Přednáška vložená 5. týden, výklad k úloze LCD, UART A4B38NVS - Návrh vestavěných systémů 2014, katedra měření, ČVUT - FEL, Praha. J.

Podobné dokumenty
Přednáška UART, RS232, 422, 485

Přednáška vložená 6. týden, výklad k úloze LCD, UART A4B38NVS - Návrh vestavěných systémů 2015, katedra měření, ČVUT - FEL, Praha. J.

Přednáška , kat. měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer. A4B38NVS, 2012, J.Fischer, kat. měření,, ČVUT - FEL 1

Přednáška A3B38MMP. Bloky mikropočítače vestavné aplikace, dohlížecí obvody. 2015, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer

A4B38NVS, 2011, kat. měření, J.Fischer, ČVUT - FEL. 2011, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha. J. Fischer. Přednáška 7

A4B38NVS, 2011, kat. měření, J.Fischer, ČVUT - FEL. Přednáška , kat. měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer

Čítače Přednáška 10 (11)

Vestavné systémy BI-VES Přednáška 5

Rozhraní mikrořadiče, SPI, IIC bus,.. Přednáška 11 (12) A4B38NVS, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha. J. Fischer

Rozhraní mikrořadiče, SPI, IIC bus,..

Sběrnice používané pro sběr dat

A4B38NVS, 2011, kat. měření, J.Fischer, ČVUT - FEL. Rozhraní mikrořadiče, SPI, IIC bus,.. A438NVS, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha. J.

Převodník RS-232/485 s galvanickým oddělením rozhraní ELO E06A. Uživatelský manuál

ETC Embedded Technology Club setkání

Rozhraní mikrořadiče, SPI, IIC bus,.. Přednáška 11 (12)

Asynchronní převodník RS 232/422 s galvanickým oddělením rozhraní ELO E0CE. Uživatelský manuál

Praktické úlohy- 2.oblast zaměření

ASYNCHRONNÍ RS-232 MODEM PRO OPTICKÉ VLÁKNO OPTO232 UŽIVATELSKÝ MANUÁL

ETC Embedded Technology Club setkání

UC485. Převodník linky RS232 na RS485 nebo RS422 s galvanickým oddělením

Převodník sériových rozhraní RS-232 / 20mA ELO E00Q. Uživatelský manuál

Wie232. Převodník rozhraní Wiegand z bezkontaktních čteček na RS června 2011 w w w. p a p o u c h. c o m

UC485P. Převodník RS232 na RS485 nebo RS422. Průmyslové provedení s krytím

Převodníky RS-232 na mnohavidové optické vlákno ELO E146, ELO E147. Uživatelský manual

ETC Embedded Technology Club setkání zahájení druhého ročníku

ŘÍDÍCÍ DESKA SYSTÉMU ZAT-DV

ETC Embedded Technology Club setkání zahájení druhého ročníku

Miniaturní převodník RS-232 na proudovou smyčku ELO E00X. Uživatelský manuál

PK Design. MB-ATmega16/32 v2.0. Uživatelský manuál. Základová deska modulárního vývojového systému MVS. Verze dokumentu 1.0 (21.12.

Proudová smyčka je ideální pro přenos dat na nekvalitních vedeních na větší vzdálenosti.

Aplikace vestavných systémů A4M38AVS Před. 3 (4)

Použití sériových rozhraní (RS232 a USB) pro ovládání měřicích přístrojů

Multiplexory sériových rozhraní na optický kabel ELO E246, ELO E247, ELO E248, ELO E249, ELO E24A, ELO E24B. Uživatelský manuál

Přednáška 8,9 Generátory hodinového signálu a dohlížecí obvody. ve vest. systémech 2013, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha. J.


Vrstvy periferních rozhraní

Buffer 16kB pro sériovou linku RS232 s konverzí rychlosti, parity, počtu datových bitů a stopbitů

Přednáška - Čítače. 2013, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer. A3B38MMP, 2013, J.Fischer, ČVUT - FEL, kat. měření 1

Převodník RS-232 na mnohavidové optické vlákno ELO E14C. Uživatelský manuál

Rozhraní mikrořadiče, SPI, IIC bus,..

