Penyesuai RS-232 Mudah - Loop Semasa

Penyesuai untuk menyambungkan komputer PC dan pengawal dengan antara muka gelung semasa. Ia tidak memerlukan bahagian lasak, ia boleh didapati untuk pembuatan walaupun di rumah.

Pada tahun 1969, Persatuan Industri Elektronik Amerika membangunkan antara muka komunikasi RS-232C. Tujuan awalnya adalah untuk menyediakan komunikasi antara komputer yang jauh dari jauh.

Analog antara muka ini di Rusia dipanggil "Bersama S2". Komunikasi antara komputer dijalankan menggunakan modem, tetapi pada masa yang sama, peranti seperti "tetikus," yang juga dikenali sebagai "komovskaya," serta pengimbas dan pencetak, disambungkan ke komputer melalui antara muka RS-232C. Sudah tentu, semua mereka sepatutnya dapat menyambung melalui antara muka RS-232C.

Pada masa ini, peranti sedemikian benar-benar tidak digunakan, walaupun RS-232C masih dalam permintaan: walaupun beberapa model komputer riba baru mempunyai antara muka ini. Satu contoh komputer riba seperti itu ialah model komputer riba perindustrian TS Strong @ Master 7020T siri Core2Duo. Komputer riba seperti itu di kedai-kedai "Home Computer", tentu saja, tidak menjual.

Sesetengah pengawal perindustrian mempunyai antara muka gelung semasa. Untuk menyambungkan komputer dengan antara muka RS-232C dan pengawal yang sama, pelbagai penyesuai digunakan. Artikel ini menerangkan salah satu daripada mereka.

Penyesuai RS-232 - Loop Semasa dibangunkan oleh pakar perusahaan kami dan semasa operasi menunjukkan kebolehpercayaan yang tinggi. Ciri tersendiri ialah ia menyediakan pengasingan galvanik lengkap komputer dan pengawal. Reka bentuk litar sedemikian amat mengurangkan kemungkinan kegagalan kedua-dua peranti. Di samping itu, ia mudah untuk menjadikannya sendiri di bawah keadaan pengeluaran: skim ini tidak besar dalam jumlah, tidak mengandungi bahagian yang langka, dan, sebagai peraturan, tidak memerlukan pelarasan.

Untuk menjelaskan operasi litar ini, perlu diingat, sekurang-kurangnya secara umum, operasi antara muka RS-232C dan Current Loop. Satu-satunya perkara yang menyatukan mereka ialah penghantaran data bersiri.

Perbezaannya adalah bahawa isyarat mempunyai tahap fizikal yang berbeza. Di samping itu, antara muka RS-232C, sebagai tambahan kepada talian penghantaran data sebenar, mempunyai beberapa isyarat kawalan tambahan yang direka untuk berfungsi dengan modem.

Proses penghantaran data pada baris TxD ditunjukkan dalam Rajah 1. (TxD adalah garis pemancar. Data daripadanya adalah output secara serentak dari komputer).

Pertama sekali, perlu diingatkan bahawa data dihantar menggunakan voltan bipolar: tahap sifar logik dalam talian sepadan dengan voltan + 3 ... + 12V, dan tahap unit logik -3 ... 12V. Menurut istilah yang berasal dari teknologi telegraf, keadaan sifar logik kadangkala dipanggil SPASE atau "melepaskan", pada masa yang sama, unit logik dipanggil MARK - "klik".

Rajah 1

Bagi litar CONTROL, voltan positif sepadan dengan unit logik (pada), dan voltan negatif kepada sifar logik (mati). Semua ukuran dibuat berhubung dengan kenalan SG (maklumat tanah).

Pemindahan data sebenarnya dilakukan dalam mod hentian dengan kaedah tak segerak berurutan. Penerapan kaedah ini tidak memerlukan penghantaran sebarang isyarat penyegerakan tambahan, dan akibatnya, garisan tambahan untuk penghantaran mereka.

Maklumat dihantar dalam bait (lapan nombor binari), yang dilengkapi dengan maklumat overhead. Pertama, ia adalah bit mula (sedikitnya satu bit binari), selepas itu lapan bit data yang mengikuti. Secara langsung di belakang mereka datang sedikit pariti dan selepas itu, bit berhenti. Terdapat beberapa bit berhenti. (Sedikit adalah singkatan untuk digit binari Bahasa Inggeris - digit biner).

Dalam ketiadaan penghantaran data, garis tersebut berada dalam keadaan unit logik (voltan dalam talian adalah -3 ... 12V). Bit mula memulakan penghantaran, menetapkan garisan ke tahap sifar logik. Seorang penerima yang disambungkan ke baris ini, setelah menerima sedikit permulaan, memulakan kaunter yang mengira selang masa yang dimaksudkan untuk penghantaran setiap bit. Pada masa yang tepat, sebagai peraturan, di tengah-tengah selang waktu, penerima mengunci keadaan garis dan mengingat keadaannya. Kaedah ini membaca maklumat dari garisan.

Untuk mengesahkan kebolehpercayaan maklumat yang diterima, bit cek pariti digunakan: jika bilangan unit yang terkandung dalam bait yang dihantar adalah ganjil, maka satu lagi unit ditambahkan kepada mereka - bit semak pariti. (Walau bagaimanapun, unit ini boleh menambah bait sebaliknya sehingga ia ganjil. Ia bergantung kepada protokol pemindahan data yang diterima).

Di sisi penerima, pariti diperiksa dan jika bilangan unit ganjil dikesan, program akan membetulkan ralat dan mengambil langkah-langkah untuk menghapuskannya. Sebagai contoh, ia boleh meminta pengulangan semula bait yang gagal. Benar, semakan pariti tidak selalu diaktifkan, mod ini hanya boleh dimatikan dan bit cek dalam kes ini tidak dihantar.

Penghantaran setiap bait berakhir dengan bit stop. Tujuan mereka adalah untuk menghentikan operasi penerima, yang, menurut yang pertama, akan menunggu untuk bait seterusnya, atau sebaliknya, permulaannya. Tahap bit stop selalu logik 1, sama seperti tahap dalam jeda antara pemindahan perkataan. Oleh itu, dengan mengubah bilangan bit berhenti, anda boleh menyesuaikan tempoh jeda ini, yang memungkinkan untuk mencapai komunikasi yang boleh dipercayai dengan tempoh minimum.

Algoritma antara muka bersiri dalam komputer dilakukan oleh pengawal khas tanpa penyertaan pemproses pusat. Yang terakhir hanya mengkonfigurasi pengawal ini untuk mod tertentu, dan memuatkan data kepadanya untuk penghantaran, atau menerima data yang diterima.

Apabila bekerja dengan modem, antara muka RS-232C tidak hanya menyediakan garis data tetapi juga isyarat kawalan tambahan. Dalam artikel ini, mengingati mereka dengan terperinci hanya tidak masuk akal, kerana hanya dua dari mereka yang digunakan dalam litar penyesuai yang dicadangkan. Ini akan dibincangkan di bawah dalam perihalan gambarajah litar.

Sebagai tambahan kepada RS-232C, antara muka bersiri IRPS (Radial Interface dengan Serial Communication) sangat meluas. Nama kedua ialah Loop Semasa. Antara muka ini secara logiknya bersesuaian dengan RS-232C: prinsip penghantaran data siri yang sama dan format yang sama: bit mula, byte data, bit parity dan stop bit.

Perbezaan dari RS-232C hanya dalam pelaksanaan fizikal saluran komunikasi. Tahap logik dihantar bukan oleh voltan, tetapi oleh arus. Skim yang sama membolehkan anda mengatur komunikasi antara peranti yang berada pada jarak satu setengah kilometer.

Di samping itu, "gelung semasa", tidak seperti RS-232C, tidak mempunyai sebarang isyarat kawalan: secara lalai, diandaikan bahawa mereka semua berada dalam keadaan aktif.

Sehingga rintangan talian komunikasi yang panjang tidak menjejaskan tahap isyarat, garisan itu dikuasakan melalui penstabil semasa.

Angka di bawah menunjukkan gambarajah yang sangat ringkas antara muka gelung semasa. Seperti yang telah disebutkan, garisan itu dikuasakan dari sumber semasa, yang boleh dipasang sama ada dalam pemancar atau penerima, yang tidak penting.

Rajah 2

Unit logik dalam baris sepadan dengan arus 12 ... 20 mA, dan sifar logik sepadan dengan kekurangan arus, lebih tepatnya, tidak melebihi 2 mA. Oleh itu, peringkat output pemancar "gelung semasa" adalah suis transistor mudah.

