Monitor interfejsu Centronics.pdf

Monitor interfejsu CENTRONICS

Do czego to służy?

Proponowany układ jest kolejnym

urządzeniem umożliwiającym wymianę

danych pomiędzy komputerem i jego

otoczeniem. Pozwala on też na wizualną

obserwację wszystkich zjawisk zacho−

dzących na trzech portach interfejsu rów−

noległego CENTRONICS, a także dołą−

czenie do komputera wielu układów, któ−

re zostały już przez nas skonstruowane

lub skonstruowane i opisane zostaną

w najbliższej przyszłości. Do sygnalizacji

stanów na poszczególnych wejściach

i wyjściach interfejsu zastosowano me−

todę najprostszą i najtańszą – diody LED

o różnych kolorach świecenia.

Układ wyposażony jest w następujące złą−

cza:

1. Złącze CENTRONICS 36 umożliwiające

połączenie układu z komputerem za po−

mocą zwyczajnego kabla drukarkowego.

2. Złącze DB−25F, które pozwoli na przyłą−

czenie do układu typowych urządzeń

współpracujących z komputerem, takich

jak np. drukarka. Nasz układ pełnić wte−

dy będzie funkcję „podglądu” umożli−

wiającego obserwację wymiany danych

pomiędzy komputerem a urządzeniem

peryferyjnym. To samo złącze umożliwi

w najbliższej przyszłości dołączenie do

komputera szeregu układów z serii auto−

matyki, nieco górnolotnie zwanej robo−

tyką. O ile obserwacja pracy drukarki ma

charakter jedynie ciekawostki, to możli−

wość wizualnego sprawdzenia popra−

wności pracy uruchamianego czy testo−

wanego układu ma kapitalne znaczenie.

3. Złącze 14−pinowe typowe dla skonstru−

owanych dotąd układów automatyki.

Umożliwia ono dołączenie do kompu−

tera tych urządzeń, którym do pracy

wystarcza jedynie otrzymywanie infor−

macji od komputera, bez możliwości

przesłania danych w odwrotną stronę.

Do skonstruowania tego układu skło−

niła autora nie tylko chęć kontynuacji roz−

poczętej serii automatyki. Przy okazji pub−

likacji pierwszego układu umożliwiające−

go współpracę komputera z skonstruo−

wanymi przez nas urządzeniami, autor

pozwolił sobie ogłosić mały konkurs, po−

legający na umiejętnym wykorzystaniu

możliwości sterowania przez komputer

dowolnymi urządzeniami peryferyjnymi.

Ilość odpowiedzi i gotowych programów

nadesłanych do redakcji EdW przeszła

najśmielsze oczekiwania. Wyniki konkur−

su zostaną ogłoszone w najbliższym cza−

sie, ale już teraz autor chciałby wymienić

nazwisko Kolegi Bogdana Kota z Byto−

mia, który przysłał do redakcji dyskietkę

2061

z prawdziwą rewelacją: w pełni profesjo−

nalnym programem umożliwiającym ste−

rowanie ośmioma urządzeniami w cyklu

tygodniowym w rastrze minutowym!

Ilość materiałów nadesłanych na kon−

kurs udowodniła nam, że Czytelnicy EdW

żywo interesują się zastosowaniem kom−

puterów w systemach automatyki. A za−

tem do dzieła, zróbmy następny krok.

I jeszcze jedna, wstydliwa sprawa. Za−

sady etyki zawodowej nakazują autorowi

przyznać się do „zerżnięcia żywcem” ni−

żej opisanego układu z artykułu zamiesz−

czonego w piśmie Elektor Elektronik.

Wprawdzie w projekcie z Elektora wiele

zostało zmienione, ale główny blok ukła−

du, a nawet położenie elementów na płyt−

ce pozostało prawie identyczne. Powód

tego nagannego uczynku był prosty: układ

zamieszczony w Elektorze był doskonały,

spełniał przyjęte założenia przy minimal−

nym nakładzie środków. Po co więc by

było jeszcze raz wymyślać koło? Był także

jeszcze drugi powód: do układów za−

mieszczanych w Elektorze nie produkuje

się kitów, a autorowi zależało na udostęp−

nieniu tego ciekawego układu szerokim

rzeszom Czytelników także w postaci ze−

stawu do samodzielnego montażu.

tem omówimy zasadę działania większej

części układu na przykładzie jednego tyl−

ko bloku: T1, LED1, R1, R25, D18 i D28.

Niewiele jest tu zresztą do omawiania.

