Способы соединения ПК и МК

June 27, 2010 by admin Комментировать »

Если скорость передачи не выбирать слишком высокой, то RS-232 может уверенно работать на десятки и даже сотни метров (автору этих строк удава­лось без дополнительных ухищрений наладить обмен с компьютером на ско­рости 4800 по кабелю, правда, довольно толстому, длиной около полукило­метра). В табл. 21.1 приведены ориентировочные эмпирические данные по длине неэкранированной линии связи для различных скоростей передачи. Эти данные ни в коем случае не могут считаться официальными — слишком много влияющих факторов (уровень помех, толщина проводов, их взаимное расположение в кабеле, фактические уровни напряжения, выходное/входное сопротивление портов и т. п.).

Таблица 21.1. Ориентировочная допустимая длина кабеля для передачи по интерфейсу RS’232

Скорость, бод

Длина кабеля (не экранированного), м

9600

75

2400

150

110

900

Полный список всех контактов для двух стандартных разъемов типа DB (9 и 25-контактного) приведен в табл. 21.2. Нумерация контактов DB-разъема обычно приведена прямо на нем. Отметим, что 25-контактный разъем был создан первоначально в расчете на развитие стандарта, но позднее стало яс­но, что развития не предвидится, и создали 9-контактный, которого доста­точно для всех нужд, и в настоящее время практически только он и использу­ется. Кабельная часть для RS-232 обычно представляет собой гнездовую часть разъема («маму»), а приборная — штыревую («папу»). Потому, к при­меру, разъем LPT, который тоже есть 25-контактный DB, перепутать с СОМ-портом невозможно: для LPT на компьютере установлена гнездовая часть, а для СОМ-порта — штыревая.

Таблица 21.2. Контакты стандартных разъемов типа DB

сом 9(25)

Обозначение

Направ­ление

Сигнал

1(8)

DCD

Вход

Детектор принимаемого сигаала с линии (Data Carrier Detect)

2(3)

RxD

Вход

Принимаемые данные (Receive Data)

3(2)

TxD

Выход

Передаваемые данные (Transmit Data)

4(20)

DTR

Выход

Готовность выходных данных (Data Terminal Ready)

5(7)

GND

Общий (Ground)

6(6)

DSR

Вход

Готовность данных (Data Set Ready)

7(4)

RTS

Выход

Запрос для передачи данных (Request То Send)

8(5)

CTS

Вход

Разрешение для передачи данных (Clear То Send)

9(22)

Rl

Вход

Индикатор вызова (Ring Indicator)

Смысл дополнительных линий в том, что они могут применяться для органи­зации различных синхронных протоколов обмена (протоколов с handsha­kes — «рукопожатием»). Поскольку мы таких протоколов не касаемся, то ли­нии эти нас будут интересовать только в качестве источника питания для преобразователей уровня (см. далее).

Для нормальной совместной работы приемника и передатчика выводы RxD и TxD, естественно, нужно соединять накрест — TxD одного устройства с RxD второго и наоборот (то же относится и к RTS-CTS и т. д.). Кабели RS-232, которые устроены именно таким образом, называются еще нуль-модемными (в отличие от простых удлинительных). Их стандартная конфигурация пока­зана на рис. 21.2.

clip_image002clip_image004clip_image006

Рис. 21.2. Схемы нуль-модемных кабелей RS-232: а, б — различные полные варианты; в — минимальный вариант

Простейшая схема преобразователя уровня показана на рис. 21.3. В ней мы использовали отмеченный ранее факт, что линия TxD со стороны компьюте­ра большую часть времени пребывает в состоянии низкого уровня, и мы за­пасаем это напряжение на конденсаторе через диод, а потом используем его при передаче. Это несколько снижает входное сопротивление линии RxD устройства (и повышает выходное TxD), но в принципе прекрасно работает, даже если байты идут туда-сюда сплошным потоком.

«Официальный» путь состоит с том, чтобы применять специальные микро­схемы приемопередатчиков RS-232 (правильнее их было бы называть преоб­разователями уровня), это, например, МАХ202, МАХ232, ADM202 и подоб­ные, которые содержат внутри преобразователь-инвертор напряжения, вроде того что мы применяли для формирования отрицательного питания измери­теля температуры в главе 17 (см. рис. 17.11,6). Вариант построения такой схемы показан на рис. 21.4. Выходные уровни вывода TxD здесь при интен­сивном обмене составят не менее ±7 В.

В качестве разъема для подсоединения к компьютеру необходимо использо­вать DB-9M (штыревая часть, как и на самом ПК), в версии для установки на плату (то есть типа DRB). Тогда вы сможете соединить ваше устройство с компьютером только одним способом — с помощью симметричного нуль-модемного кабеля, который имеет на обоих концах гнездовые части. Со сто­роны МК линии, обозначенные на этих схемах, как RxD и TxD, просто под­соединяются к соответствующим выводам контроллера (так, у ATmega8535 в DIP-Kopnyce это выводы 14 и 15, альтернативные функции выводов PDO и PD1,cm. рис. 20.4).

clip_image008

Рис. 21.3. Простейший вариант самодельного преобразователя уровней RS-232 — UART при соединении контроллера с компьютером

clip_image010

Рис. 21.4. Вариант одноканального преобразователя уровней RS-232 — UART на микросхеме МАХ202

Заметки на полях

Применение таких приемопередатчиков не решает одной проблемы — гальва­нической развязки устройства с СОМ-портом. А такая развязка очень даже может понадобиться — на корпусе компьютера «висит» обычно вполне при­личный потенциал. Для построения таких устройств обычно приспосабливают транзисторные оптроны с достаточным бьютродействием (например, упомяну­тые в главе 7 6N135/136 или HCPL-0560), но встает вопрос об их питании со стороны компьютера, так как в разъеме RS-232 выводов питания не имеется. Для этого еще со времен компьютерных мышей, рассчитанных на работу че­рез СОМ-порт, применяется не совсем законный способ питания от сигналь­ных линий RTS или DTR. Так как линии эти при включении ПК, вообще говоря, могут иметь произвольное значение уровня (±10—12 В), то напряжение с них следует снимать через выпрямительный мостик. Можно и со стороны МК по­ставить преобразователь-инвертор с гальванической развязкой (например, фирмы Тгасо). Более подробно на этом здесь мы не будем останавливаться (см., например, [18]).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты