Лабораторная работа
По дисциплине
Периферийные устройства.
Выполнила
Студентка группы 08-АС
Боровская О.К.
Описание схемы
Схема устройства состоит из микросхемы преобразователя USB<->RS232 DD1 FT232 фирмы FTDI,микросхемы eeprom DD2 AT93C46 фирмы Atmel и преобразователя RS232<->RS485 DD3 ADM485 фирмыAnalog Devices.
Светодиод VD1 "PWR" служит для отображения подачи питания на устройство. Светодиоды VD2 и VD3сигнализируют о направлении передачи данных, а именно, VD2 "TX"- передача данных от компьютера,VD3 "RX" - прием.
Микросхему памяти DD2 можно не устанавливать, если к компьютеру подключено одно устройство, реализованное на FT232. В ней хранятся идентификаторы изготовителя (VID) и персональный (PID), заводской номер изделия и другие данные.
Детали
Резисторы - smd типоразмера 0805.
Конденсатор С7 танталовый, можно заменить на электролитический с тем же номиналом и напряжением не менее 6,3 В. Остальные конденсаторы - smd типоразмера 0805.
Индуктивность L1 - smd типоразмера 1206 можно заменить на любую с тем же номиналом.
Защитные диоды VD4 и VD5 можно заменить на стабилитроны с напряжением стабилизации 5,1 В, например BZX55C5V1.
Светодиоды VD1-VD3 можно заменить на любые другие.
Мультипликативный приемник/передатчик (MAX 213)
Логическая диаграмма
Микросхема преобразователя USB-COM (FT 232 BM)
Схема представляет аппаратное преобразование между USB и использование USART FT232BM. Схема может быть реализована на основе существующих электроники USART, так что USB-шины можно использовать для последовательного соединения с ПК.
Микросхема памяти (93c46)
| Pin Number | Description |
| CS - Chip Select | |
| SK - Serial Data Clock | |
| DI - Serial Data Input | |
| DO - Serial Data Output | |
| GND - Ground | |
| ORG - Internal Organization | |
| DC - Don't Connect | |
| Vcc - Positive Power Supply |
Схема сигналы RS232:
| N | Обозначение | Направление сигнала | Название сигнала | Краткое описание сигнала в com 9 - RS232 |
| DCD | Вход | Data Carrier Detect | Установленный сигнал в стандарте для rs232 показывает, что модемом или другим устройством обнаружена несущая частота. Сигнал DCD#является сигналом состояния модема, и центральный процессор может определить его состояние путем чтения бита DCD из регистра MSR для соответствующего последовательного порта. Бит DDCD в регистре MSR показывает, изменился ли сигнал DCD# со времени последнего чтения регистра MSR. | |
| RxD | Вход | Receive Data (I SERIAL INPUT) | Последовательные входы данных. | |
| TxD | Выход | Transmit Data (I SERIAL OUTPUT) | При обычных условиях последовательные выходы данных. Во время аппаратной конфигурации (сигнал RSTDRV установлен и некоторое время спустя) эти выводы работают только как входы. | |
| DTR | Выход | Data Terminal Ready | Установленный сигнал показывает модему или другому устройству, что модуль последовательного порта готов установить соединение. Сигнал DTR# может быть установлен через регистр управления модемом (Modem Control Register (MCR)). Сигнал reset сбрасывает этот сигнал. Во время аппаратной конфигурации (сигнал RSTDRV установлен и некоторое время спустя) эти выводы работают только как входы. | |
| GND | - | Ground | Общий | |
| DSR | Вход | Data Set Ready | Установленный сигнал показывает, что модем или другое устройство готовы установить соединение с модулем последовательного порта. Сигнал DSR# является сигналом состояния модема, и центральный процессор может определить его состояние путем чтения бита DSR из регистра MSR для соответствующего последовательного канала. Бит DDSR в регистре MSR показывает, изменился ли сигнал DSR# со времени последнего чтения регистра MSR. | |
| RTS | Выход | Request To Send | Установленный сигнал информирует модем или другое устройство о том, что модуль последовательного порта готов к обмену данными. Сигнал RTS# может быть установлен через бит RTS регистра MCR. Сигнал reset сбрасывает этот сигнал. Во время аппаратной конфигурации (сигнал RSTDRV установлен и некоторое время спустя) эти выводы работают только как входы. | |
| CTS | Вход | Clear To Send | Установленный сигнал показывает, что модем или другое устройство готовы к обмену данными. Сигнал CTS# является входом состояния модема, и центральный процессор может определить его состояние путем чтения бита CTS из регистра статуса модема (Modem Status Register (MSR)) соответствующего последовательного порта. Бит DCTS в MSR показывает, изменился ли сигнал CTS# со времени последнего чтения MSR. | |
| RI | Вход | Ring Indicator | Установленный сигнал в стандарте для rs232 показывает, что модемом или другим устройством принят телефонный звонок. Сигнал RI# является сигналом состояния модема, и центральный процессор может определить его состояние путем чтения бита RI из регистра MSR для соответствующего последовательного канала. Бит TERI в регистре MSR показывает, менялся ли уровень сигнала RI# с низкого на высокий со времени последнего чтения регистра MSR. |
Нуль модемные кабели RS-232
3-проводный минимальный
Совместимость
Рассмотрим сначала DSR сигнал (конт.6). Этот вход сигнала готовности от аппаратуры передачи данных. В схеме соединений вход замкнут на выход DTR (конт.4). Это означает, что программа не видит сигнала готовности другого устройства, хотя он есть. Аналогично устанавливается сигнал на входе CD (конт.1). Тогда при проверке сигнала DSR для контроля возможности соединения будет установлен выходной сигнал DTR.
Это соответствует 99% коммуникационного программного обеспечения. Под этим подразумевается, что 99% программного обеспечения с этим нуль-модемным кабелем примут проверку сигнала DSR.
7-проводный полный
Совместимость
Самый дорогой полный нуль-модемный кабель с семью проводами. Только сигналы индикатора вызова и определения несущей не подключены.
Этот кабель не разрешает использовать предыдущий метод контроля передачи данных. Основная несовместимость перекрестное соединение сигналов RTS и CTS. Первоначально эти сигналы использовались для контроля потоком данных по типу запрос/ответ. При использовании полного нуль-модемного кабеля более нет запросов. Эти сигналы применяются для сообщения другой стороне есть ли возможность соединения.
Особенность
Контакты 2 и 3 на 9-ти выводном разъеме D типа противоположны этим же контактам на 25-ти контактном разъеме. Поэтому, если соединить контакты 2-2 и 3-3 между разъемами D25 и D9, получится коммуникационный кабель. Контакты сигнальной земли Signal Ground (SG) также должны быть подключены между собой. См. таблицу ниже.
5-проводный с управлением потоком
Описание
Можно найти или изготовить много типов кабелей для связи по интерфейсу RS-232. В этом нуль- модемном кабеле используется только 5 проводов: сигналы данных TXD, RXD, сигнал GND и управляющие сигналы RTS CTS для управления потоком.
Обозначение кабелей
Все DTE-DCE кабели прямого соединения, контакты соединяются один к одному. Кабели DTE-DTE и DCE-DCE кросс-кабели.
1. DTE - DCE называется 'прямой кабель'
2. DTE - DTE называегся 'нуль-модемный кабель'
3. DCE - DCE называется 'Tail Circuit Cable'
Описание полного нуль-модемного кабеля
Соединение D9- D9
| DB9-1 | DB9-2 | ||
| Receive Data | Transmit Data | ||
| Transmit Data | Receive Data | ||
| Data Terminal Ready | 6+1 | Data Set Ready + Carrier Detect | |
| System Ground | System Ground | ||
| Data Set Ready + Carrier Detect | 6+1 | Data Terminal Ready | |
| Request to Send | Clear to Send | ||
| Clear to Send | Request to Send |
Блок-схема процедуры приема:
Код программы микроконтроллера для тестирования связи с компьютером:
| #include <avr/io.h> #include <avr/interrupt.h> #include "uart.h" #define BAUD 9600 #define MYUBRR F_CPU/16/BAUD-1 char str0[]="Zero"; char str1[]="One"; char str2[]="Two"; char str3[]="Three"; char str4[]="Four"; char str5[]="Five"; char str6[]="Six"; char str7[]="Seven"; char str8[]="Eight"; char str9[]="Nine"; char strDefault[]="Non digital"; int main(void) { char c; uart_init (MYUBRR); sei(); while (1) { if (UCSRA & (1<<RXC)) { c=UDR; switch (c) { case '0': uart_puts(str0); break; case '1': uart_puts(str1); break; case '2': uart_puts(str2); break; case '3': uart_puts(str3); break; case '4': uart_puts(str4); break; case '5': uart_puts(str5); break; case '6': uart_puts(str6); break; case '7': uart_puts(str7); break; case '8': uart_puts(str8); break; case '9': uart_puts(str9); break; default: uart_puts(strDefault); } } } } |
Команды ввода/вывода микропроцессора:
- IN AL,port8 - ввод байта в регистр AL из указанного порта;
- IN AL,DX - ввод байта в регистр AL из порта по адресу указанному в DX;
- OUT port8,AL - вывод байта из регистр AL указанного порта;
- OUT DX,AL - вывод байта из регистр AL порта по адресу указанному в DX;
'записываем в LCR режим работы сом порта:
'8 бит всимволе,1 стоп бит, проверка паритета на четность, выдавать 0 в случае обрыва, DLAB=1
mov dx,3fbh 'адрес регистра
mov al,DBh 'записываем в AL значения для регистра LCR=DBh
out dx,al'записываем данные в регистр UART LCR
'задаем скорость обмена 115 000 бит/сек DIM=00h, DLL=01h
mov dx,3f8h 'адрес регистра
mov al,01h
out dx,al 'запись регистра DLL=01h
mov dx,3f9h 'адрес регистра
mov al,00h
out dx,al 'запись регистра DIM=00h
'снимаем бит DLAB=1
mov dx,3fbh 'адрес регистра
mov al,5Bh 'DLAB=0
out dx,al
'послать байт 03h в линию связи
mov dx,3f8h 'адрес регистра
mov al,03h
out dx,al 'посылает байт 03h на скорости 115 000 бит/сек