ТОВ "ЕКСПЕРТНИЙ ТЕХНІЧНИЙ ЦЕНТР
ЦИВІЛЬНОГО ЗАХИСТУ ТА ТЕХНОГЕННОЇ БЕЗПЕКИ"
Простой адаптер
|
|
В 1969 году американская Ассоциация электронной промышленности (Electronic Industries Association) разработала коммуникационный интерфейс
Аналог этого интерфейса у нас в России называется «Стык С2». Связь между компьютерами осуществляется при помощи модемов, но вместе с тем по интерфейсу
В настоящее время такие устройства совсем вышли из употребления, хотя
Некоторые промышленные контроллеры, имеют интерфейс «токовая петля». Чтобы связать между собой компьютер, имеющий интерфейс
Адаптер
Для того чтобы пояснить работу данной схемы, необходимо вспомнить хотя бы в общих чертах работу интерфейсов
Различие состоит в том, что сигналы имеют различные физические уровни. Кроме того, интерфейс
Процесс передачи данных по линии TxD показан на рисунке 1. (TxD это линия передатчика. По ней данные в последовательном виде выводятся ИЗ компьютера).
Прежде всего, следует заметить, что данные передаются с помощью двухполярного напряжения: уровню логического нуля в линии соответствует напряжение +3…+12В, а уровню логической единицы -3…12В. По терминологии, пришедшей из телеграфной техники, состояние логического нуля иногда называется SPASE или «отжатие», в то же время логическая единица именуется MARK – «нажатие».
Рисунок 1.
Для УПРАВЛЯЮЩИХ цепей положительное напряжение соответствует логической единице (включено), а логическому нулю (выключено) отрицательное напряжение. Все измерения проводятся относительно контакта SG (информационная земля).
Собственно передача данных производится в старт – стопном режиме последовательным асинхронным методом. Применение такого метода не требует передачи
Информация передается байтами (восьми разрядное двоичное число), которые дополняются служебной информацией.
В отсутствии передачи данных линия находится в состоянии логической единицы (напряжение в линии -3…12В). Стартовый бит начинает передачу, устанавливая на линии уровень логического нуля. Приемник, присоединенный к этой линии, приняв стартовый бит, запускает счетчик, подсчитывающий временные интервалы предназначенные для передачи каждого бита. В нужный момент, как правило, в середине интервала, приемник стробирует состояние линии и запоминает ее состояние. Таким методом происходит считывание информации с линии.
Для того, чтобы проверить достоверность принятой информации используется разряд контроля четности: если количество содержащихся в передаваемом байте единиц нечетное, то к ним добавляется еще одна единичка — разряд контроля четности. (Впрочем, эта единичка может добавлять байт наоборот до нечетности. Все зависит от принятого протокола передачи данных).
На стороне приемника четность проверяется и если обнаруживается нечетное количество единиц, то программа зафиксирует ошибку, и примет меры по ее устранению. Например, может запросить повторную передачу сбойного байта. Правда, контроль на четность задействуется не всегда, этот режим попросту может быть отключен и контрольный разряд в этом случае не передается.
Передача каждого байта заканчивается стоповыми битами. Их назначение сводится к останову работы приемника, который по первому из них переходит к ожиданию приема следующего байта, точнее, его стартового бита. Уровень стоповых битов всегда логическая 1, в точности также, как уровень в паузах между передачей слов. Поэтому, изменяя количество стоповых битов можно регулировать длительность этих пауз, что дает возможность при минимальной их длительности добиться надежной связи.
Весь алгоритм последовательного интерфейса в компьютере выполняется специальными контроллерами без участия центрального процессора. Последний лишь настраивает эти контроллеры на определенный режим, и загружает в него данные для передачи, или принимает полученные данные.
При работе с модемом интерфейс
Кроме
Отличие от
Кроме того, «токовая петля» в отличие от
Чтобы сопротивление длинных линий связи не влияло на уровни сигналов, питание линий производится через стабилизаторы тока.
