Mga kategorya: Itinatampok na Mga Artikulo » Praktikal na Elektronika
Bilang ng mga tanawin: 71885
Mga puna sa artikulo: 5

Simple RS-232 Adapter - Kasalukuyang Loop

Isang adaptor para sa pagkonekta sa isang computer ng PC at mga Controller na may kasalukuyang interface ng loop. Hindi ito nangangailangan ng mga hindi gaanong bahagi, magagamit ito para sa paggawa kahit sa bahay.

Noong 1969, binuo ng American Electronic Industries Association ang interface ng komunikasyon ng RS-232C. Ang paunang layunin nito ay upang magbigay ng komunikasyon sa pagitan ng mga computer na napakalayo sa isang mahabang distansya.

Ang isang analogue ng interface na ito sa Russia ay tinatawag na "Joint S2". Ang komunikasyon sa pagitan ng mga computer ay isinasagawa gamit ang mga modem, ngunit sa parehong oras, ang mga aparato tulad ng isang "mouse," na tinawag ding "komovskaya," pati na rin ang mga scanner at printer, ay konektado sa mga computer sa pamamagitan ng interface ng RS-232C. Siyempre, ang lahat ng mga ito ay dapat na kumonekta sa pamamagitan ng interface ng RS-232C.

Sa kasalukuyan, ang mga naturang aparato ay ganap na hindi ginagamit, kahit na ang demand ng RS-232C: kahit na ang ilang mga bagong modelo ng laptop ay may interface na ito. Ang isang halimbawa ng tulad ng isang laptop ay ang pang-industriya na modelo ng laptop na TS Strong @ Master 7020T series Core2Duo. Ang nasabing laptop sa mga tindahan na "Home Computer", siyempre, huwag magbenta.

Ang ilang mga pang-industriya na kontrol ay may kasalukuyang interface ng loop. Upang ikonekta ang isang computer na may interface na RS-232C at isang katulad na controller, ginagamit ang iba't ibang mga adaptor. Inilalarawan ng artikulong ito ang isa sa kanila.

Ang adaptor ng RS-232 - Kasalukuyang Loop ay binuo ng mga espesyalista ng aming negosyo at sa panahon ng operasyon ay nagpakita ng mataas na pagiging maaasahan. Ang natatanging tampok na ito ay nagbibigay ng isang kumpletong paghihiwalay ng galvanic ng computer at ang controller. Ang ganitong disenyo ng circuit ay lubos na binabawasan ang posibilidad ng pagkabigo ng parehong mga aparato. Bilang karagdagan, madaling gawin itong iyong sarili sa ilalim ng mga kondisyon ng produksyon: ang scheme ay hindi malaki sa dami, hindi naglalaman ng mga bahagi ng mahirap makuha, at, bilang isang panuntunan, ay hindi kailangang ayusin.

Upang maipaliwanag ang pagpapatakbo ng circuit na ito, kinakailangang alalahanin, hindi bababa sa mga pangkalahatang termino, ang pagpapatakbo ng mga interface ng RS-232C at Kasalukuyang Loop. Ang tanging bagay na pinag-iisa sa kanila ay ang paghahatid ng serial data.

Ang pagkakaiba ay ang mga senyas ay may iba't ibang mga antas ng pisikal. Bilang karagdagan, ang interface ng RS-232C, bilang karagdagan sa aktwal na mga linya ng paghahatid ng data, ay mayroong maraming karagdagang mga signal ng kontrol na idinisenyo upang gumana sa modem.

Ang proseso ng pagpapadala ng data sa linya ng TxD ay ipinapakita sa Figure 1. (TxD ay ang linya ng transmiter. Ang data mula dito ay sunud-sunod na output mula sa computer).

Una sa lahat, dapat tandaan na ang data ay ipinadala gamit ang boltahe ng bipolar: ang antas ng lohikal na zero sa linya ay tumutugma sa isang boltahe ng + 3 ... + 12V, at ang antas ng isang lohikal na yunit ng -3 ... 12V. Ayon sa terminolohiya na nagmula sa teknolohiya ng telegraphic, ang estado ng isang lohikal na zero ay kung minsan ay tinawag na SPASE o "depression", habang ang lohikal na yunit ay tinatawag na MARK - "pindutin".

Larawan 1

Para sa mga circuit ng CONTROL, ang isang positibong boltahe ay tumutugma sa isang lohikal na yunit (on), at isang negatibong boltahe sa isang lohikal na zero (off). Ang lahat ng mga sukat ay ginawa tungkol sa pakikipag-ugnay sa SG (impormasyon sa lupa).

Ang aktwal na paglilipat ng data ay isinasagawa sa mode ng start-stop sa pamamagitan ng isang sunud-sunod na pamamaraan na hindi sinasadya. Ang application ng pamamaraang ito ay hindi nangangailangan ng paghahatid ng anumang karagdagang mga signal sa pag-synchronize, at, dahil dito, mga karagdagang linya para sa kanilang paghahatid.

Ang impormasyon ay ipinadala sa mga byte (walong bit na binary number), na pinupunan ng overhead na impormasyon. Una, ito ay isang simulang pagsisimula (medyo kaunti ang isang binary bit), pagkatapos na sundin ang walong bits ng data. Direkta sa likod ng mga ito ay dumating ang parity bit at pagkatapos ng lahat, ang itigil na bit. Maaaring magkaroon ng maraming mga stop bit. (Ang isang bit ay isang pagdadaglat para sa binary digit ng Ingles - isang binary digit).

Sa kawalan ng paghahatid ng data, ang linya ay nasa estado ng isang lohikal na yunit (ang boltahe sa linya ay -3 ... 12V). Ang start bit ay nagsisimula paghahatid, pagtatakda ng linya sa isang antas ng logic zero. Ang isang tatanggap na konektado sa linya na ito, na natanggap ang start bit, ay nagsisimula ng isang counter na binibilang ang mga agwat ng oras na inilaan para sa paghahatid ng bawat bit. Sa tamang oras, bilang isang patakaran, sa gitna ng agwat, tinatanggap ng tatanggap ang estado ng linya at naaalala ang estado nito. Ang pamamaraang ito ay nagbabasa ng impormasyon mula sa linya.

Upang mapatunayan ang pagiging maaasahan ng natanggap na impormasyon, ginagamit ang parity check bit: kung ang bilang ng mga yunit na nilalaman sa ipinapadala na byte ay kakaiba, pagkatapos ay isang karagdagang unit ang idinagdag sa kanila - ang parity check bit. (Gayunpaman, ang yunit na ito ay maaaring magdagdag ng mga byte sa kabaligtaran hanggang sa ito ay kakaiba. Ang lahat ay nakasalalay sa tinanggap na data transfer protocol).

Sa panig ng tatanggap, ang pagkakapare-pareho ay nasuri at kung ang isang kakaibang bilang ng mga yunit ay napansin, ayusin ng programa ang pagkakamali at gumawa ng mga hakbang upang maalis ito. Halimbawa, maaari itong humiling ng muling pag-uli ng nabigo na byte. Totoo, ang parity check ay hindi palaging isinaaktibo, ang mode na ito ay maaaring i-off lamang at ang tseke sa kasong ito ay hindi ipinadala.

Ang paghahatid ng bawat bait ay nagtatapos sa mga bit ng stop. Ang kanilang layunin ay upang ihinto ang operasyon ng tatanggap, na, ayon sa una sa kanila, ay pupunta upang maghintay para sa susunod na byte na natanggap, mas tumpak, ang pagsisimula nito. Ang antas ng stop bit ay palaging lohikal 1, tulad ng antas sa mga paghinto sa pagitan ng mga paglilipat ng salita. Samakatuwid, sa pamamagitan ng pagpapalit ng bilang ng mga bit ng itigil, maaari mong ayusin ang tagal ng mga pag-pause na ito, na ginagawang posible upang makamit ang maaasahang komunikasyon sa isang minimum na tagal.

