Сотворим вместе

Краткий порядок темы :

1. Краткое описание микросхемы, формата данных.
2. Описание электрической схемы и вариант сборки.
3. Порядок монтажа (редактирование).
4. Модуль HC-06 и связь по каналу блютуз с ПК, телефоном, планшетом.
5. Справочная информация (скачать).

==========================

1. Краткое описание микросхемы, формата данных.

Микросхема КР581ВА1А(Б) - универсальный асинхронный приёмопередатчик (УАПП=UART) цифровой информации в двоичном коде. Он выполняет преобразование данных из последовательного кода в параллельный вид и наоборот. Приёмник и передатчик работают независимо друг от друга. Для работы с ней не нужен микроконтроллер. Формат данных микросхемы соответствует формату данных интерфейса RS232 :



Длину передаваемого слова (биты D0-D7), наличие бита контроля чётности К (включая вариант контроля), количество СТОП-битов (1 или 2) можно задавать простыми перемычками на соответствующих входах микросхемы (NB1, NB2, NPB, OEP, NSB) и при высоком уровне на входе SC состояние на выводах записывается в регистр управления. Частота синхросигнала на входах CT, CR должна быть в 16-раз больше скорости приёма и передачи (скорость до 30000 бит/с).

2. Описание электрической схемы и вариант сборки.

Электрическая схема состоит из тактового генератора, собранного на элементах мс К155ЛА3 (D1), приёмо-передатчика на мс КР581ВА1А (D2), к выводам которого подключены набор переключателей KD и шкальный светодиодный индикатор VD3. Установка формата данных задаётся проводными перемычками на выводах 34-39 мс КР581ВА1.

С помощью переключателей KD набирается отправляемый байт. По схеме выход TSO и вход RSI микросхемы можно соединить с помощью перемычки J1. При нажатии на кнопку KT начинается отправка байта. При низкой частоте тактового генератора можно видеть всё, что происходит на линии передачи-приёма. По окончании приёма включается светодиод шкалы, подключённый к выходу ODA. Чтобы видеть момент окончания приёма следующего байта, этот светодиод можно выключить нажатием на кнопку KR.



D1 – К155ЛА3; D2 – КР581ВА1А (Б); R1 – 200-390 Ом (переменное сопротивление типа 3362P), R2 – 100 Ом , R3 – 1 кОм; R4 – R6 – 10 кОм; R7 – 10 кОм (резисторная сборка типа НР1-4-9); С1 – 0.033 мкФ (для исследований при скорости передачи 2400 кБит/c) или 100.0 мкФ (для низкой скорости приёма-передачи); VD3 – светодиодная шкала FYA-R102510ZS-21, KD – восьмипозиционный переключатель DS-08.

Если C1 – 0.033 и R2 – 100 Ом, то период тактового сигнала :
при R1 – 200 Ом будет приблизительно в диапазоне от 20 до 35 мкс,
при R1 – 390 Ом – от 20 до 70 мкс.

Величина периода тактового сигнала во многом зависят от величины питающего напряжения VCC (+5v) и указаны приблизительно, при этом эксперименты полезно проводить с разными номиналами сопротивлений R1. Его большой номинал даёт большой диапазон и соответственно интересно наблюдать, что происходит на приёме для фиксированной скорости передачи (например, 2400 кбит/c) и изменении величины сопротивления R1, а его меньший номинал обеспечивает меньший диапазон и соответственно даёт возможность более точно установить необходимый период тактового сигнала.

Данные номиналы приведены для экспериментов на скорости приёма-передачи 2400 кбит/c, при котором длительность передачи одного бита около 417 мкс и соответственно период выходного сигнала тактового генератора равен 26 мкс (1с/2400=0.000417 с --> 417 мкс /16 = 26 мкс).

Вариант сборки :

Вместо источника напряжение -12 вольт используется батарейка "Крона". На сборке отсутствует сопротивление R5 и светодиод VD2. При соединении выхода TSO и входа RSI состояние сигнала TXD можно наблюдать по крайнему светодиоду шкалы VD3 (подключённому к сигналу RXD). Обозначения мс D1 и D2 расположены у выводов 1 микросхем. Также на макетке не установлено сопротивление R4 (без него в регистр управления также записывается логическая единица).



Обратите внимание, на индикаторе VD3 состояние 10-ти светодиодов 0101010111(слева направо), первые восемь из которых это биты принятого байта, предпоследний – это высокий уровень на выходе ODA, говорящий о приёме байта, а последний светодиод – это состояние на выводе TS0. При этом, набор на переключателе соответствует принятому байту, где номер на переключателе соответствует номеру бита из передаваемого байта, верхнее положение переключателей соответствует логическому нулю, а нижнее – логической единице.