На рисунке ниже показана очень упрощенная схема интерфейса «токовая петля». Как уже упоминалось, питание линии производится от источника тока, который может быть установлен либо в передатчике, либо в приемнике, что принципиального значения не имеет.
Рисунок 2
Логической единице в линии соответствует ток величиной 12…20 мА, а логическому нулю отсутствие тока, точнее не более 2мА. Поэтому выходной каскада передатчика «токовой петли» представляет собой простой транзисторный ключ.
В качестве приемника используется транзисторный оптрон, который обеспечивает гальваническую развязку от линии связи. Для того, чтобы связь была двусторонней необходима еще одна такая же петля (две линии связи), хотя известны способы передачи в двух направлениях и по одной витой паре.
Исправность канала связи проверить весьма просто, если в разрыв любого из двух проводов включить миллиамперметр, лучше стрелочный. При отсутствии передачи данных он должен показать ток близкий к 20 мА, а если передача данных идет, то можно заметить легкие подергивания стрелки. (Если скорость передачи не велика, а сама передача идет пакетами).
Принципиальная схема адаптера
Рисунок 3. Принципиальная схема адаптера
В исходном состоянии сигнал Rxd находится в состоянии логической единицы (смотри рисунок 1), то есть напряжение на нем -12В, что приводит к открытию транзисторного оптрона DA2, а вместе с ним транзистора VT1, через который ток 20мА протекает через стабилизатор тока и светодиод оптрона приемника контроллера, как показано на рисунке 4. Для «токовой петли» это состояние логической единицы.
Когда сигнал Rxd принимает значение логического нуля (напряжение +12В) оптрон DA2 закрывается и вместе с ним транзистор VT1, поэтому ток становится равным нулю, что полностью соответствует требованиям интерфейса «Токовая петля». Таким образом, последовательные данные будут переданы от компьютера к контроллеру.
Данные от контроллера к компьютеру передаются через оптрон DA1 и транзистор VT2: когда линия токовой петли находится в состоянии логической единицы (ток 20 мА) оптрон открывает транзистор VT2 и на входе приемника
Когда на линии связи токовой петли ток равен нулю (логический нуль) оптрон DA1 и транзистор VT2 закрыты на входе RxD будет напряжение +12В – соответствует уровню логического нуля.
Для того чтобы на входе RxD получить двухполярное напряжение, используются сигналы DTR Data Terminal Ready (Готовность терминала) и RTS Request to Send (Запрос на отправку).
Эти сигналы предназначены для работы с модемом, но в данном случае используются как источник питания для линии RxD, поэтому дополнительного источника не требуется. Программно эти сигналы устанавливаются таким образом: DTR=+12В, RTS=-12В. Эти напряжения развязаны друг от друга диодами VD1 и VD2.
Для самостоятельного изготовления адаптера понадобятся следующие детали.
Список элементов.
DA, DA =2xАОТ128
R1 =1x4,7K
R2, R4 =2x100K
R3 =1x200
R6, R7 =2x680
R8, R9, R10 =3x1M
VD1, VD2, VD3, VD4, VD5 =5xKD522
VT1, VT2 =2xKT814G
В случае, если вместо отечественных оптронов АОТ128 применить импортные 4N35, что наиболее вероятно в условиях нынешнего радиорынка, резисторы R2,R4 следует установить номиналом 820К…1М.
Соединение контроллера с компьютером показано на рисунке 4. (Стабилизаторы тока находятся в контроллере).
На рисунке 5 показана готовая плата адаптера.
Подсоединение к компьютеру производится с помощью стандартного разъема типа
Иногда в наличии остаются похожие по виду кабели от ИБП (бесперебойников). Они имеют специфическую распайку и для подключения адаптера не подходят.
Линии интерфейса «токовая петля» подключаются с помощью клеммных зажимов.
![]() ![]() |
![]() |