристрої безпосередньо за допомогою нуль-модемного кабелю (рис. 1.5).

Рис. 1.. Повна схема з'єднання по RS-232C

Рис. 1.. З'єднання по RS-232C нуль-модемним кабелем

Стандарт описує управляючі сигнали інтерфейсу, пересилку даних, електричний інтерфейс і типи роз'ємів. Стандарт описує асинхронний і синхронний режими обміну, але СOM-порти підтримують тільки асинхронний режим. Функціонально RS-232C еквівалентний стандарту МККТТ V.24/ V.28 і стику С2, але вони мають різні назви одних і тих же сигналів, що використовуються

2.2.2. Інфрачервоний інтерфейс

Застосування випромінювачів і приймачів інфрачервоного діапазону дозволяє здійснювати безпровідні комунікації між парою пристроїв, віддалених на відстань, що досягає одного метра, а іноді навіть декількох метрів. Розрізняють інфрачервоні системи зв'язку низької швидкості (до 115,2 Кбіт/с) середньої і високої, що працюють з швидкостями 1,152 і 4 Мбіт/с відповідно. Низько-швидкісні системи придатні для обміну короткими повідомленнями, високошвидкісні – для обміну файлами між комп'ютерами, підключення до локальної (або глобальній) мережі, виведення інформації на принтери, проекційні апарати і т.п. В перспективі очікуються і більш високі швидкості обміну, які дозволять передавати навіть «живе відео». В 1993 році була створена асоціація розробників систем інфрачервоної передачі даних IrDA (Infrared Data Association), покликана забезпечити сумісність обладнання від різних виробників. В даний час діє стандарт IrDA 1.1, окрім якого є власні системи фірм Hewlett Packard HP-SIR (Hewlett Packard Slow Infra Red) і ASK (Amplitude Shifted Keyed IR) фірми Sharp. Основні (швидкісні) характеристики інтерфейсів наступні;

На швидкостях до 115,2 Кбіт/с для інфрачервоного зв'язку використовуються UART, сумісні з 16450/16550. В сучасній системній платі на використання інфрачервоного зв'язку часто може конфігуруватися порт COM2. В цьому випадку на передню панель комп'ютера встановлюється зовнішній приймач-передавач – «інфрачервоне око», яке підключається до роз'єму IR-Connector системної платі.

На середніх і високих швидкостях обміну застосовуються спеціалізовані мікросхеми, орієнтовані на інтенсивний програмно-керований обмін або DMA, з можливістю використання прямого управління шиною (Bus Master).

На відміну від інших безпровідних систем зв'язку (радіочастотних), інфрачервоні випромінювачі не створюють перешкод в радіочастотному діапазоні і забезпечують достатній рівень конфіденційності зв'язку. ІЧ-випромінювання не проходить через стіни, і відстань прийому обмежується невеликим, легко контрольованим простором. Дуже привабливе застосування інфрачервоної технології для зв'язку портативних комп'ютерів зі стаціонарними комп'ютерами або док-станціями (PC Docking), розширювальними їх до повноцінної настільної конфігурації. Інфрачервоний інтерфейс мають і деякі моделі принтерів.

2.2.3. Інтерфейс MIDI

Цифровий інтерфейс музичних інструментів MIDI (Musical Instrument Digital Interface) є двонаправленим послідовним асинхронним інтерфейсом з частотою передачі 31,25 Кбіт/с. Цей інтерфейс, розроблений в 1983 році, став фактичним стандартом для сполучення комп'ютерів, синтезаторів, записуючих і відтворюючих пристроїв, мікшерів, пристроїв спеціальних ефектів та іншої електромузичної техніки. В даний час інтерфейс MIDI мають і дорогі синтезатори, і дешеві музичні клавіатури, які можуть використовуватися в якості пристроїв введення комп'ютера.

В інтерфейсі застосовується струмова петля 10 мА (можливо і 5 мА) з гальванічною (оптронною) розв'язкою вхідного ланцюга. Ця розв'язка виключає зв'язок «схемних земель» пристроїв, що сполучаються через інтерфейсний кабель, що усуває перешкоди (фон), украй небажані для звукової техніки. Зниженню інтерференційних перешкод служить і вибір частоти передачі, яка співпадає з одним із значень частот квантування, прийнятих в цифровому звукозаписі.

Формат асинхронного посилання містить старт-біт, 8 біт інформації і 1 стоп-біт, контроль парності відсутній. Старший біт посилання є ознакою «команда-дані». Його нульове значення вказує на наявність семи біт даних в молодших розрядах. При одиничному значенні ознаки біти [6:4] містять код команди, а біти [3:0] – адресу приймача. Команди можуть бути як адресованими конкретному пристрою, так і широкомовними безадресними. До останньої групи відносяться команди старту, стопу