Tranzystor T1, którego baza polaryzowana

jest za pośrednictwem rezystora R1 wy−

sterowuje diodę LED. Prąd diody ograni−

czany jest przez rezystor R25. Ważną rolę

w układzie pełnią diody D18 i D28. Zabez−

pieczają one wejścia i wyjścia portów

komputera przed uszkodzeniem na skutek

doprowadzenia do nich zbyt wysokiego

lub zbyt niskiego (ujemnego względem

masy) napięcia. Dioda D28 zwiera do plu−

sa zasilania napięcia wyższe niż ok. 5,6V,

a doda D18 niższe niż ok. −0,6V. Tranzystor

T1 przewodzi, kiedy na wejściu BUSY in−

terfejsu zostanie ustawiony stan wysoki.

Działanie pozostałych bloków układu

z tranzystorami T2 T17 jest identyczne.

Monitor interfejsu CENTRONICS po−

siada dość rozbudowany układ zasilania.

Może on być zasilany na trzy sposoby:

1. Z zewnętrznego zasilacza 7...16VDC,

niekoniecznie stabilizowanego, o wy−

dajności prądowej min. 500mA. Układ

może pobierać tak stosunkowo dużo

prądu w momencie zapalenia się

wszystkich diod LED naraz. Stosując

taki system zasilania dołączamy źródło

napięcia do złącza Z1, a jumper JP1

ustawiamy w pozycji B.

2. Z zewnętrznego zasilacza 5VDC wbu−

dowanego w moduł wykonawczy (np.

moduł sterownika silników kroko−

wych, lub jeden z modułów wykonaw−

czych). W takim przypadku jumper JP1

ustawiamy w pozycji A, a napięcie do−

Jak to działa?

Schemat elektryczny proponowanego

układu pokazany został na rysunku 1. Wy−

gląda on na bardzo skomplikowany, ale to

tylko złudzenie. Na schemacie powtarza

się bowiem aż siedemnaście razy blok

zawierający tranzystor, diodę LED, dwie

diody małej mocy i dwa rezystory. A za−

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 9/97

Rys. 1. Schemat ideowy

zrezygnowano z umiesz−

czenia na płytce nu−

meracji większości

podzespołów. Nie po−

winno to jednak spra−

wić nikomu większe−

go kłopotu: wszystkie

tranzystory i diody za−

bezpieczające są tego

samego typu i jest cał−

kowicie obojętne,

gdzie się je wlutuje.

Pewnej uwagi wyma−

gać będzie jedynie

wlutowanie rezysto−

rów. Ale i tu trudno

o pomyłkę: wszystkie

rezystory o wartości

560 Ω umieszczone są

bardzo blisko diod

świecących i tranzys−

torów i łączą katody

diod z kolektorami

tranzystorów. Pozosta−

łe rezystory będzie już

łatwo zlokalizować.

W układzie modelo−

wym zastosowano

diody LED w trzech

kolorach: czerwone

obrazujące stan szyny

danych, zielone rejest−

ru dwukierunkowego,

a żółte rejestru we−

jściowego. Taki też zestaw diod będzie

dostarczany w kicie.

Jako ostatnie wlutowujemy w płytkę

złącza Z2 i Z3. Włożenie w płytkę złącza Z3

z 36 cienkimi wyprowadzeniami może

sprawić nieco kłopotu mniej wprawnym

konstruktorom i dlatego tą czynność należy

wykonać szczególnie ostrożnie i delikatnie.

Zmontowany ze sprawdzonych elemen−

tów układ nie wymaga, oczywiście, ani uru−

chamiania ani jakiejkolwiek regulacji.

Zanim jednak sprawdzimy, jak działa

wykonane urządzenie powiedzmy sobie

parę słów o interfejsie CENTRONICS

i sposobach jego wykorzystywania. Nie

jest to nowy temat: w numerze 3/97

EdW zapoznaliśmy się już z metodami

ustalania adresu portu i wykorzystywa−

nia szyny danych. Dlatego też powtórzy−

my tylko skrótowo niektóre wiadomości.

Komputer PC może być wyposażony

w 1, 2, 3 lub 4 interfejsy CENTRONICS.

Dlatego też pierwszą czynnością musi

być ustalenie adresu interfejsu lub inter−

fejsów naszego komputera. Do tego celu

wykorzystamy jeden z popularnych pro−

gramów diagnostycznych, np. MSD lub

CHECKIT. Także popularny NORTON

COMMANDER posiada możliwość

sprawdzenia konfiguracji systemu za po−

mocą opcji System Information. Jeżeli

w naszym komputerze posiadamy tylko

starczane jest do układu poprzez złą−

cze Z4, typowe dla układów z seri−

i robotyki.

