Bộ chuyển đổi USB-COM-LPT trên vi điều khiển. Sơ đồ, mô tả

Thư viện kỹ thuật miễn phí

ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN
Thư viện miễn phí / Sơ đồ của các thiết bị vô tuyến-điện tử và điện

Bộ chuyển đổi USB-COM-LPT trên vi điều khiển

Thư viện kỹ thuật miễn phí

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Máy tính

Bình luận bài viết

Bài viết mô tả một bộ chuyển đổi đơn giản cho phép bạn kết nối các thiết bị ngoại vi được trang bị giao diện LPT với máy tính chỉ có giao diện USB. Quá trình chuyển đổi được thực hiện theo hai giai đoạn - một con chip chuyên dụng chuyển đổi USB sang COM (RS-232), sau đó bộ vi điều khiển chuyển đổi COM sang LPT. Vì máy tính trong trường hợp này trao đổi thông tin qua cổng COM ảo, nên chỉ những chương trình được phát triển hoặc sửa đổi có tính đến tính năng này mới có thể tương tác thông qua bộ chuyển đổi được đề xuất với thiết bị LPT bên ngoài. Đối với tất cả những người khác, bạn sẽ cần kết nối một trình điều khiển phần mềm đặc biệt với hệ điều hành vẫn chưa được phát triển.

Có một thời, nhiều dụng cụ và thiết bị điện tử được phát triển và sản xuất được kết nối với cổng LPT của máy tính cá nhân. Chúng vẫn tồn tại cho đến ngày nay. Đồng thời, các cổng LPT (cũng như cổng COM) trên máy tính đang dần thay thế giao diện USB. Quá trình này đặc biệt diễn ra nhanh chóng trên các máy tính xách tay (notebook). Nhưng nhờ sự nhỏ gọn và tự chủ của chúng, chính xác những máy tính này rất thuận tiện khi sử dụng làm công cụ di động để thiết lập các thiết bị điện tử khác nhau, bao gồm cả những máy tính có giao diện LPT. Việc loại bỏ các cổng LPT trên máy tính khiến việc làm việc với các thiết bị như vậy trở nên khó khăn.

Để giải quyết vấn đề này, một bộ chuyển đổi được đề xuất sử dụng các linh kiện điện tử rẻ tiền, dễ tiếp cận và có kiến trúc mở để phát triển các chương trình của riêng bạn. Sự hiện diện của bộ vi điều khiển trong đó cho phép, nếu cần, phát triển bất kỳ giao thức cần thiết nào để trao đổi thông tin giữa máy tính và thiết bị được kết nối thông qua bộ chuyển đổi.

Hình vẽ cho thấy mạch chuyển đổi. Thông tin được truyền qua đầu nối X1 qua giao diện USB được chuyển đổi bằng chip CP2103-GM [1] sang định dạng giao diện nối tiếp RS-232. Nó cũng thực hiện chuyển đổi ngược lại. Đầu ra của các đường điều khiển của giao diện RS-232 của vi mạch này được kết nối bằng các nút nhảy tương ứng với mức độ sẵn sàng liên tục để trao đổi thông tin. Các chân TXD và RXD được kết nối tương ứng với đầu vào và đầu ra thông tin của bộ vi điều khiển UART tích hợp ATmega8515-8AC [2]. Đầu nối X2 được thiết kế để lập trình trong mạch của vi điều khiển.

Bộ chuyển đổi USB-COM-LPT trên vi điều khiển

Làm việc theo chương trình, mã khởi động được đưa ra trong bảng, bộ vi điều khiển xử lý các lệnh máy tính đến đầu vào của UART tích hợp. Bằng cách thực hiện chúng, nó tạo ra tín hiệu đầu ra của cổng LPT trên các chân của nó và các tiếp điểm của đầu nối X3 được kết nối với chúng và nhận tín hiệu đầu vào của cổng này. Chương trình được viết bằng ngôn ngữ C trong môi trường phát triển CodeVision.

