|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Analisador lógico baseado em computador. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / informática A literatura publicamente disponível sobre tópicos de informática é dedicada principalmente ao uso tradicional de um computador pessoal (PC) - para cálculos, criação e edição de documentos, pesquisa e armazenamento de informações e entretenimento. Menos comuns são artigos e livros sobre o projeto de vários dispositivos radioeletrônicos usando um PC. Quase não há material sobre como um PC pode ajudar um radioamador a configurar e depurar os dispositivos que ele cria. Acredita-se que para isso o PC deva estar equipado com placas e acessórios adicionais bastante complexos e caros. No entanto, muitas vezes uma série de funções muito úteis para um radioamador podem ser implementadas usando dispositivos padrão disponíveis em cada PC, por exemplo, portas de comunicação. Isso será discutido neste artigo. Cada PC compatível com IBM possui duas portas seriais para comunicação, chamadas portas COM ou interfaces RS-232C. Geralmente é conectado um mouse a um deles, sem o qual hoje é difícil imaginar um trabalho eficaz, o segundo muitas vezes permanece livre ou é usado de vez em quando para conectar um modem externo e outros dispositivos periféricos que não funcionam constantemente. O conjunto de sinais da interface RS-232C e sua finalidade são descritos detalhadamente em [1]. Todos eles estão listados na tabela. 1 juntamente com RI (Ring Indicator, circuito 125) não mencionado no mesmo artigo. Como você pode ver, o usuário tem à sua disposição três circuitos de saída e cinco de entrada. Um programa que gera sinais do formato necessário nas saídas de uma porta COM e analisa simultaneamente o estado de suas entradas pode transformar um PC em um analisador lógico multicanal de armazenamento com uma ampla gama de períodos de análise e sincronização, processamento e exibição ricos capacidades. Pode ser útil ao depurar uma ampla variedade de dispositivos digitais.
A principal dificuldade no desenvolvimento de um programa analisador é que a configuração padrão de hardware e software de um PC compatível com IBM, mesmo com processador e RAM de alta velocidade, não permite qualquer geração precisa de intervalos inferiores a várias centenas de milissegundos, usando processador DOS. interrompe quando o cronômetro do sistema transborda e nas mensagens do cronômetro do Windows. Como esses eventos ocorrem com um período de aproximadamente 55 ms, é exatamente assim que se obtém um “quantum” de tempo. As tentativas de reprogramar o cronômetro levam a consequências imprevisíveis para todos os programas em execução e para o próprio sistema operacional. Você pode medir o tempo contando o número de ciclos que o programa executa e certificando-se de que esse processo não seja interrompido por eventos externos. Mas esta tarefa não é resolvida corretamente nos sistemas operacionais modernos, além disso, o ajuste da velocidade do obturador é necessário para cada configuração de hardware do PC. No MS DOS, esses problemas são mais fáceis de resolver, mas o desenvolvimento do programa torna-se muito trabalhoso se for necessária uma interface gráfica e ações auxiliares: cálculos, impressão de gráficos. No entanto, ao usar qualquer sistema operacional, você pode obter um sinal de frequência e formato estritamente especificados na saída da porta serial TXD. Como se sabe, a taxa de repetição de bits dos dados transmitidos é igual ao quociente da frequência padrão estabilizada por um ressonador de quartzo (115-200 Hz) dividido pelo coeficiente M. O software do sistema seleciona e define este coeficiente com base nas informações padrão taxas de transferência. Porém, nada impede que o programa aplicativo atribua ao fator M qualquer valor de 1 a 216 -1 (0FFFFH). Assim, na saída TXD, pulsos com frequência de 57,6 kHz a frações de hertz podem ser obtidos, e uma frequência arbitrária abaixo de 12 kHz pode ser definida com um erro não superior a +10, e abaixo de 1,2 kHz - +1 %. A porta serial é controlada por meio de dez registradores de oito bits de seu controlador, denominado transceptor assíncrono universal (UART). Na tabela A Figura 2 mostra os endereços desses registradores no espaço de E/S do PC e sua finalidade funcional. É fácil perceber que alguns deles possuem os mesmos endereços. O acesso a outros é controlado adicionalmente pelo bit mais significativo (D7) do registro de controle de linha. Se contiver um 1 lógico, os registros divisores de velocidade (os bytes alto e baixo do número M) são acessados; se for 0, os dados do transmissor e do receptor interrompem a resolução.