3. Jak wspomniano, układ może praco−

wać jako „przejściówka” pomiędzy

komputerem i urządzeniem peryferyj−

nym, np. drukarką. Złącze Z2 jest więc

prawie ścisłym odpowiednikiem złącza

portu CENTRONICS stosowanego

w komputerze. Prawie, ponieważ ist−

nieje jedna mała różnica, nie mająca

żadnego wpływu na pracę komputera

podczas monitorowania portu szerego−

wego przez nasz układ. Otóż, w złączu

interfejsu zamontowanym w kompute−

rze nie wykorzystywane piny 18...25

połączone są z masą. Natomiast w na−

szym układzie pin 25 może zostać po−

łączony za pośrednictwem jumpera

JP1 z zasilaniem układu. Podczas mo−

nitorowania pracy fabrycznego urzą−

dzenia peryferyjnego dołączonego do

komputera nic nam to nie daje, ponie−

waż pin ten jest dołączony do masy.

Jednak w najbliższej przyszłości po−

wstanie grupa układów wykorzystują−

cych wszystkie możliwości interfejsu

CENTRONICS i z tych właśnie ukła−

dów napięcie zasilania monitora będzie

dostarczane poprzez pin 25 złącza.

Istnieje jeszcze jedna możliwość zasi−

lania naszego układu, który musi współ−

pracować z komputerem i w zasadzie nie

ma przeszkód, aby był także z niego zao−

patrywany w energię. Wymaga to jednak

ingerencji we wnętrze komputera, doro−

bienia dodatkowego złącza i przewodów

z bezpiecznikami. W przypadku nieumie−

jętnego przeprowadzenia tych prac ist−

nieje możliwość awarii zasilacza kompu−

tera, a w najlepszym wypadku przepale−

nia bezpiecznika umieszczonego we−

wnątrz zasilacza, którego wymiana jest

niezwykle kłopotliwa. Autor nie podaje

żadnych wskazówek jak należy podłączyć

się do zasilacza komputera. Ci Koledzy,

których wiedza i umiejętności pozwolą na

wykonanie takiej operacji, świetnie pora−

dzą sobie bez tych wskazówek. Pozosta−

li niech lepiej zastosują gotowy lub wyko−

nany samodzielnie zasilacz sieciowy.

Montaż i uruchomienie

Na rysunku 2 przedstawiono mozaikę

ścieżek płytki drukowanej wykonanej na

laminacie dwustronnym i rozmieszczenie

na niej elementów. Montaż wykonujemy

w sposób typowy, rozpoczynając od re−

zystorów i diod zabezpieczających. Tu

jedna ważna uwaga: na stronie opisowej

płytki umieszczono w pobliżu każdej

z diod świecących nazwę odpowiadają−

cego jej wyjścia lub wejścia portu. Aby

więc nie zmniejszać czytelności opisu

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 9/97

Rys. 2. Schemat montażowy

ży się jeszcze wyjaśnienie, w jaki sposób

podawane są te adresy i co oznaczają lite−

ry połączone z cyframi. Otóż w informaty−

ce szeroko stosowany jest szczególny

sposób zapisu liczb: heksadecymalny (lite−

ra H na końcu każdej liczby). W tym syste−

mie zapisu mamy aż szesnaście cyfr: od

0 do F. Wartości kolejnych cyfr systemu

heksadecymalnego wyrażone w systemie

dziesiętnym i binarnym podaje tabela 2.

Tak więc np. adres 3BE to w systemie

dziesiętnym 958.

Powiedzmy sobie jeszcze parę słów o ro−

li poszczególnych rejestrów i sposobie od−

czytywania i zapisywania do nich danych.

Rejestr wejściowy umożliwia trans−

misję danych w jednym kierunku: do

komputera. Jest to rejestr 8−o bitowy, ale

posiada dwie ważne cechy:

1. Trzy najmłodsze bity nie są praktycznie

wykorzystywane i posiadają zawsze

wartość „0”.

2. Najstarszy bit jest zawsze negowany.

Tak więc jeżeli odczytamy z tego rejestru

1000 0000, to w rzeczywistości na wejściu

portu istnieje stan 00000000. I odwrotnie:

odczytanie wartości 00000000 oznacza licz−

bę 10000000 występującą na wejściu.