Theo giao thức trao đổi thông tin do tác giả phát triển và nhúng trong chương trình vi điều khiển, máy tính phải gửi các lệnh hai hoặc ba byte đến bộ chuyển đổi. Bit thứ tự thấp của byte đầu tiên của lệnh chỉ định hướng truyền thông tin: O - từ máy tính đến bộ chuyển đổi (bản ghi); 1 - theo hướng ngược lại (đọc). Bit tiếp theo xác định không gian địa chỉ: 0 - thanh ghi cổng LPT; 1 - bộ nhớ dữ liệu vi điều khiển không bay hơi. Sáu bit quan trọng nhất của byte đầu tiên chưa được sử dụng. Byte thứ hai của lệnh chứa địa chỉ của thanh ghi hoặc ô nhớ, có thể nằm trong phạm vi 0-255. Byte thứ ba chỉ xuất hiện trong các lệnh ghi và chứa mã dự định được ghi vào thanh ghi hoặc vị trí bộ nhớ. Để đáp lại lệnh đọc hai byte, bộ chuyển đổi truyền một byte đến máy tính - nội dung của thanh ghi hoặc ô nhớ được yêu cầu. Người khởi xướng việc truyền thông tin theo bất kỳ hướng nào luôn là máy tính.

Bộ chuyển đổi USB-COM-LPT trên vi điều khiển

Khả năng đọc và ghi thông tin từ EEPROM của bộ vi điều khiển, mặc dù không cần thiết cho ứng dụng được đề cập, nhưng rất hữu ích cho việc phát triển và cải thiện các chức năng do bộ chuyển đổi thực hiện. Ví dụ: để ghi byte 0x01F vào EEPROM của vi điều khiển tại địa chỉ 0x5, máy tính phải gửi một chuỗi ba byte qua cổng COM ảo: 0x03, 0x01, 0x5F. Và để đọc dữ liệu tại cùng một địa chỉ, lệnh hai byte là đủ: 0x02, 0x01. Đáp lại, bộ chuyển đổi sẽ truyền một byte được đọc từ ô EEPROM được chỉ định.

Như đã biết, theo quan điểm của người lập trình, cổng LPT ở chế độ hoạt động bình thường (không phải EPP hay ECP) bao gồm ba thanh ghi: dữ liệu (DR), trạng thái (SR) và điều khiển (CR). Địa chỉ của thanh ghi DR trùng với địa chỉ cơ sở của cổng, địa chỉ của thanh ghi SR và CR lần lượt lớn hơn một và hai đơn vị. Cấu trúc cổng LPT này cũng được triển khai trong thiết bị được đề xuất. Mục đích của các bit của tất cả các thanh ghi cũng được bảo toàn hoàn toàn. Điều này giúp bạn có thể làm lại các chương trình máy tính đã tạo trước đó để hoạt động với bộ chuyển đổi được mô tả với chi phí tối thiểu.

Chương trình bao gồm các tệp tiêu đề mô tả tên của các thanh ghi vi điều khiển và bản ghi các giá trị số nhị phân được sử dụng để khởi tạo các biến và các hoạt động khác.

Chương trình cấu hình UART của vi điều khiển hoạt động ở chế độ không đồng bộ ở tốc độ 115200 baud với XNUMX bit dữ liệu (không có tính chẵn lẻ) và một bit stop. Cổng COM ảo của máy tính phải được cấu hình theo cách tương tự. Có các quy trình nhận (UART_RXD) và truyền byte (UART_TXD) qua UART, cũng như các quy trình ghi (WRLPT) và đọc các thanh ghi RD_LPT của cổng LPT và các ô nhớ cố định (WR_EEPROM và RD_EEPROM).

Để tương thích tối đa với LPT, mặt nạ đăng ký MaskSR và MaskCR được cung cấp. Khi thông tin được xuất ra các dòng cổng vi điều khiển được kết nối với đầu nối X3 hoặc khi thông tin được nhập từ các dòng này, một số bit nhất định của thanh ghi SR và CR sẽ tự động được đảo ngược bằng cách sử dụng các mặt nạ đã đề cập và thao tác XOR logic (loại trừ OR).

Văn bản nguồn của chương trình được cung cấp kèm theo lời bình luận chi tiết, cho phép bạn hiểu nó mà không gặp nhiều khó khăn.

Để đảm bảo hoạt động với bộ chuyển đổi cần cài đặt phần mềm driver cho cổng COM ảo trên máy tính, đảm bảo việc trao đổi thông tin với vi mạch CP2103. Trình điều khiển này được cung cấp miễn phí trên trang web của nhà sản xuất các chip này tại silabs.com/public/documents/software_doc/drivers/Microcontrollers/lnterface/en/CP210x_VCP_Win2K_XP_S2K3.exe.

Để kiểm tra bộ chuyển đổi, bạn có thể sử dụng nhiều chương trình kiểm tra và gỡ lỗi khác nhau cho phép bạn làm việc với cổng COM, nếu chúng không truy cập trực tiếp vào các thanh ghi của cổng này, như thường được thực hiện trong DOS và Windows9X/Me. Các cuộc gọi như vậy phải được thay thế bằng các chức năng cổng (ví dụ: CreateFile, Get-CommConfig, SetCommConfig, Read-Corn, WriteFile) do hệ điều hành cung cấp.

Sau khi bật bộ chuyển đổi, đèn LED HL3 sáng lên. Việc nhận byte đầu tiên của lệnh sẽ hủy nó. Sau khi nhận được lệnh hoàn chỉnh và thực hiện, đèn LED sẽ sáng trở lại nghĩa là nó đã sẵn sàng nhận lệnh tiếp theo. Thuật toán này thuận tiện cho việc giám sát việc truyền lệnh và hoạt động bình thường của bộ chuyển đổi.

Trong trường hợp bộ vi điều khiển bị treo, chương trình sử dụng bộ đếm thời gian theo dõi để khởi động lại bộ vi điều khiển nếu tình huống như vậy xảy ra. Điều này làm tăng tính ổn định của bộ chuyển đổi ngay cả khi hoạt động trong điều kiện nhiễu mạnh.

Có thể tải xuống một bộ đầy đủ các tệp dự án chương trình vi điều khiển đây.

Văn chương

CP2103 - Cầu nối USB tới UART một chip. - silabs.com:80/public/documents/tpub_doc/dsheet/Microcontrollers/Interface/en/cp2103.pdf
ATmega8515, ATmega8515L - Bộ vi điều khiển 8 bit với Flash lập trình trong hệ thống 8K Byte. - atmel.com/dyn/resources/prod/documents/doc2512.pdf

Tác giả: O. Valpa, Miass, vùng Chelyabinsk; Ấn phẩm: radioradar.net

Xem các bài viết khác razdela Máy tính.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng 15.04.2024

Trong thế giới công nghệ hiện đại, nơi khoảng cách ngày càng trở nên phổ biến, việc duy trì sự kết nối và cảm giác gần gũi là điều quan trọng. Những phát triển gần đây về da nhân tạo của các nhà khoa học Đức từ Đại học Saarland đại diện cho một kỷ nguyên mới trong tương tác ảo. Các nhà nghiên cứu Đức từ Đại học Saarland đã phát triển những tấm màng siêu mỏng có thể truyền cảm giác chạm vào từ xa. Công nghệ tiên tiến này mang đến những cơ hội mới cho giao tiếp ảo, đặc biệt đối với những người đang ở xa người thân. Các màng siêu mỏng do các nhà nghiên cứu phát triển, chỉ dày 50 micromet, có thể được tích hợp vào vật liệu dệt và được mặc như lớp da thứ hai. Những tấm phim này hoạt động như những cảm biến nhận biết tín hiệu xúc giác từ bố hoặc mẹ và đóng vai trò là cơ cấu truyền động truyền những chuyển động này đến em bé. Việc cha mẹ chạm vào vải sẽ kích hoạt các cảm biến phản ứng với áp lực và làm biến dạng màng siêu mỏng. Cái này ... >>

Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global 15.04.2024

Chăm sóc thú cưng thường có thể là một thách thức, đặc biệt là khi bạn phải giữ nhà cửa sạch sẽ. Một giải pháp thú vị mới từ công ty khởi nghiệp Petgugu Global đã được trình bày, giải pháp này sẽ giúp cuộc sống của những người nuôi mèo trở nên dễ dàng hơn và giúp họ giữ cho ngôi nhà của mình hoàn toàn sạch sẽ và ngăn nắp. Startup Petgugu Global đã trình làng một loại bồn cầu độc đáo dành cho mèo có thể tự động xả phân, giữ cho ngôi nhà của bạn luôn sạch sẽ và trong lành. Thiết bị cải tiến này được trang bị nhiều cảm biến thông minh khác nhau để theo dõi hoạt động đi vệ sinh của thú cưng và kích hoạt để tự động làm sạch sau khi sử dụng. Thiết bị kết nối với hệ thống thoát nước và đảm bảo loại bỏ chất thải hiệu quả mà không cần sự can thiệp của chủ sở hữu. Ngoài ra, bồn cầu có dung lượng lưu trữ lớn có thể xả nước, lý tưởng cho các hộ gia đình có nhiều mèo. Bát vệ sinh cho mèo Petgugu được thiết kế để sử dụng với chất độn chuồng hòa tan trong nước và cung cấp nhiều lựa chọn bổ sung. ... >>

Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm 14.04.2024

Định kiến phụ nữ thích “trai hư” đã phổ biến từ lâu. Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây được thực hiện bởi các nhà khoa học Anh từ Đại học Monash đã đưa ra một góc nhìn mới về vấn đề này. Họ xem xét cách phụ nữ phản ứng trước trách nhiệm tinh thần và sự sẵn sàng giúp đỡ người khác của nam giới. Những phát hiện của nghiên cứu có thể thay đổi sự hiểu biết của chúng ta về điều gì khiến đàn ông hấp dẫn phụ nữ. Một nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học từ Đại học Monash dẫn đến những phát hiện mới về sức hấp dẫn của đàn ông đối với phụ nữ. Trong thí nghiệm, phụ nữ được cho xem những bức ảnh của đàn ông với những câu chuyện ngắn gọn về hành vi của họ trong nhiều tình huống khác nhau, bao gồm cả phản ứng của họ khi gặp một người đàn ông vô gia cư. Một số người đàn ông phớt lờ người đàn ông vô gia cư, trong khi những người khác giúp đỡ anh ta, chẳng hạn như mua đồ ăn cho anh ta. Một nghiên cứu cho thấy những người đàn ông thể hiện sự đồng cảm và tử tế sẽ hấp dẫn phụ nữ hơn so với những người đàn ông thể hiện sự đồng cảm và tử tế. ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

Phôi từ tế bào gốc 10.09.2023

Các nhà khoa học từ Đại học Cambridge và Viện Công nghệ California đã đạt được tiến bộ đáng kể trong việc phát triển “phôi phôi” nhân tạo từ tế bào gốc. Thí nghiệm mang đến những cơ hội mới cho nghiên cứu về các rối loạn di truyền, nhưng cũng đặt ra những câu hỏi nghiêm túc về đạo đức và tính hợp pháp bằng cách tạo ra các cấu trúc gần giống với phôi người.

Phôi được tạo ra hoàn toàn không liên quan đến trứng hay tinh trùng và không có sự phát triển của tim hoặc não. Tuy nhiên, nó chứa các tế bào hình thành nhau thai, túi noãn hoàng và chính phôi thai.

Tiến bộ này đạt được nhờ việc lập trình lại các tế bào gốc phôi. Mặc dù vậy, việc sử dụng phôi tổng hợp cho mục đích lâm sàng là không thể thực hiện được trong tương lai gần. Đây sẽ là một hành vi vi phạm pháp luật trắng trợn và vẫn chưa rõ liệu các cấu trúc như vậy có thể phát triển hơn nữa sau giai đoạn hình thành ban đầu hay không.

Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng những mô hình này sẽ hữu ích trong việc tìm hiểu "hộp đen" của sự phát triển của con người, tức là khoảng thời gian sau 14 ngày kể từ thời điểm thụ tinh, được quy định hợp pháp là thời hạn nuôi cấy và nghiên cứu phôi trong phòng thí nghiệm.

Robin Lovell-Bedge, trưởng khoa sinh học tế bào gốc và di truyền phát triển tại Viện Francis Crick ở London, giải thích: “Ý tưởng là bằng cách tạo ra sự phát triển phôi thai bình thường của con người bằng cách sử dụng tế bào gốc, chúng ta có thể thu được nhiều thông tin về giai đoạn phát triển ban đầu và xác định tác hại tiềm tàng bằng cách tránh sử dụng phôi sớm để nghiên cứu."

Trước đây, cùng một nhóm các nhà khoa học đã chứng minh làm thế nào tế bào gốc của chuột có thể phát triển thành các cấu trúc giống phôi thai sớm. Những cấu trúc này bao gồm ruột, các dạng ban đầu của não và thậm chí cả trái tim đang đập. Hiện tại, các nhà nghiên cứu đang tích cực nghiên cứu để tạo ra những mô hình con người tương tự.

Tin tức thú vị khác:

▪ Máy ảnh bỏ túi Sony HDR-GW66VE dành cho thể thao mạo hiểm

▪ Theo quan điểm của một con chó

▪ Thông số kỹ thuật NFC được cập nhật

▪ Laptop chơi game Acer Nitro V 16

▪ Bảo vệ chống rơi cho điện thoại thông minh của bạn

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần trang web Bộ khuếch đại công suất. Lựa chọn các bài viết

▪ bài viết Thông cáo báo chí. Vẽ, mô tả

▪ Bài báo Có thể thôi miên một người trái với ý muốn của anh ta không? đáp án chi tiết

▪ bài báo Thanh tra bàn đăng ký quân sự của chính quyền TP. Mô tả công việc