HALBLEITERHEFT2000

64

Elektor

7-8/2000

G. Vastianos

Das Gegenstück zu der an anderer Stelle beschriebenen 8-
Kanal-D/O-Schaltung (D/O = Digital Out) ist diese 8-Kanal-D/I-
Schaltung (D/I = Digital In). Hier werden acht durch Opto-
koppler vom PC getrennte digitale Eingänge an eine serielle
PC-Schnittstelle angekoppelt. Ein PC-Programm liest die acht
Eingangssignale ein. Ungewöhnlich ist daran, dass kein UART
oder Mikrocontroller verwendet wird, sondern die “Perfor-
mance” in einem EPROM steckt .
Liegt an einem Eingang (CH0...CH7) die Spannung +5 V
(logisch 1), dann fließt über den Begrenzungswiderstand
(R2...R9) Strom durch die LED des Optokopplers (IC7...IC14).
Die parallel geschaltete und in Gegenrichtung gepolte Diode
(D1...D8) schützt den Optokoppler vor Falschpolung. Die Opto-
koppler-Ausgänge sind mit den Adress-Eingängen A6...A13
des EPROM (IC3) verbunden. Da die Optokoppler die Signale
invertieren, werden sie von der EPROM-Software ein zweites
Mal invertiert. Dadurch wird erreicht, dass die Signaleingänge
TTL-konform mit positiver Logik arbeiten.

10

A0

9

A1

8

A2

7

A3

6

A4

5

A5

4

A6

3

A7

25

A8

24

A9

21

A10

23

A11

2

A12

14

22

OE

20

CE

28

1

VPP

11

D0

12

D1

13

D2

15

D3

16

D4

17

D5

18

D6

19

D7

IC3

EPROM

26

A13

27

A14

27C256

D1

1N4148

R2

1k

K1

D2

1N4148

R3

1k

K2

D3

1N4148

R4

1k

K3

D4

1N4148

R5

1k

K4

D5

1N4148

R6

1k

K5

D6

1N4148

R7

1k

K6

D7

1N4148

R8

1k

K7

D8

1N4148

R9

1k

K8

4N28

IC7

5

4

1

2

6

4N28

IC8

5

4

1

2

6

4N28

IC9

5

4

1

2

6

4N28

IC10

5

4

1

2

6

4N28

IC11

5

4

1

2

6

4N28

IC12

5

4

1

2

6

4N28

IC13

5

4

1

2

6

4N28

IC14

5

4

1

2

6

74HC151

IC4

MUX

11

10

12

13

14

15

EN

7

3

2

1

6

5

9

4

3

2

1

0

2

0

7

6

5

4

G

0
7

R10

10k

R11

4k7

CTR14

IC1

4060

CT=0

RCX

10

11

12

15

13

14

11

13

12

CT

CX

RX

!G

1

6

4

5

7

9

3

4

5

6

7

8

9

3

2

+

25k

P1

C1

100p

CW

8x 10k

1

2

3

4

5

6

7

8

9

R1

AD0

AD1

AD2

AD3

AD4

AD5

AD6

AD7

AD8

CTR12

IC2

CT=0

4040

10

11

13

15

14

12

11

10

CT

4

2

3

5

6

7

9

1

+

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

S1

R12

10k

MAX232

RS1OUT

RS2OUT

R1OUT

R2OUT

RS1IN

IC5

T1IN

T2IN

RS2IN

C1–

C1+

C2+

C2–

11

12

10

13

14

15

16

V+

V-

7

8

9

3

1

4

5

2

6

C6

10µ

C7

10µ

C8

10µ 63V

K9

1

2

3

4

5

6

7

8

9

C5

100n

C9

10µ

C10

10µ

AD0

AD1

AD2

AD3

AD4

AD5

AD6

AD7

AD8

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

7805

IC6

D9

1N4001

C12

330n

BT1

9...12V

C2

100n

C3

100n

IC1

16

8

IC2

16

8

IC4

16

8

C3

100n

C11

100n

5V

5V

5V

5V

5V

MODE

MODE

C4

100n

12mA

8-Kanal D/I für RS232

054

HALBLEITERHEFT2000

65

7-8/2000

Elektor

Tabelle 1. ASCII-Codes und Bit-Werte
Zeichen ASCII D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

