Майк Тули: Справочное пособие по цифровой электронике

За последние несколько лет появилось довольно много схем подобных устройств. Одни из них обладают минимальными возможностями, например только индицируют состояния сигнальных линий, а другие показывают скорость передачи в бодах и автоматически определяют конфигурацию системы RS-232C в терминах DTE и DCE.

Предлагаемое устройство спроектировано с расчетом его изготовления в домашних условиях. С его помощью одновременно индицируются как MARK или SPACE логические состояния на любых двух линиях, подключается любая линия к любой другой линии (с любой стороны интерфейса), задается на любой линии состояние MARK или SPACE, подключается к любой линии внешнее оборудование, например осциллограф, цифровой счетчик, генератор импульсов и т. п., устройство полностью автономно и работает от внутренних батарей.

Описание схемы.Упрощенная схема врезки для интерфейса RS-232C показана на рис. П2.21.

Рис. П2.21.Упрощенная схема врезки. Отметим, что основная земля и сигнальная земля соединяются и подключаются к нулевому потенциалу (шасси).

Схема симметрична относительно зоны соединений (с каждой стороны интерфейса). Соединения в этой зоне осуществляются с помощью перемычек для печатных плат или коротких проводов, заканчивающихся штекерами диаметром 1 мм. К зоне соединений подводятся также точки с уровнями постоянного напряжения, соответствующими состояниям MARK и SPACE.

Шесть наиболее важных сигнальных линий (TXD, RXD, RTS, CTS, DSR и DTR) с каждой стороны интерфейса подаются на выбирающий переключатель. Выход переключателя связан со схемой обнаружения МАRК/SPACE, а также с разъемом ввода-вывода для внешнего контрольно-измерительного прибора. Седьмое положение переключателя используется только по мере необходимости для передачи остальных сигналов из зоны соединений в схему обнаружения MARK/SPACE.

Электрическая схема врезки для интерфейса RS-232C приведена на рис. П2.22.

Рис. П2.22.Принципиальная электрическая схема врезки для интерфейса RS-232C.

Абсолютно симметричная схема для другой стороны интерфейса на рисунке не показана, а номера ее соответствующих компонентов отличаются от показанных на 100, например S1 и S101.

Сигналы из зоны соединений выбираются с помощью переключателей S1 и S101. Микросхемы IC1a и IC1b действуют как компараторы; на их выходах образуются высокие уровни, когда входное напряжение больше +3 В или меньше —3 В соответственно. Диоды D1—D4 обеспечивают защиту от входных напряжений, превышающих положительное и отрицательное максимальное напряжения питания (максимальное напряжение в интерфейсе RS-232C равно ±25 В). Стабилитроны D7 и D8 образуют эталонные напряжения для компараторов, т. е. минимальное напряжение для SPACE и максимальное напряжение для MARK. С помощью D5 и D6 преодолевается ограничение используемого операционного усилителя, когда входное напряжение близко к отрицательному напряжению питания. Питание схемы обеспечивают две сухие батареи по 9 В каждая, а светодиод D11 сигнализирует о включенном питании.

Монтаж.Две схемы обнаружения MARK/SPACE монтируются на двух кусках печатной платы с размерами 60x64 мм (24 полоски с 23 отверстиями). Их можно отрезать от стандартной платы Veroboard. Монтажная схема платы показана на рис. П2.23, причем необходимо сделать 23 разрыва печатных проводников.

Рис. П2.23.Монтажная схема врезки для платы Veroboard.

Рекомендуется следующая последовательность монтажа: гнезда для микросхем, пистоны, перемычки, резисторы, диоды и конденсаторы. После монтажа тщательно проверьте плату и вставьте микросхемы в гнезда, конечно, обратив внимание на их правильную ориентацию.

Монтаж компонентов на лицевой панели показан на рис. П2.24.

Рис. П2.24.Монтаж на лицевой панели. Гнезда из зоны соединений припаиваются к соответствующим контактам S1и S101.

Зона соединений представляет собой матрицу из 62 гнезд диаметром 1 мм. Размещение гнезд должно напоминать два 25-контактных разъема типа D (SK1 и SK2), а сами гнезда соединяются с соответствующими контактами. При разметке лицевой панели под гнезда выдержите расстояние по горизонтали 10,16 мм, а по вертикали 7,62 мм.