Ang buong serial interface algorithm sa computer ay isinasagawa ng mga espesyal na Controller nang walang paglahok ng isang gitnang processor. Pinagsasaayos lamang ng huli ang mga kontrol na ito para sa isang tiyak na mode, at nag-upload ng data dito para sa paghahatid, o tumatanggap ng natanggap na data.

Kapag nagtatrabaho sa isang modem, ang interface ng RS-232C ay nagbibigay hindi lamang ng mga linya ng data, kundi pati na rin ang mga karagdagang signal signal. Sa artikulong ito, isinasaalang-alang ang mga ito nang detalyado ay hindi makatwiran, dahil dalawa lamang sa kanila ang ginagamit sa iminumungkahing circuit adapter. Tatalakayin ito sa ibaba sa paglalarawan ng diagram ng circuit.

Bilang karagdagan sa RS-232C, ang malawak na interface ng IRPS (Radial Interface na may Serial Communication) ay laganap. Ang kanyang pangalawang pangalan ay Kasalukuyang Loop. Ang interface na ito ay lohikal na tumutugma sa RS-232C: ang parehong prinsipyo ng paghahatid ng data at ang parehong format: simulan ang bit, data byte, pagkakapare-pareho at huminto.

Ang pagkakaiba mula sa RS-232C ay nasa pisikal na pagpapatupad ng channel ng komunikasyon. Ang mga antas ng lohikal ay ipinapadala hindi sa pamamagitan ng mga boltahe, ngunit sa pamamagitan ng mga alon. Pinapayagan ka ng isang katulad na pamamaraan upang maisaayos ang komunikasyon sa pagitan ng mga aparato na matatagpuan sa layo ng isa at kalahating kilometro.

Bilang karagdagan, ang "kasalukuyang loop", hindi katulad ng RS-232C, ay walang mga signal signal: bilang default, ipinapalagay na silang lahat ay nasa isang aktibong estado.

Upang ang paglaban ng mga mahabang linya ng komunikasyon ay hindi nakakaapekto sa mga antas ng signal, ang mga linya ay pinapagana sa pamamagitan ng kasalukuyang mga stabilizer.

Ang figure sa ibaba ay nagpapakita ng isang pinasimpleng diagram ng kasalukuyang interface ng loop. Tulad ng nabanggit na, ang linya ay pinalakas mula sa isang kasalukuyang mapagkukunan, na maaaring mai-install alinman sa transmitter o sa tagatanggap, na hindi mahalaga.

Larawan 2

Ang isang lohikal na yunit sa linya ay tumutugma sa isang kasalukuyang ng 12 ... 20 mA, at ang isang lohikal na zero ay tumutugma sa isang kakulangan ng kasalukuyang, mas tiyak, hindi hihigit sa 2 mA. Samakatuwid, ang yugto ng output ng "kasalukuyang loop" transmiter ay isang simpleng transistor switch.

Ang isang transistor optocoupler ay ginagamit bilang isang tatanggap, na nagbibigay ng paghihiwalay ng galvanic mula sa linya ng komunikasyon. Upang ang komunikasyon ay maging two-way, ang isa pang parehong loop ay kinakailangan (dalawang linya ng komunikasyon), bagaman ang mga pamamaraan ng paghahatid ay kilala sa dalawang direksyon at sa isang baluktot na pares.

Ang serviceability ng komunikasyon channel ay napaka-simple upang suriin kung isasama mo ang isang milliammeter sa puwang ng alinman sa dalawang wires, mas mabuti ang isang dial meter. Sa kawalan ng paghahatid ng data, dapat itong magpakita ng isang kasalukuyang malapit sa 20 mA, at kung ang data ay nailipat, kung gayon ang bahagyang pag-twit ng arrow ay maaaring mapansin. (Kung ang bilis ng paghahatid ay hindi mataas, ngunit ang paghahatid mismo ay nasa mga packet).

Ang diagram ng circuit ng adaptor ng RS-232C - "Kasalukuyang loop" ay ipinapakita sa Larawan 3.