Optocoupler transistor digunakan sebagai penerima, yang menyediakan pengasingan galvanik dari talian komunikasi. Agar komunikasi menjadi dua hala, satu lagi gelung yang sama diperlukan (dua talian komunikasi), walaupun kaedah penghantaran diketahui dalam dua arah dan pada satu pasangan berpintal.

Keupayaan saluran komunikasi sangat mudah untuk memeriksa jika anda memasukkan milliammeter dalam jurang salah satu daripada kedua-dua wayar, sebaiknya meter dail. Dalam ketiadaan penghantaran data, ia harus menunjukkan jarak semasa hingga 20 mA, dan jika data sedang dihantar, maka sedikit berkedut panah dapat diperhatikan. (Jika kelajuan transmisi tidak tinggi, tetapi transmisi itu sendiri dalam paket).

Gambar rajah penyesuai RS-232C - "Gelung semasa" ditunjukkan dalam Rajah 3.

Rajah 3. Rajah skematik penyesuai RS-232C - "Gelung semasa" (mengklik pada gambar akan membuka rajah dalam format yang lebih besar)

Dalam keadaan awal, isyarat Rxd berada dalam keadaan unit logik (lihat Rajah 1), iaitu voltan di atasnya ialah -12 V, yang membawa kepada pembukaan optocoupler DA2, dan dengan itu transistor VT1, di mana arus 20 mA mengalir melalui penstabil semasa dan optocoupler LED penerima pengawal, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4. Bagi "gelung semasa", ini adalah keadaan unit logik.

Apabila isyarat Rxd mengambil nilai sifar logik (voltan + 12V), DA2 optocoupler ditutup dan transistor VT1 disambungkan dengannya, maka arus menjadi sifar, yang mematuhi sepenuhnya keperluan "gelung semasa" antara muka. Dengan cara ini, data bersiri akan dipindahkan dari komputer ke pengawal.

Data dari pengawal ke komputer dihantar melalui optocoupler DA1 dan transistor VT2: apabila garis gelung semasa berada dalam keadaan unit logik (semasa 20 mA), optocoupler membuka transistor VT2 dan voltan dari -12 V muncul pada input penerima RS-232C, yang menurut Rajah 1, adalah tahap logik unit. Ini sepadan dengan jeda antara pemindahan data.

Apabila gelung semasa adalah sifar (sifar logik) pada saluran komunikasi gelung semasa, optocoupler DA1 dan transistor VT2 ditutup pada input RxD, akan ada voltan + 12V - sepadan dengan tahap sifar logik.

Untuk menerima voltan bipolar pada input RxD, isyarat DTR Data Terminal Ready dan RTS Request to Send digunakan.

Isyarat ini direka bentuk untuk berfungsi dengan modem, tetapi dalam kes ini, ia digunakan sebagai sumber kuasa untuk talian RxD, jadi sumber tambahan tidak diperlukan. Secara progresif, isyarat ini ditetapkan dengan cara ini: DTR = + 12V, RTS = -12V. Tegasan ini diasingkan dari satu sama lain oleh diodes VD1 dan VD2.

Untuk pembuatan penyesuai yang bebas, anda memerlukan butiran berikut.

Senarai item.

DA, DA = 2xAOT128

R1 = 1x4.7K

R2, R4 = 2x100K

R3 = 1x200

R6, R7 = 2x680

R8, R9, R10 = 3x1M

VD1, VD2, VD3, VD4, VD5 = 5xKD522

VT1, VT2 = 2xKT814G

Jika, bukannya optocouplers AOT128 domestik, import 4N35 digunakan, yang paling mungkin dalam pasaran radio semasa, perintang R2, R4 harus ditetapkan ke 820K ... 1M.

Sambungan pengawal ke komputer ditunjukkan dalam Rajah 4. (Penstabil semasa berada di pengawal).

Rajah 4

Rajah 5 menunjukkan papan penyesuai selesai.

Rajah 5 Gpenyesuai papan induk

Sambungan ke komputer dibuat menggunakan penyambung jenis DB-9, (bahagian wanita) menggunakan kabel port bersiri standard.

Kadang-kadang, kabel penampilan yang sama dari UPS (tidak terganggu) kekal. Mereka mempunyai pendawaian tertentu dan tidak sesuai untuk menyambung penyesuai.

Garis aras gelung semasa disambung menggunakan pengapit terminal.

Boris Aladyshkin