چیپ ارتباط سریال

شاید برای شما هم این سوال پیش آمده باشد که چگونه پورت سریال میکرو را به وسایل جانبی شامل پورت سریال مرتبط کنیم. مشکل در مورد تطبیق سطوح ولتاژ متفاوت است. برای این کار از چیپ شامل Max232 استفاده می شود: 

 

USB چگونه کار می کند؟

USB سرواژگان Universal Serial Bus به معنای گذرگاه سریال همه منظوره است. هدف از آن ارتباط کامپیوتر شخصی با انواع مختلف دستگاه های جانبی توسط کابل و درگاه واحد است. در سال 1994 شرکت های 7 گانه زیر تفاهم نامه هماهنگ شده ای برای آن تدوین کردند: 

Compaq
DEC
IBM
Intel
Microsoft
NEC
Nortel

به مرور زمان، سرعت ارسال اطلاعات بالا رفت تا آنجا که بعضی تولیدکنندگان، کابل های اضافی را در آن وارد کردند، در حالی که یک کانکتور شامل USB هم متصل به آنها بود. ابتدا USB0 و ویرایشهای آن ارائه شد، تا USB1 به صورت تجاری تولید شود. USB2 سرعتی به مراتب بیشتر داشت تا نوبت به USB3 به لقب Super speed ارائه شد.  

یک درگاه USB دارای چهار پایه می باشد: 

1- پایه زمین 

2- پایه +D 

3- پایه -D 

4- پایه تغذیه 5 ولتی

USB ها پروتکل ارتباط سریال و سیگنال دهی نیمه دو طرفه تفاضلی (half-duplex differential signaling) را به کار می گیرند. اگر سیگنال در زمان حاضر S(n) ,  و در زمان قبلی S(n-1)، در حالت قطع سیگنال، ولتاژ J و در حالت وصل سیگنال ولتاژ K را در نظر بگیریم، یک و صفر منطقی به صورت زیر تعریف می شوند: 

1; S(n)=S(n-1)
0; S(n)~=S(n-1) 

لازم به ذکر است که هر پیام به صورت یک بسته ارسال می شود که مشتمل است بر: 

1- آغاز پیام:  00000001 

2- متن پیام : 01011010 در شکل زیر

3- انتهای پیام: 00J 

تفاوت USB و RS485

دو رابط نامبرده دارای شباهات های زیر هستند: 

- هر دو به صورت دیفرانسیلی هستند 

- هر دو نیمه دو طرفه هستند (...)

- هر دو چهار سیمه هستند (...) 

اما تفاوت های زیر باعث عدم تساوی آنهاست، به طوری که باید از مبدل RS485/USB استفاده کرد: 

- USB نوعی ارتباط رایانه ای است. یعنی قبل از تبادل اطلاعات باید فرایند دست دادن و تایید صورت بگیرد، اما در RS485 فقط یک بیت تزویج ارسال می شود و قبلا باید سایر عوامل مانند فرکانس ارسال در هر دو دستگاه تعریف شوند. 

- RS485 برای شبکه کردن چند میکرو کاربرد دارد، اما در USB معمولا یکی کامپیوتر و دیگری یک دستگاه دیگر است. 

- از RS485 برای فواصل طولانی استفاده می شود، ولی طول کابل USB نباید از چند متر بیشتر باشد. 

- می توان RS485 را طوری تنظیم کرد که ارتباط کاملا دوطرفه حاصل شود. 

- در سالهای اخیر USB ها دارای پروتکل های متفاوت و تعداد پین های زیادی شده اند. 

- یک USB دارای خاصیت تغذیه و شارژ کنندگی هم هست، ولی RS485 نه. 

- ولتاژ USB باید 0 یا 5 ولت باشد ولی در RS485 در سمت حاکم بین +6 و -6 ولت است و در سمت آخر خط ممکن است افزایش یا کاهش ولتاژ حاصل شود. 

شکل: کیت مبدل RS485 به USB 

انواع رابط ها

رابط ها را می توان از نقطه نظرات مختلفی طبقه بندی کرد: 

- به صورت رابطهای نرم افزاری (import or insert در نرم افزارها) و سخت افزاری 

- به صورت رایانه ای ( مانند Sata or USB) و میکروکنترلی ( مانند RS232) 

- به صورت همزمان ( دارای ساعت (مولد پالس) مشترک) یا ناهمزمان ( آسنکرون) 

- به صورت مزدوج یا شبکه ای 

- به صورت یک طرفه، نیمه دو طرفه یا کاملا دو طرفه 

- به صورت سریال یا موازی 

و ... 

گشایش

شاید برای کاربران رایانه عجیب به نظر نرسد که یک تصویر را که با "پینت" کشیده اند به ورد وارد کنند. این نخستین آشنایی با رابط هاست. 

 

دو فرایند در مورد انواع میکروکنترلرها وجود دارد: 

1- سازماندهی داخلی آنها 

2- ارتباط آنها با دنیای بیرون و سایر میکروها 

در مورد "سازماندهی داخلی"، باید به کتابچه راهنمای آنها مراجعه کرد و نیز می توان از محیط های IDE و زبان های تعریف شده برای برنامه سازی آنها استفاده کرد. 

هر میکرو مانند یک کشور است که برای ارتباط با محیط بیرون باید از پروتکل های خاصی استفاده کرد. این پروتکل ها سه دسته اند: 

1- پروتکل های استاندارد جهانی مانند RS232 

2- پروتکل های پرکاربرد ( دی فاکتو) مانند TWI 

3- پروتکل های شخصی و تک منظوره