Scograpikong diagram ng adapter RS-232C -

Larawan 3. diagram ng eskematiko ng adaptor ng RS-232C - "Kasalukuyang loop" (pag-click sa larawan ay magbubukas ng diagram sa isang mas malaking format)

Sa paunang estado, ang signal Rxd ay nasa estado ng isang lohikal na yunit (tingnan ang Larawan 1), iyon ay, ang boltahe sa ito ay -12 V, na humahantong sa pagbubukas ng transistor optocoupler DA2, at kasama nito ang transistor VT1, kung saan ang isang kasalukuyang ng 20 mA ay dumadaloy sa kasalukuyang stabilizer at ang optocoupler LED tagatanggap ng controller, tulad ng ipinapakita sa Larawan 4. Para sa "kasalukuyang loop", ito ang estado ng yunit ng lohikal.

Kapag ang signal Rxd ay tumatagal ng isang lohikal na halaga ng zero (boltahe + 12V), ang optocoupler DA2 ay sarado at ang transistor VT1 ay konektado dito, kaya ang kasalukuyang nagiging zero, na ganap na sumusunod sa mga kinakailangan ng interface na "Kasalukuyang loop". Sa ganitong paraan, ang data ng serial ay ililipat mula sa computer patungo sa controller.

Ang data mula sa magsusupil hanggang sa computer ay ipinadala sa pamamagitan ng optocoupler DA1 at transistor VT2: kapag ang kasalukuyang linya ng loop ay nasa estado ng isang lohikal na yunit (kasalukuyang 20 mA), binubuksan ng optocoupler ang transistor VT2 at isang boltahe ng -12 V ay lumilitaw sa input ng tagatanggap ng RS-232C, na, ayon sa Larawan 1, ay lohikal na antas mga yunit. Ito ay tumutugma sa isang pag-pause sa pagitan ng paglilipat ng data.

Kapag ang kasalukuyang loop ay zero (lohikal na zero) sa linya ng komunikasyon ng kasalukuyang loop, ang optocoupler DA1 at ang transistor VT2 ay sarado sa input RxD, magkakaroon ng boltahe ng + 12V - tumutugma sa antas ng lohikal na zero.

Upang makatanggap ng boltahe ng bipolar sa input ng RxD, ginagamit ang mga senyas na DTR Data Terminal Handa at RTS Hiling na Ipadala.

Ang mga signal na ito ay idinisenyo upang gumana sa modem, ngunit sa kasong ito sila ay ginagamit bilang isang mapagkukunan ng kapangyarihan para sa linya ng RxD, kaya hindi kinakailangan ang isang karagdagang mapagkukunan. Programmatically, ang mga signal na ito ay naka-set sa ganitong paraan: DTR = + 12V, RTS = -12V. Ang mga voltages na ito ay nakahiwalay sa bawat isa sa pamamagitan ng mga diode VD1 at VD2.

Para sa independiyenteng paggawa ng adapter, kakailanganin mo ang mga sumusunod na detalye.

Listahan ng mga 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

Kung, sa halip na domestic AOT128 optocouplers, ang pag-import ng 4N35 ay ginagamit, na kung saan ay malamang sa kasalukuyang merkado ng radyo, ang mga resistors na R2, R4 ay dapat itakda sa 820K ... 1M.

Ang koneksyon ng magsusupil sa computer ay ipinapakita sa Larawan 4. (Ang mga kasalukuyang stabilizer ay matatagpuan sa controller).

Larawan 4

Ipinapakita ng Figure 5 ang tapos na adapter board.

Larawan 5 Gadapter ng motherboard

Ang pagkonekta sa isang computer ay ginagawa gamit ang isang karaniwang konektor ng DB-9, (bahagi ng babae) gamit ang isang karaniwang serial cable.

Minsan, ang katulad sa mga hitsura ng mga cable mula sa UPS (hindi maiiwasang) mananatili. Mayroon silang isang tiyak na mga kable at hindi angkop para sa pagkonekta ng isang adapter.

Ang kasalukuyang mga linya ng interface ng loop ay konektado gamit ang mga terminal clamp.

Boris Aladyshkin