3. Монтаж на макетке.

Краткий порядок монтажа :

3-1. Организация линий питания схемы.
3-2. Установка на макетке основных компонентов.
3-3. Сборка тактового генератора.
3-4. “Оживление” микросхемы КР581ВА1 - передача байта.
3-5. Проверка выхода TEC.
3-6. “Оживление” микросхемы Проверка приёма, флаг наличия данных - ODA.
3-7. “Оживление” микросхемы Проверка приёма байта данных (слова).
3-8. Установка переключателя KD.

=======================================

3-1. Организация линий питания схемы :

На макетке для сборки схемы необходимо наличие двух напряжений питания +5v (VCC) и –12v (или –9v если использовать батарейку КРОНА). Для этого на макетке установлены два разъёма питания (на фото сборки разъёмы расположены с правой её стороны) - на верхний разъём должно подаваться напряжение питания +5v, а на нижний –12v (-9v).



Как организовать –9v от батарейки КРОНА ?

Если используется батарейка КРОНА, то на обоих центральных контактах разъёмов питания должны быть положительные потенциалы напряжений +5v и +9v и выводы разъёмов крепятся одинаково к питающим линиям макетки. Далее, обратите внимание, с левого края макетки находится перемычка синего цвета, которая объединяет верхнюю шину синего цвета и нижнюю шину красного цвета. При таком соединении, после подачи питания, на перечисленных двух линиях будет общая линия GND, а на нижней шине синего цвета будет напряжение –9v, при этом, на верхней линии красного цвета будет присутствовать напряжение +5v. Последующую сборку рекомендуется делать после проверки величин напряжений на линиях питания макетки.

3-2. Установка на макетке основных компонентов :



Установите на макетке все основные компоненты (на изображении справа налево) – переключатель KD (DS-08), микросхему D2 (КР581ВА1), шкальный индикатор VD3, микросхему D1 (К155ЛА3). Обратите внимание на расположение первого вывода у микросхем (название на изображении расположено рядом с первой ножкой). При установке мс D2 соблюдайте осторожность, так как у мс корпус DIP40 и здесь важно, чтобы случайно не подогнулся какой-нибудь вывод микросхемы.

3-3. Сборка тактового генератора :





Соберите тактовый генератор. Вместо номинала конденсатора C1 временно установите электролитический конденсатор 100,0 мкФ. После подачи питания светодиод VD1 должен мигать.

3-4.“Оживление” микросхемы КР581ВА1 (D2) - передача байта :

“Оживление” – это с минимальным количеством элементов и соединений включить микросхему в одном из её рабочих режимов.

- установите резисторную сборку R7, кнопку KT, подключите перемычки для питания мс D2 и выполните новые соединения согласно схеме :



После подачи питания на макетку должен постоянно мигать светодиод VD1 тактового генератора, а крайний правый светодиод шкального индикатора VD3 должен постоянно светиться. При кратковременном нажатии на кнопку KT крайний светодиод шкалы должен погаснуть и опять включиться через шестнадцать тактов генератора. Для более точного подсчёта количества тактов можно увеличить ёмкость конденсатора C1.



Пояснения работы :

На входы CT и CR мс D2 поступают тактовые импульсы, а её вход сброса R подключён к GND (сброс происходит при логической единице !). При нажатии и удержании кнопки KT на входе TDS (вывод 23) устанавливается логический ноль и происходит загрузка данных в буферный регистр передатчика БРПД микросхемы. При отпускании кнопки KT происходит перепад из нуля в единицу на входе TDS и происходит перенос байта из буферного регистра передатчика БРПД в регистр передатчика РПД и начинается передача данных, которая отображается на крайнем правом светодиоде шкалы.

Так как первым при передаче появляется бит Старта, имеющий всегда нулевой уровень, то светодиод гаснет, но после передачи бита-Старта опять включается и светиться постоянно. Светиться постоянно, так как все выводы данных 26-33 и регистра управления 34-39 висят в воздухе (логические единицы), что соответствует передаче байта из одних единичек и двух Стоп-битов (логические единицы).

Уже на этом этапе, не подключая выводы 26-33 к переключателю KD, с помощью проводных перемычек (включать их на GND) можно проводить эксперименты и наблюдать по состоянию крайнего светодиода шкалы, что происходит на выходе TSO (передатчик мс D2).

3-5. Проверка выхода TEC:

Логическая единица на выходе TEC (вывод 24) означает, что регистр передатчика РПД завершил передачу полного слова, включая Стоповые биты. Уровень логической единицы на выходе TEC сохраняется до начала следующей передачи.

- временно проводной перемычкой соедините выход TEC мс D2 с одним из свободных анодных выводов светодиодов шкалы (например, второго справа).

После подачи питания на макетку (9v подаётся перед 5v) должен постоянно мигать светодиод тактового генератора, два крайних светодиода шкального индикатора должны постоянно светиться. При кратковременном нажатии на кнопку KT светодиод вывода TSO должен погаснуть и опять включиться через шестнадцать тактов генератора (передача Стартового бита). Он будет светиться до конца передачи слова, включая Стоповые биты. А светодиод вывода TEC должен также погаснуть, но включится он только после передачи полного слова, включая Стоповые биты. Как и раньше для более точного подсчёта количества тактов можно увеличить ёмкость конденсатора C1.

3-6. Проверка приёма, флаг наличия данных - ODA :

На этом этапе проверяется не сам принятый байт данных (выводы RD0-RD7), а только состояние флага ODA (вывод 19), логическая единица на выходе которого означает, что байт данных принят. По светодиоду, подключённому к выходу ODA удобно наблюдать его состояние. При этом, вывод ODA будет работать, если на входе SWE (вывод 16) будет низкий логический уровень. Кнопкой KR (вывод RDA) можно сбросить состояние флага ODA.



- установите кнопку KR и выполните новые соединения согласно схеме.

3-7. Проверка приёма байта данных (слова) :

После этого этапа появляется возможность видеть принятый байт данных по светодиодам шкального индикатора VD3, при этом, на вход RDE (вывод 4 - разрешение выхода принятых данных) необходимо подать логический ноль. Логическая единица на RDE переводит выходы приёмника RD0-RD7 в состояние высокого импенданса и светодиоды шкалы светиться не будут.



- установите сопротивление R6 и выполните новые соединения согласно схеме.

На этом этапе с помощью проводных перемычек можно изменять состояния входов TD0-TD7 и после передачи-приёма видеть их состояния на светодиодах индикатора VD3.

3-8. Установка переключателя KD :



- для удобства набора состояний входов TD0-TD7 установите проводные перемычки к переключателю KD. Для передачи в посылке одного Стоп-бита с помощью проводной перемычки установите логический ноль на входе NSB.
- после изучения причин влияющих на изменения состояний на выходе TS0 номинал конденсатора C1 следует изменить на конденсатор с номиналом 0.033 мкФ или другой, если необходима другая скорость передачи.



В схеме состояния выводов 35-39 (10111) регистра управления определены для формата данных – слово длиной 8 бит, отсутствие проверки чётности и один Стоп-бит. Этот формат используется по умолчанию во многих устройствах, использующих последовательную передачу данных через COM-порт. Скорость приёма-передачи микросхемы КР581ВА1 определяется параметрами тактового генератора, частота которого должна быть в 16-ть раз больше скорости приёма-передачи. Максимальная скорость для мс КР581ВА1А - 30000 бит/сек; КР581ВА1Б – 12000 бит/сек.

Для более стабильного приёма-передачи в работе с мс КР581ВА1 можно применить более стабильный тактовый генератор; увеличить частоту тактового генератора и применить делитель на двоичном счётчике (место на макетке ещё для одного корпуса микросхемы есть).

4. Модуль HC-06 и связь по каналу блютуз с ПК, телефоном, планшетом.

В модуле HC-06 по умолчанию используется скорость 9600 бит/c и формат данных – слово длиной 8 бит, отсутствие проверки чётности и один Стоп-бит.

В схеме этой темы номинал конденсатора C1 – 0.033 мкФ определён для скорости 2400 бит/c и поэтому при использовании модуля HC-06 необходимо или изменить его скорость работы или величину конденсатора C1 !

На следующем изображении с левой части макетки установлен блютуз-модуль HC-06. Его выход через сопротивление 1 кОм подключён ко входу RSI микросхемы. Отсылаемый байт передаётся с сотового телефона (по индикатору VD3 отправленный байт - 10000001 или 129):

5. Справочная информация (скачать).

В архиве два файла PDF, в которых описание на мс КР581ВА1.

Источники :

1. Техническое описание на “Блок элементов В7284”.
2. Нефёдов А.В. Справочник “Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги”, серии К565-599 (том 6, стр. 289-292).