CR

13

0

0

0

0

1

1

0

1

LF

10

0

0

0

0

1

0

1

0

‘C’

67

0

1

0

0

0

0

1

1

‘H’

72

0

1

0

0

1

0

0

0

‘0’

48

0

0

1

1

0

0

0

0

‘1’

49

0

0

1

1

0

0

0

1

‘2’

50

0

0

1

1

0

0

1

0

‘3’

51

0

0

1

1

0

0

1

1

‘4’

52

0

0

1

1

0

1

0

0

‘5’

53

0

0

1

1

0

1

0

1

‘6’

54

0

0

1

1

0

1

1

0

‘7’

55

0

0

1

1

0

1

1

1

‘:’

58

0

0

1

1

1

0

1

0

SP

32

0

0

1

0

0

0

0

0

SYNC

255

1

1

1

1

1

1

1

1

Stückliste

Widerstände:
R1 = 8·10 k Array
R2...R9 = 1 k
R10,R12 = 10 k
R11 = 4k7
P1 = 25 k Trimmpoti

Kondensatoren:
C1 = 100 p
C2...C5,C11 = 100 n
C6...C10 = 10

µ/16 V stehend

C12 = 330 n

Halbleiter:
D1...D8 = 1N4148
D9 = 1N4001
IC1 = 4060
IC2 = 4040
IC3 = 27C256 (programmiert, siehe Text)
IC4 = 74HC151
IC5 = MAX232
IC6 = 7805
IC7...IC14 = 4N28 oder CNY17-2

Außerdem:
K1...K8 = 2polige Platinen-Schraubklemme, RM 5 mm
K9 = 9polige Sub-D-Buchsenleise für Platinenmontage
S1 = 8facher DIP-Schalter

(C) ELEKTOR

004026-1

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10

C11

C12

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

D8

D9

IC1

IC2

IC3

IC4

IC5

IC6

IC7

IC8

IC9

IC10

IC11

IC12

IC13

IC14

K1

K2

K3

K4

K5

K6

K7

K8

K9

P1

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

R9

R10

R11

R12

S1

004026-1

0

+

(C) ELEKTOR

004026-1

Der 4060 (IC1), ein Rechteck-Oszillator mit nachgeschalteter
Teilerkette, hat die Funktion eines Baudraten-Generators für
die Geschwindigkeiten 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800 und
9600 Baud, auswählbar mit DIP-Schalter S1. Die Feineinstel-
lung wird mit Trimmpoti P1 vorgenommen; die Baudrate darf
höchstens 1...2 % vom Nominalwert abweichen. Nachge-
schaltet ist IC2, ein 4040, der hier als 9-bit-Binärzähler arbeitet.
Die drei niederwertigen Zähler-Ausgänge (AD0...AD2) steu-
ern die Select-Eingänge von Multiplexer IC4, die übrigen Aus-
gänge (AD3...AD8) liegen an den Adress-Eingängen A0...A5
des EPROM. Adress-Eingang A14 hat eine besondere Funk-
tion: Er ist mit DIP-Schalter S1-1 verbunden, mit dem sich der
Übertragungsmodus (TTY oder BIN) einstellen lässt. Der
Zählerstand von IC2 durchläuft einen Adressen-Bereich von
512 bit (64 byte) des insgesamt 256 Kbit (32 Kbyte) großen
EPROM. Die Anzahl der 512-bit-Blöcke ist gleich der Anzahl

der möglichen Signalkombinationen, die die acht Eingangs-
signale zusammen mit dem MODE-Signal (am EPROM-Ein-
gang A14) annehmen können.
Es gilt folgender Zusammenhang: EPROM-Inhalt = 512
Blöcke · 512 bit/Block = 256 Kbit = 32 Kbyte.
Der auf die beschriebene Weise selektierte 512-bit-Block wird
von Multiplexer IC4 bitweise zum Ausgang durchgeschaltet, da
seine Select-Eingänge (A, B, C) mit den unteren drei Ausgän-
gen von Zähler IC2 verbunden sind. IC5, ein MAX232, passt
schließlich das Multiplexer-Ausgangssignal an den RS232-
Standard an.

Wenn das EPROM mit den notwendigen Daten programmiert

wurde, steckt in dem seriell über die RS232-Schnittstelle aus-
gegebenen Daten-Telegramm die Information über die logi-
schen Signale an den acht Eingängen. Das für die Übertra-
gung verwendete Datenformat ist 8 Daten-Bit, 1 Stop-Bit und

HALBLEITERHEFT2000

66

Elektor

7-8/2000

kein Paritäts-Bit. Würde zum Beispiel das ASCII-Zeichen “A”
gesendet, dann entspräche dies der Bit-Folge 0100000101; ein
auf dem PC laufendes Terminal-Programm würde den Buch-
staben “A” auf dem Bildschirm ausgeben.
Zwei Übertragungsarten stehen zur Wahl: TTY (teletype) und
BIN (binär). Im TTY-Modus sendet die Schaltung folgendes
Daten-Telegramm zum Computer:

<SYNC>,<SYNC>,<CR>,<LF>,”CH0:X”,<SP>,”CH1:X”,<SP>,

”CH2:X”,<SP>,”CH3:X”,<SP>, “CH4:X”,<SP>,”CH5:X”,<SP>,

”CH6:X”,<SP>,”CH7:X”

Mit <SYNC> ist das ASCII-Zeichen 255 gemeint, das zur Syn-
chronisation des Datenempfangs auf der Seite des Computers
dient. Wenn das Zeichen von einem Terminal-Programm emp-
fangen wird, erscheint auf dem Bildschirm ein Leerzeichen.
<CR> und <LF> sind die Zeichen “Carriage Return” (ASCII-
Code 13) und “Line Feed” (ASCII-Code 10), und <SP> ist das
Leerzeichen (ASCII-Code 32). Das Wichtigste ist jedoch das
“X”: Es steht stellvertretend für den logische Zustand am
betreffenden digitalen Eingang CH0...CH7 und kann den Wert
“0” oder “1” annehmen.
Im BIN-Modus ist das Daten-Telegramm ein Stück kürzer, es
sieht hier wie folgt aus:

<SYNC>,<SYNC>,<DATA BYTE>

Auch in diesem Modus ist <SYNC> das ASCII-Zeichen 255,
während <DATA BYTE> ein einziges Byte ist, das bitweise die
logischen Zustände an den acht Eingängen CH0...CH7 reprä-
sentiert. Das MSB ist dem Eingang CH7, das LSB dem Ein-
gang CH0 zugeordnet.
Der TTY-Modus ist für die Beobachtung der logischen
Zustände an den Eingängen mit einem Terminal-Programm
wie Hyperterminal, Telix, Telemate und Procomm Plus
gedacht. Wenn die Informationen von einem anderen Pro-

gramm ausgewertet und weiterverarbeitet werden (z. B.
Messwert-Protokollierung, Steuer- und Regelungsanwendun-
gen usw.), ist der BIN-Modus geeigneter, da sich die Daten
einfacher decodieren lassen. Die verwendeten Zeichen, ihre
ASCII-Codes und die dazugehörigen Bit-Muster sind in
Tabelle 1 zusammengefasst. Aus Tabelle 2 sind die Bit-Folgen
ersichtlich, wie sie über die RS232-Schnittstelle übertragen
werden (Achtung: RS232 arbeitet mit negativer Logik!). In
Tabelle 3 sind die Schalterstellungen von DIP-Schalter S1 und
ihre Bedeutungen aufgelistet.
Der EPROM-Inhalt wird vom einem Quick-Basic-Programm mit
dem Datei-Namen EPROMFMP.BAS erzeugt; es kann von der
Website des Autors frei heruntergeladen werden. Das Programm
legt zuerst die temporäre Datei 08DICARD.TMP an, die den
EPROM-Inhalt im Bit-Format enthält. Der nächste Schritt ist die
Umwandlung in das Byte-Format, das Ergebnis ist die Datei
08DICARD.BIN. Schließlich wird das externe Konvertierungs-Pro-
gramm BIN2HEX.EXE aufgerufen, das die Umwandlung in eine
Datei im Intel-Hex-Format mit dem Namen 08DICARD.HEX vor-
nimmt. Abhängig vom Format des EPROM-Programmierers
muss entweder 08DICARD.BIN oder 08DICARD.HEX zur
EPROM-Programmierung verwendet werden.
Die Platine gehört nicht zum EPS-Lieferprogramm, sie muss
selbst angefertigt werden. Die zu dieser Schaltung gehörende
Software kann kostenlos von der Website des Autor unter fol-
gender Adresse heruntergeladen werden:
http://members.xoom.com/robofreak/download/08dicard.htm
Einen Eindruck von anderen Projekten des Autors erhält man
unter folgender Web-Adresse:

http://members.xoom.com/robofreak/

(004026-1)gd

Tabelle 2. Zeichen-Bitfolgen

Zeichen Start-Bit D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

Stop-Bit

CR

0

1

0

1

1

0

0

0

0

1

LF

0

0

1

0

1

0

0

0

0

1

‘C’

0

1

1

0

0

0

0

1

0

1

‘H’

0

0

0

0

1

0

0

1

0

1

‘0’

0

0

0

0

0

1

1

0

0

1

‘1’

0

1

0

0

0

1

1

0

0

1

‘2’

0

0

1

0

0

1

1

0

0

1

‘3’

0

1

1

0

0

1

1

0

0

1

‘4’

0

0

0

1

0

1

1

0

0

1

‘5’

0

1

0

1

0

1

1

0

0

1

‘6’

0

0

1

1

0

1

1

0

0

1

‘7’

0

1

1

1

0

1

1

0

0

1

‘:’

0

0

1

0

1

1

1

0

0

1

SP

0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

SYNC

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

Tabelle 3. DIP-Schalterstellungen

SW

1

Parameter

#1

#2

#3

#4

#5

#6

#7

#8

OFF

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

“150, 8, 1, N : BIN”

OFF

OFF

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

“300, 8, 1, N : BIN”

OFF

OFF

OFF

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

“600, 8, 1, N : BIN”

OFF

OFF

OFF

OFF

ON

OFF

OFF

OFF

“1200, 8, 1, N : BIN”

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

ON

OFF

OFF

“2400, 8, 1, N : BIN”

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

ON

OFF

“4800, 8, 1, N : BIN”

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

ON

“9600, 8, 1, N : BIN”

ON

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

“150, 8, 1, N : TTY”

ON

OFF

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

“300, 8, 1, N : TTY”

ON

OFF

OFF

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

“600, 8, 1, N : TTY”

ON

OFF

OFF

OFF

ON

OFF

OFF

OFF

“1200, 8, 1, N : TTY”

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

ON

OFF

OFF

“2400, 8, 1, N : TTY”

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

ON

OFF

“4800, 8, 1, N : TTY”

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

ON

“9600, 8, 1, N : TTY”

Von Gregor Kleine

Ein kleiner NF-Verstärker mit integrierter Lautstärkeeinstel-
lung ist der TDA 8551 von Philips Semiconductors. An +5 V
betrieben bringt das IC eine nominelle Ausgangsleistung von
über 1 W an 8

Ω. Der TDA 8551 arbeitet aber auch an Betriebs-

spannungen zwischen +2,7 V und +5,5 V mit entsprechend
geringerer Ausgangsleistung.

Die Lautstärke wird bei diesem Baustein über eine Up- und
eine Down-Taste im Bereich von -60 dB bis +20 dB in 64 Stu-
fen verändert. Der gemeinsame Eingang UP/DOWN für die Up-
und die Down-Taste kennt drei Zustände: Schwimmt er, sind
also beide Taster sind offen, bleibt die Lautstärke unverändert.
Ein Impuls auf Massepotential senkt die Lautstärke um 1,25
dB, umgekehrt erhöhen positive Impulse die Lautstärke um

NF-Verstärker
mit Up/Down-Lautstärkeeinstellung

055