O formato do sinal na saída TXD depende do código escrito no registrador de controle de linha. Os bits D1 e D0 deste código definem o número de bits de informação na palavra transmitida (ou recebida) pela UART. Podem ser de cinco (nos dígitos mencionados - código 00) a oito (código 11). O número de bits de parada depende do estado do bit D2: 0 - um; 1 - dois. Com cinco bits de informação, em vez de dois bits de parada, um é transmitido, mas com duração e meia, o que foi feito para compatibilidade com antigos teletipos mecânicos. Os bits D3-D5 do registro de controle de linha controlam o bit de paridade. Se D3=1, durante a transmissão ele é “inserido” entre a última informação e os primeiros bits de parada, caso contrário está ausente. O transmissor seleciona automaticamente o valor deste bit para que o número total de uns nos bits de informação e controle se torne par (com D4=1) ou ímpar (com D4=0). Esta lógica pode ser desabilitada configurando D5=1. O bit de controle se tornará inverso ao valor do bit D4, independentemente do número de unidades nos bits de informação. O 1 lógico no bit D6 ativa o modo de simulação de quebra de comunicação. Na saída TXD, independentemente do estado de todos os outros bits e registradores, é definido um nível lógico constante de 0. A finalidade do bit D7 foi descrita acima. Na tabela A Figura 3 mostra alguns exemplos de formação de sinais de diversas frequências e ciclos de trabalho no circuito TXD, que estão longe de esgotar todas as possibilidades. A forma do sinal mostrada na coluna correspondente da tabela pode ser observada diretamente na saída TXD da UART. No conector da porta externa ele está invertido. Porém, o dispositivo de acoplamento descrito abaixo inverterá novamente o sinal e seu formato coincidirá novamente com o da tabela.
Lembre-se de que a transmissão de um byte escrito no registrador de dados do transmissor começa com o bit menos significativo. Como um byte é transferido apenas uma vez, para obter um sinal de saída estritamente periódico, é necessário carregar repetidamente o registro especificado imediatamente após ele ser liberado. A prontidão para escrever um novo byte é indicada por D5=1 no registro de status da linha. Se não quiser perder tempo pesquisando constantemente o registro de status, você pode usar interrupções. Normalmente, o controlador de porta COM1 gera IRQ4 e COM2 gera IRQ3. A geração de solicitações de interrupção quando o transmissor estiver pronto deve ser habilitada escrevendo um 1 lógico no bit D1 do registro de habilitação de interrupção. Quando solicitações são permitidas simultaneamente por outros motivos, ao processá-las, deve-se primeiro ler o registro de identificação de interrupção e, somente após certificar-se de que existe o código binário 2 em seus bits D1 e D10, escrever um novo byte nos dados do transmissor registro. Os níveis de sinal nas saídas RTS e DTR dependem do estado dos bits D1 e D0 do registro de controle do modem. Recomenda-se escrever 2s lógicos nos bits D3 e D0 deste registro, mas em alguns PCs, um valor zero no bit D3 desconecta o UART do controlador de interrupção. Se você adicionar 1 lógico ao bit D4, os circuitos TXD e RXD serão interconectados dentro do UART (o chamado “loop interno”), que pode ser usado para fins de depuração e diagnóstico. Os bits D4, D5, D6 e D7 do registro de status do modem exibem os níveis atuais do sinal em quatro entradas - CTS, DTS, RI e DCD, respectivamente. A capacidade do UART de registrar nas unidades D0-D3 os fatos das mudanças no estado dos circuitos nomeados nos intervalos entre as chamadas do programa para este registro é muito útil. Também existem interrupções para alteração do estado do modem. Correspondem ao bit D3 do registro de habilitação de interrupção e ao código 11 nos bits D2 e D1 do registro de identificação de interrupção. Infelizmente, o circuito de entrada RXD, que é o principal quando se utiliza uma porta serial para o fim a que se destina, não tem muito interesse para a tarefa em questão. Mais detalhes sobre a finalidade e uso dos registradores UART podem ser lidos, por exemplo, em [2]. Os níveis de sinal lógico nas entradas e saídas da porta serial devem estar dentro da faixa de -3...-15 V (lógico 1) e +3...+15 V (lógico 0). Para depurar dispositivos em chips TTL e CMOS, esses níveis devem ser convertidos adequadamente. Isto pode ser feito usando uma unidade de interface, cujo diagrama é mostrado na Fig. 1. Os elementos do microcircuito DD1 convertem os sinais de saída da porta para os níveis necessários e as chaves nos transistores VT1-VT4 realizarão a conversão reversa. O switch SA1 pode ser usado para conectar uma das entradas da porta diretamente à saída TXD. Isto pode ser necessário para cronometrar o processo de análise.
O plugue XS1 é conectado ao soquete da porta serial do PC com um cabo de até vários metros de comprimento, o dispositivo que está sendo depurado é conectado aos soquetes XS2-XS11. É melhor alimentar o nó da interface e o dispositivo que está sendo depurado a partir de uma fonte comum. Muitas vezes, o dispositivo que está sendo depurado não possui a tensão negativa necessária para alimentar os circuitos coletores dos transistores VT1-VT4. Neste caso, são alimentados pela tensão negativa dos sinais de saída da porta, “retificados” pelos diodos VD1-VD3, que estão no estado lógico 1. O programa gerador de sinal e analisador lógico desenvolvido pelo autor é executado em ambiente Windows de 32 bits. Sua janela principal “Analyzer”, mostrada na Fig. 2 é uma tela de um osciloscópio de armazenamento virtual de quatro canais (de acordo com o número de circuitos de entrada da porta). À esquerda da tela estão indicadores (“LEDs”) que facilitam o monitoramento de processos lentos. Após iniciar o programa, deve-se selecionar no menu “Porta” a porta de comunicação com a qual irá funcionar.
A varredura do osciloscópio pode ser contínua com um período especificado ou de disparo único (iniciada pressionando o botão correspondente). Você pode usar o botão “Parar” para congelar a imagem. Tendo aberto a janela “Sincronização” (Fig. 3), selecione qualquer um dos sinais de entrada ou saída como sinal de sincronização.
Na janela "Sweep" (Fig. 4) você define a frequência do clock da análise e sua duração.
A caixa de diálogo "Output Line Modes", na qual a frequência e a forma dos sinais gerados são definidas, é mostrada na Fig. 5. A relação de divisão da frequência do clock é alterada por uma chave de década. O programa calcula e exibe na janela os valores de frequência e período de repetição correspondentes ao coeficiente especificado e ao formato do sinal selecionado na saída TXD. A geração pode ser contínua, única ou em rajadas de um determinado número de pulsos.
Os níveis de sinal DTR e RTS são definidos usando os botões “0” e “1”. Além disso, essas saídas podem produzir uma “onda quadrada” ou uma forma de onda arbitrária. Gerador de sinais e programa analisador lógico do autor Literatura
Autor: A. Schreiber, Moscou
Máquina para desbastar flores em jardins
02.05.2024 Microscópio infravermelho avançado
02.05.2024 Armadilha de ar para insetos
01.05.2024
▪ Tablet especializado para escolas Galaxy Tab E ▪ corrida armamentista evolutiva ▪ Julho-2019 - o mês mais quente da história das observações meteorológicas
▪ seção do site Amplificadores de potência de RF. Seleção de artigos ▪ artigo Gravação de vários canais de TV ao mesmo tempo. videoarte ▪ artigo O primeiro bug de computador foi um inseto real? Resposta detalhada ▪ artigo deren sueco. Lendas, cultivo, métodos de aplicação ▪ artigo Conversor de tensão para LED. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Página principal | Biblioteca | Artigos | Mapa do Site | Revisões do site
www.diagrama.com.ua |
Veja outros artigos seção 
Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica:
Todos os idiomas desta página