Jeszcze bardziej „pogmatwany” jest re−

jestr dwukierunkowy. Do dyspozycji mamy

cztery bity informacji, która może być prze−

kazywana zarówno do jak i z komputera.

Cztery starsze bity rejestru nie są wyko−

rzystywane i nie wolno nadawać im war−

tości „1”, co niekiedy może spowodować

zawieszenie się systemu. Cztery młodsze

bity są „do wzięcia”, ale w wyjątkowo

skomplikowany sposób: bity 0, 1 i 3 są

w tym rejestrze poddawane inwersji. Aby

więc uzyskać stan wysoki na wyjściu

STROBE należy do rejestru wpisać wartość

10, poleceniem OUT&H37A,10 .Odpo−

wiednio dla AUTO – 9, dla INIT – 15 i dla SE−

LECT – 3. Podanie do rejestru wartości 11

spowoduje ustawienie zer na wszystkich

jego wyjściach. Aby z tego rejestru oczytać

informacje należy najpierw podać na niego

same „jedynki” (jakim poleceniem to zro−

bić, niech już sami Czytelnicy się zastano−

wią), a następnie można odczytać nadesła−

ną informację poleceniem INP(&H37A).

Dysponując powyższymi informacjami

możemy już z łatwością przetestować

wykonany układ i nauczyć się wielu cie−

kawych rzeczy o interfejsie CENTRO−

NICS. Jeżeli wszystko działa prawidłowo,

to możemy teraz dołączyć np. drukarkę

szeregowo za naszym monitorem i pod−

czas drukowania obserwować, jak kom−

puter „rozmawia” z drukarką.

Zbigniew Raabe

Tabela 1

Port

Szyna danych

Rejestr wejściowy

Rejestr dwukierunkowy

LPT1:

378H

379H

37AH

LPT2:

278H

279H

27AH

LPT3:

3BCH

3BDH

3BEH

jeden port: LPT1 to jego adresem będzie

najczęściej 378h. W każdym wypadku ad−

resy portów zostaną z pewnością ustalo−

ne przez program diagnostyczny.

Dołączamy teraz wykonany układ za po−

mocą typowego kabla drukarkowego do

gniazda wybranego portu i włączamy zasila−

nie zarówno komputera jak i naszego moni−

tora. Najprawdopodobniej zapali się w tym

momencie zupełnie przypadkowa kombina−

cja diod. Możemy już teraz przeprowadzić

pierwszy test układu i z poziomu jakiegokol−

wiek interpretera BASIC a wydajemy na−

stępujące polecenie OUT {adres bazowy

portu}, 255. Jeżeli zapalą się wszystkie dio−

dy oznaczone jako D0...D7, to możemy

uznać, że nasz układ jest w 1/3 sprawny.

Zanim przeprowadzimy następne testy,

musimy dowiedzieć się czegoś więcej

o budowie interfejsu CENTRONICS. Inter−

fejs ten posiada trzy rejestry: szynę danych,

port wejściowy i port uniwersalny służący,

podobnie jak szyna danych do transmisji

danych w obie strony. W naszym układzie

wykorzystujemy wszystkie trzy rejestry.

A oto ich adresy: patrz tabela 1.

Adres szyny danych jest adresem bazo−

wym i w przypadku każdego portu adres

rejestru wejściowego jest w stosunku do

niego powiększony o 1, a adres rejestru

uniwersalnego (dwukierunkowego) o 2.

Mniej doświadczonym Czytelnikom nale−

Wykaz elementów

Rezystory

R1...R16, R34: 560

Tabela 2

Ω

R17...R33: 22k

Ω

HEX

BIN

DEC

Kondensatory

C1: 100µF/6,3

C2, C3: 100nF

C4: 220µF/16

Półprzewodniki

D1...D17: LED f5 (8 czerwonych,

5 żółtych, 4 zielone)

D18...D51: 1N4148 lub odpowiednik

IC1: 7805

T1...T17: BC548 lub odpowiednik

Pozostałe

JP1 trzy goldpiny+jumper

Z1 ARK2

Z2 złącze DB25/F lutowane w płytkę

Z3 złącze CENTRONICS 36 lutowane

w płytkę

Z4 złącze 2×7 goldpin

0000 0000

0000 0001

0000 0010

0000 0011

0000 0100

0000 0101

0000 0110

0000 0111

0000 1000

0000 1001

0000 1010

0000 1011

0000 1100

0000 1101

Komplet podzespołów z płytką jest

dostępny w sieci handlowej AVT jako

„kit szkolny” AVT−2061.

0000 1110

0000 1111

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 9/97

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: