PRESS-POLSKANowy Elektronik, ul. Junaków 2, 82-300 Elbl¹g, tel./fax

055 236-22-63, e-mail: [e-mail]

Konwerter RS232C<=>RS232 +5V

Nowy Elektronik 213-K

Konwerter s³u¿y do dopasowania sygna³u typowego interfejsu RS232C, na przyk³ad z komputera PC, do interfej-

su spotykanego w mikrokontrolerach, gdzie poziomy napiêcia to +5V i 0V. Konwerter jest równie¿ przydatny przy

pisaniu programów w pakiecie BASCOM i innych œrodowiskach programistycznych.

Do budowy konwertera zmusi³a mnie potrzeba. Podczas

testowania oprogramowania do sterownika wyœwietlacza LCD

mia³em do wyboru zbudowaæ na p³ytce uniwersalnej ma³y uk³a-

dzik oparty na 89C2051 i pisaæ dla niego oprogramowanie, albo

zaprojektowaæ ma³y konwerter umo¿liwiaj¹cy pod³¹czenie 89C51

do portu RS232C komputera PC i wykorzystaæ jeden z terminali

np. z pakietu BASCOM. Oczywiœcie z lenistwa wybra³em drug¹

mo¿liwoœæ. Poza tym uk³ad wykorzystam równie¿ do budowy in-

nych konstrukcji wspó³pracuj¹cych z komputerem PC. Ca³y czas

piszê o komputerze PC, ale konwerter mo¿e wspó³pracowaæ z

dowolnym komputerem wyposa¿onym z interfejs RS232C.

Budowa i dzia³anie

Schemat konwertera zosta³ przedstawiony na rys.1. Kon-

werter zawiera tylko jeden uk³ad scalony. Jest nim MAX232 lub

jego odpowiednik z innych firm. Wiêkszoœci czytelników NE jest

on dobrze znany, ale dla przypomnienia napiszê kilka podstawo-

wych informacji. Zadaniem uk³adu jest dopasowanie poziomów

logicznych RS232C do poziomów logicznych sygna³u TTL przy

napiêciu zasilania samego uk³adu +5V. Poziomy logiczne stan-

dardu RS232C to “1” +12V, “0” -12V. Tak du¿a ró¿nica napiêæ

miêdzy “1” a “0” wynika z pocz¹tków tworzenia standardu. Obec-

nie problem komunikacji rozwi¹zuje siê przy du¿o ni¿szych na-

piêciach, jednak standard jest standardem i nale¿y siê do niego

dostosowaæ, tym bardziej ¿e ka¿dy komputer klasy PC ma co naj-

mniej dwa porty RS232C zwane popularniem COM1...n. Równie¿

wiêkszoœæ mikrokontrolerów jest wyposa¿anych w pe³ny lub zu-

bo¿a³y interfejs. Jednak najwa¿niejsz¹ ró¿nic¹, jaka nie pozwala

bezpoœrednio podpi¹æ mikrokontrolera do z³¹cza w PC jest w³a-

œnie ró¿nica w poziomach. Zazwyczaj kontrolery s¹ wyposa¿ane

w z³¹cze o poziomach logicznych standardu TTL. Do wyj¹tków

nale¿¹ np. mikrokontrolery ADUC. Ale s¹ drogie i rzadko stoso-

wane w konstrukcjach amatorskich, a tak¿e przemys³owych. Za-

pomnijmy o ADUC i powróæmy do naszego konwertera. Jak wspo-

mnia³em zadaniem uk³adu jest dostosowanie poziomów napiêæ.

Uk³ad to wykonuje za pomoc¹ powielaczy napiêcia umieszczo-

nych w samej strukturze MAX232. Na zewn¹trz wystarczy do³¹-

czyæ trzy kondensatory o pojemnoœci 100nF i uk³ad jest gotów do

pracy. Z pomiarów jakie przeprowadzi³em wynika, ¿e MAX232 nie

dostarcza pe³nego napiêcia +/-12V. Jednak nie ma to wiêkszego

znaczenia dla komputera PC. Nawet, gdy poziomy logiczne maj¹

napiêcie +/-4V wszystko dzia³a poprawnie. W praktyce uk³ad do-

starcza napiêcie o wartoœci oko³o +/-6-7V. Wewn¹trz uk³adu znaj-

duj¹ siê cztery drivery. Dwa dopasowuj¹ce poziom TTL na RS232C

i dwa poziomy TTL na RS232C. Po jednym zosta³y wykorzystane

do komunikacji z PC, a dwa pozosta³e do sygnalizacji optycznej

wykonanej na dwóch diodach LED. Rozwi¹zanie takie umo¿liwia

optyczn¹ kontrolê czy transmisja ma miejsce. Dioda zielona sy-

gnalizuje odbiór danych, a dioda czerwona nadawanie danych.

Jednak aby nie by³o tak ró¿owo, przy wzglêdnie prostej konstruk-

cji muszê lojalnie uprzedziæ, ¿e owa kontrola jest bardzo dobrze

widoczna przy niskich prêdkoœciach komunikacji rzêdu 110-9600

bodów. Wraz ze wzrostem prêdkoœci, diody coraz s³abiej œwiec¹.

Dzieje siê tak, poniewa¿ impulsy, które s¹ wysy³ane lub odbiera-

ne s¹ bardzo krótkie i oko ludzkie odbiera je jako s³aby impuls

œwietlny. Z przeprowadzonych prób wynika, ¿e s³abe œwiecenie

mo¿na zaobserwowaæ jeszcze przy prêdkoœci 128k bodów. Jest

to praktycznie graniczna prêdkoœæ dla wiêkszoœci mikrokontrole-

rów. Dodam tylko, ¿e zmuszenie do pracy popularnej 51 z prêd-

koœci¹ 56k bodów jest bardzo trudne, a w wiêkszoœci zastosowañ

niemo¿liwe. Nieco lepiej wygl¹da sprawa z AVR'ami, jednak i tu

128kB to bardzo du¿o.

Monta¿ i uruchomienie

Monta¿ uk³adu sprowadza siê do wlutowania wszystkich

elementów i sprawdzeniu czy nie ma zwaræ lub przerw na p³ytce

drukowanej. Po zmontowaniu uk³ad powinien od razu zadzia³aæ.

Aby siê o tym przekonaæ, musimy wykonaæ kabel ³¹cz¹cy nasz

konwerter z komputerem. Schemat kabla zosta³ zamieszczony na

rys.3. Po po³¹czeniu konwertera z komputerem uruchamiamy

dowolny terminal, na przyk³ad wbudowany w pakiet BASCOM.

Po uruchomieniu programu musimy go skonfigurowaæ. Rozpo-

czynamy od ustawienia portu, do którego zosta³ przy³¹czony ter-

minal np. COM2, prêdkoœæ transmisji 1200 bodów, parzystoœæ

brak, iloœæ bitów danych 8, bit stopu 1, kontrola brak, typ emulo-

wanego terminala TTY. Po tych ustawieniach w oknie terminala

mo¿emy wpisaæ s³owo TEST. Podczas pisania powinna migaæ dio-

da czerwona. Oznacza to, ¿e nasz konwerter na pewno przyjmuje

dane z komputera. Teraz ³¹czymy na p³ytce konwertera punkty

RxD z TxD i ponownie wpisujemy s³owo TEST. Powinny migaæ dwie

diody. Jednoczeœnie w terminalu powinien pojawiæ siê napis TEST.

R1 IN

13

R2 IN

8

T1 IN

11

T2 IN

10

GND

15

V+

2

V-

6

VCC

16

R1 OUT

12

R2 OUT

9

T1 OUT

14

T2 OUT

7

C1+

1

C1 -

3

C2+

4

C2 -

5

U1

MAX232

C1

100nF

C3

100nF

C2

100nF

C4

100nF

R2 10

R1 10

+5

GND

GND

1

6

2

7

3

8

4

9

5

Z1

DB9

TxD

RxD

GND

D2

LED-G

D1

LED-R

R3

100

R4

100

GND

DL1

4,7µH

1

6

2

7

3

8

4

9

5

DB

9

1

6

2

7

3

8

4

9

5

DB

9

Komputer

Kon

werter

Rys. 1 Schemat konwertera

Rys. 3 Schemat kabla

³¹cz¹cego komputer z

konwerterem

Rys. 2 Rozmieszczenie

elementów na p³ytce

drukowanej (skala 1:1)

Spis elementów

Rezystory:
R1 – 10
R2 – 10
R3 – 100
R4 – 100
Kondensatory:
C1 – 100nF
C2 – 100nF
C3 – 100nF

C4 – 100nF
Pó³przewodniki:
D1 – LED R
D2 – LED G
Uk³ady scalone:
MAX 232
Inne:
D³1 – 4,7µH
Z1 – DB9
Z2 - PLS5