Rozhraní mikrořadiče, SPI, IIC bus,.. Přednáška 10 (11)

Založeno Vypracoval: Ing. Vladimír Povolný HATEL. 168 x 118 x 54 mm. provozní teplota -5 až +50 C ochrana IP 30 24V DC (20 až 30V), 0 je uzeměná

PCU Procesorová jednotka. Příručka uživatele. Platí od výr. č Střešovická 49, Praha 6, s o f c o s o f c o n.

Převodníky RS-232 na mnohavidové optické vlákno ELO E146, ELO E147. Uživatelský manuál

enos dat rnici inicializaci adresování adresu enosu zprávy start bit átek zprávy paritními bity Ukon ení zprávy stop bitu ijíma potvrzuje p

Převodník sériového rozhraní RS-485 na mnohavidové optické vlákno ELO E171 Uživatelský manuál

Sběrnice a rozhraní. Josef Voltr

Převodník RS232 na RS485/422 UC485P. průmyslové provedení. galvanické oddělení. 28. února 2005 w w w. p a p o u c h. c o m

Cellular Engine XT55 SEA Board verze 1. Uživatelský návod. Verze 1.04

Sériové komunikace KIV/PD Přenos dat Martin Šimek

Analýza dějů na rozhraní RS 232 C

SB485. Převodník rozhraní USB na linku RS485 nebo RS422. s galvanickým oddělením. Převodník SB485. RS485 nebo RS422 USB. přepínače PWR TXD RXD

XCom-31/32. Stavebnice PROMOS Line 2. Komunikační koncentrátor pro sběr dat. Technický manuál

Úvod do mobilní robotiky AIL028

FN485 Gateway 2 Galvanically Isolated V1.0 Instalační návod

Aplikace vestavných systémů

Procesory pro vestavné aplikace přehled

ETC Embedded Technology Club setkání 3, 3B zahájení třetího ročníku

SuperCom. Stavebnice PROMOS Line 2. Technický manuál

Multiplexory sériových rozhraní na optický kabel ELO E246, ELO E247, ELO E248, ELO E249, ELO E24A, ELO E24B. Uživatelský manuál

Mikrokontroléry. Doplňující text pro POS K. D. 2001

Manuál přípravku FPGA University Board (FUB)

SB485, SB232. Průmyslové převodníky USB na RS485, RS422 a RS232. S galvanickým oddělením

Převodník sériových rozhraní RS-232 / 20mA ELO E00Q. Uživatelský manuál

Projekt - Voltmetr. Přednáška 3 - část A3B38MMP, 2015 J. Fischer kat. měření, ČVUT - FEL, Praha. A3B38MMP, 2015, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 1

Podstanice DESIGO PX Modulární řada s rozšiřujícím modulem

1. RS485. EIA-485 (formálně RS-485 nebo RS485) je elektrická specifikace fyzické hladiny

Úloha Ohmetr zadání úlohy

GSM modem TC35 Návod k instalaci a programování v1.1

Přednáška 7, 8 Generátory hodinového signálu a dohlížecí obvody ve vest. systémech

Telemetrické systémy

HPS-120. Manuál nastavení bezdrátového modemu

M-Bus Master MultiPort 250D DATOVÝ LIST

USB komunikační adaptér RS virtuální sériový port ELO E215. Uživatelský manuál

UC 485. PŘEVODNÍK LINKY RS232 na RS485 nebo RS422 S GALVANICKÝM ODDĚLENÍM. 15 kv E S D P rot ect ed

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ Fakulta informačních technologií

PERIFERNÍ OBVODY A ROZHRANÍ V MIKROPROCESOROVÝCH SYSTÉMECH

Uživatelský manuál. KNXgal. řízení zabezpečovacích ústředen. Galaxy ze sběrnice KNX. napájeno ze sběrnice KNX. indikace komunikace na KNX

Úvod do mobilní robotiky NAIL028

Modemy rozhraní RS-485/422 na optický kabel ELO E243, ELO E244, ELO E245. Uživatelský manuál

Řízení experimentu počítačem

RS , , RS 485, USB, GSM/GPRS

Převodník USB na RS232. Milan Horkel

PK Design. MB-ATmega128 v4.0. Uživatelský manuál. Základová deska modulárního vývojového systému MVS. Verze dokumentu 1.0 (10.10.

Převodník Ethernet ARINC 429

Činnost CPU. IMTEE Přednáška č. 2. Několik úrovní abstrakce od obvodů CPU: Hodinový cyklus fáze strojový cyklus instrukční cyklus

Rozhraní pro web s portem pro modem

Převodník RS232 RS485

PIC PROGRAMÁTOR Milan Obrtlílk 4. ročník SŠPH Uh. Hradiště

Konektory a Kabely. Aneb zařízení integrovaná do základní desky a konektory a kabeláž pro připojení externích zařízení

Převodník RS-422 / mnohavidové optické vlákno ELO E174. Uživatelský manuál

ASYNCHRONNÍ MODEM RS-422(V.11) OPTICKÉ VLÁKNO OPTO422 UŽIVATELSKÝ MANUÁL

Obvody a architektura počítačů. Sběrnice a rozhraní

BASPELIN CPM. Popis komunikačního protokolu verze EQ22 CPM EQ22 KOMPR

Návrh konstrukce odchovny 2. dil

OBSAH. Volitelný port RS232 UŽIVATELSKÝ MANUÁL

systémový konektor Asus A-632

Uživatelský manuál. KNXgal

FVZ K13138-TACR-V004-G-TRIGGER_BOX

Displej DT20-6. Update firmware řadiče. Simulační systémy Řídicí systémy Zpracování a přenos dat TM 2012_10_

Transkript:

Přednáška vložená 5. týden, výklad k úloze LCD, UART A4B38NVS - Návrh vestavěných systémů 2014, katedra měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 1

Náplň přednášky Poznámky ke cvičením: Specifikace úlohy bodovaná úloha (5 bodů) Výklad k úloze: zobrazovač LCD semigrafický zobrazovač obvod UART, rozhraní RS232, RS422, RS- 485 A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 2

Zobrazovač LCD Zobrazovač LCD, kapalné krystaly buzení střídavým napětím (nulová stejnosměrná složka a!! nulový ss proud) při stejnosměrném proudu - degradace LCD X 1 t +U U LCD +U 1 U LCD 1 U 1 t X 1 U U 1 2 X 2 U 2 t U 1 U 2 U L t Na segmentu je buď plné nebo nulové rozdílové napětí U LCD ( 0, U max ). A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 3

Zobrazovač LCD Segmentový LCD - vývody segmenty a BP back plain zadní společná elektroda Jednotlivé segmenty (někdy v lit. označené front plain ) se budí vůči společné elektrodě jako jednotlivé kapacitory LCD s jedním BP, potřeba tolik pinů, kolik je celkový počet segmentů ( hodně ), současné buzení všech segmentů Tzv. statické buzeni, na segmentu je buď střídavé napětí (segment je opticky aktivní), nebo nulové napětí (segment je opt. neaktivní) Podobné buzení LCD lze realizovat i pomocí pinů mikrořadiče, který sám nemá budiče LCD. LCD s větším počtem segmentů, rozdělení na sekce, více společných elektrod BP, označovaných také jako COM. Je potřeba více napěťových úrovní. Pro dva COM, je třeba tří napěťových úrovní U max, ½ U max, 0. Složitější řítzení, potřeba specilizovaný řadič (např. blok řadiče v STM32L152). Obecně pro přímé ovládání LCD- třeba velké množství pinů. A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 4

Semigrafický zobrazovač LCD SHARP LM20A21 použit ve cvičeních Mozaikový semigrafický zobrazovač 20 znaků x 2 řádky Pro buzení LCD využit specializovaný řadič HD44780 (výrobce původně firma Hitachi) A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 5

Semigrafický zobrazovač LCD SHARP LM20A21 Mozaikový semigrafický zobrazovač 20 znaků x 2 řádky řadič HD44780 paralelní rozhraní DB7 až DB0 obousměrné datové signály R / W Read/ Write 1 čtení, 0 zápis E Enable, určuje platnost dat na sběrnici RS Register Select RS = 1 data -, RS = 0 instrukce možné zjednodušení na potřebu pouze 6 vodičů na 4 bitová data, zápis 8 bitů po dvou 4-bitových datech Vypuštění čtení stavu - zápis a vložení dostatečně dlouhé doby čekání, za kterou se povel pro řadič LCD zaručeně vykoná, pro zjednodušení - vstup R/W připojit napevno na úroveň L. Detaily ovládání viz popis HD44780 a popis SHARP LM20A21 A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 6

HD44780 kódy znaků (LCD tabulka znaků generovaných HD44780 kódy pro číslice a písmena odpovídají kódům ASCII znaků Použití semigrafického zobr. LCD s řadičem HD4470- možnost definovat několik vlastních znaků s využitím generátoru znaků uložených v paměti RAM v HD4470 A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 7

Zápis do HD44780 PW EH = min. 450 ns, t cyc = min. 1000 ns, t AS = min. 140 ns t AH = min. 10 ns, t DSW = min. 195 ns, t H = min. 10 ns pozor na časování, SW A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 8

Čtení z HD44780 PW EH = min. 450 ns, t cyc = min. 1000 ns, t AS = min. 140 ns t AH = min. 10 ns, t DDR = max. 320 ns (data delay), t DHR = min. 20 ns pozor na časování, SW A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 9

Čtení z HD44780 jiný obr. - A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 10

Zápis do HD44780 jiný obr. - A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 11

LM20A21 vývody - A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 12

Oživení LCD Připojení DB7 DB0 a řídicích signálů RS, R/W, E, napájení Možné použít i jen DB7 DB5 čtyřbitový mód, méně HW, více SW pomalejší komunikace Pozor na kolize při použití různých zdrojů napájení s postupným zapínáním, použít ochranné rezistory odpory do série se signály (např. 470 Ohmů), pozor U INmax!!! (Čekat alespoň 15 ms po zapnutí napájení LCD) A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 13

STM32F100 - UART Sériová komunikace: UART Universal Asynchronous Receiver Transmitter UART (USART) USART Universal synchronous -Asynchronous Receiver Transmitter v STM32F100 napěťové úrovně 0, +3 V Cortex-M3 CPU 24 24 MHz JTAG/SW Debug Nested vect vectit IT Ctrl Ctrl 1 x Systick Timer 1 x DMA 7 Channels CRC 1x6x 16-bit PWM Synchronized AC AC Timer Timer Up Up to to 16 16 Ext. Ext. ITs ITs Up Up to to 80 80 I/Os I/Os 1x 1x SPI SPI 1x 1x USART/LIN Smartcard/IrDa Modem-Ctrl ARM Lite Hi-Speed Bus Matrix / / Arbiter (max (max 24MHz) 24MHz) Bridge ARM Peripheral Bus (max 24MHz) 4kB-8kB SRAM 2 x 12bit DAC 1x 1x 12-bit ADC 16 16 channels // 850ksps Temp Sensor 2x 2x USART/LIN Smartcard // IrDa IrDa Modem Control 2x 2x I2C I2C A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 14 Flash Flash I/F I/F Bridge 16-128kB Flash Memory 20B 20B Backup Regs Clock Control ARM Peripheral Bus (max 24MHz) 1x16-bit timer with 2 IC/OC/PWM 2x16-bit timer each with 1 IC/OC/PWM Power Supply Reg Reg1.8V POR/PDR/PVD XTAL oscillators 32KHz + 3~25MHz Int. Int. RC RC oscillators 40KHz + 8MHz PLL PLL RTC // AWU 2x 2x Watchdog (independent & window) 3 x 16-bit Timer HDMI CEC CEC 2x 2x SPI SPI

Obvod UART UART sériový přenos dat synchronizace start bit do 0 datové bity začíná se od D0 (LSB!) přenos typicky 8 datových bitů D0 až D7) Možná nastavení: (vždy jen 1 start bit) 5 až 8 datových parita ( žádná, sudá, lichá) stop bity (1, 1,5, 2 ), v některých obvodech UART i 9 bitů Nastavení na cvičení: 8 datových, bez parity, 1 stop bit 1 0 vyslání znaku 1 doba = 10 x ( 1 / Br ), nast. - 8 dat, 1 stop bit 31 = "1" 1 T start start D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 start 1/ Br 1 0 0 0 1 1 0 0 přenos jednoho znaku "S" 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 parita stop přenos 7 dat, parita, 1 stop) stop stop přenos dalšího znaku start znak znak znak znak přenos více znaků, prodlevy A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 15

Modulační rychlosti Modulační rychlosti používané pro přenos pomocí UART nejčastěji používaná rychlost 9600 Bd (Baudů) UART v STM32F100 podporuje i vyšší rychlosti stovky kbaud T 50 300 75 600 2 400 3 600 19 200 28 800 110 1200 4 800 38 400 134.5 1 800 7 200 57 600 150 2 000 9 600 115 200 A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 16

Rozhraní RS-232 Přenos dat sériovým kanálem s využitím UART (na PC COM port) mezi dvěma zařízeními, přenos typu bod bod Rozhraní RS-232 pro zvýšenou šumovou imunitu (šum. imunita -viz. min.před.) (napětí na výstupu budiče vysílače U OH = 5 V až 15 V, U OL = - 5 V až - 15 V na vstupu přijímače U IH = 3 V až 15 V, případně U IL = - 3 V až - 15 V Klidová nap. úroveň na vodiči data TXD log 1 (! pro kontrolu funkčnosti ve cv.) tedy U OL = - 5 V až - 15 V záporné napětí (velikost podle typu budiče) Při přenosu se objevují kladné napěťové úrovně U OH = 5 V až 15 V (podle - -) přenos dat v negativní logice budič vysílače a přijímač jsou invertující přenos řídících signálů v pozitivní logice TxD MAX 232 MAX 232 RxD U S MP1 RxD MP2 TxD A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 17

RS-232 INTERFACE (materiál TI) +12 V -12 V R S C L +5 V +5 V to 15 V 0 V -5 V to -15 V '0' '1' +3 V -3 V max. 1 ms Unbalanced circuitry Output drive voltage: Logic 0 = 5 15V; Logic 1 = -5-15V Receiver level: Logic 0 > 3V: Logic 1 < -3V Output voltage slew rate max. 30V/µS (EMI!) Maximum data rate: 20kbps (120 kbps de facto standard) Load capacitance < 2500 pf includes receiver input (approx.. 15-20 m cable length) 6-5 A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 18

Signály RS-232 č. kontaktu v konektoru DSUB- 9 označ. název signálu význam FG Frame ground ochranná zem 3 TXD Transmit Data výstup vysílaných dat 2 RXD Receive Data vstup přijímaných dat 7 RTS Request to Send DTE může přijímat data z DCE 8 CTS Clear to Send DCE může přijímat data z DTE a vysílat je 6 DSR Data Set Ready DCE je připraveno 5 SG Signal Ground signálová zem 1 DCD Data Carrier Detect DCE rozpoznalo funkční připojení linky 4 DTR Data Terminal Ready DTE je připraveno k funkci 9 RI Ring Indicator DCE indikovalo výzvu (vyzvánění) V úloze na cvičení využití pouze datových signálů TXD a RXD a SG signály RTS, CTS, DSR mohou být používány pro řízení přenosu (handshake) alternativní způsob handshake XONN, XOFF s využitím pouze signálů TxD a RxD posílání řídicích znaků A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 19

Rozhraní RS-232 Použitelnost RS -232 pro přenos na vzdálenost jednotek metrů, (pro 9600 Bd typ. - 12 metrů) Měření osciloskopem na rozhraní RS- 232 zem osciloskopu na GND procesoru, živý vstup osciloskopu- hrot sondy na měřený signál ( jasné,.. ale minulé zkušenosti). pozor v PC ( set top ) GND RS232 bývá propojena na GND PC, ochranný vodič kolík v zásuvce, propojení zařízení dalším signálem, např. může být problém při měření s napájením zařízení při použití starého dvouvodičového rozvodu napájecí sítě ( 230 V/50 Hz) osciloskop GND ochrana (napájení) propojení GND vstupu osciloskopu (výklad tabule) A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 20

Rozhraní RS-232, převod UART- USB Převodníky USB RS-232 použitelnosti 500 kbaud, (konektor RS-232 převodníku přímo do konektoru RS232 mikropočítače, bez kabelu) omezení rychlosti problém budič RS-232 hrany, přídavná zátěž kapacitou kabelu) Pozn. použití rozhraní UART mezi mikropočítači s přenosem v úrovních TTL či UART převodník UART/USB v úrovních TTL (CMOS) i jednotky MBaud Obvody firmy FTDI typu FT232B, FT232R, FT2232D USB Full speed FT2232H USB High speed Převodníky USB- RS232 STM32 UART TxD RxD TTL úrovně (např. obvod FT232RL doplněný MAX232 převodník úrovní) FT232R UART/ USB (poč. obchody cena 200 Kč +, nejblíže např. www.nc.cz) potřeba pro úlohu USB A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 21

Realizace rozhraní RS- 232 na cvičení Převodník úrovní TTL/ RS-232 obvody obdobné MAX 232 A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 22

Úloha 5 - zadání Řídicí jednotka se zobrazovačem LCD a rozhraním Navrhněte a realizujte řídicí jednotku se semigrafickým zobrazovačem LCD s 2x20 znaky typu Sharp LM20A21 (obsahující řadič HD44780) a s rozhraním RS-232 navázaným na interní obvod UART v STM32, pomocí nějž bude spolupracovat s terminálem. Jednotka bude obsahovat uživatelské tlačítko spuštění automatu na desce STM32VL Discovery a tři externí řídicí tlačítka, stejně jako v předchozí úloze. Funkce jednotky bude také vycházet z řešení předchozí úlohy (časovací jednotka), bude však rozšířena dalšími funkcemi v souvislosti s doplněnými obvody dle dalšího popisu. Zobrazení bude na LCD i na terminálu realizovaném pomocí PC (hyperterminal) Funkce a režimy - nastavení - SET, běh - RUNNING, připravenost - READY Zobrazení nastaveného, příp. zbývajícího času Time = xxx detaily viz zadání na stránkách A4B38NVS RUNNING TIME = xx A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 23

Vysílač, přijímač RS-232, pojmy, vysvětlení ke cvičení Převodník napěťových úrovní TTL na RS232 a opačně, obvody typu MAX232, ADM232, ST232 Pojem vstup vysílače, výstup přijímače Tx in Rx out vysílač přijímač Tx out Rx in RS 232 2 3 5 Tx D Rx D 1 2 3 4 5 6 7 8 ADM 232 L C1 + V + C1 - C2 + C2 - V - T2out R2in Vcc GND T1out R1in R1out T1in T2in R2out 16 15 14 13 12 11 10 9 + 5 V STM32F100 UART Rx D Tx D Vysvětlení (analogie) ruční vysílačka (jen místo osoby tam je procesor), vstup vysílače akustický signál - mikrofon výstup vysílače (anténa) vstup přijímače (anténa) výstup přijímače (reproduktor) RxD přijímaná data - data na vstupu mikroproc. (z R out - ADM232) TxD vysílaná data data na výstupu mikroproc. (do T in ADM232) A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 24

Konektory pro RS-232 konektor COM port na PC, DSUB 9 ( Cannon konektor 9 pinů, kolíky) 3 TXD Transmit Data výstup vysílaných dat 2 RXD Receive Data vstup přijímaných dat deska mikropočítače připojena prodlužovacím kabelem propojení pin č. 2 dutinka č. 2 na kolík č. 2 kabelem propojení DSUB 9 dutinky na kolíky. propojení 1 na 1, 2 na 2, Rx D Tx D GND GND Rx D Tx D 1 2 3 4 5 5 4 3 2 1 + 5 V 6 7 8 9 pohled na kolíky (PC) 9 8 7 6 pohled na dutinky (vývojový kit up) 2 3 5 Tx D Rx D 1 2 3 4 5 6 7 8 ADM 232 L C1 + V + C1 - C2 + C2 - V - T2out R2in Vcc GND T1out R1in R1out T1in T2in R2out 16 15 14 13 12 11 10 9 Rx D Tx D A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 25

Rozhraní RS-232 oživení HW při vysílání Smyčka, loop- back na straně RS-232 echování znaků na připojeném terminálu, výstup ADM 232 odpojen 1 Rx D Tx D 2 3 4 GND 5 GND Rx D Tx D 5 4 3 2 1 2 3 5 Tx D Rx D 1 2 3 4 5 6 7 8 ADM 232 L C1 + V + C1 - C2 + C2 - V - T2out R2in Vcc GND T1out R1in R1out T1in T2in R2out 16 15 14 13 12 11 10 9 + 5 V Rx D Tx D 6 7 8 9 pohled na kolíky (PC) 9 8 7 6 pohled na dutinky (vývojový kit up) Odpojit T X D od STM 32, smyčka ( loop back), echování znaků na terminálu, přenos přes ADM 232 stisk klávesy, kontrola signálu po trase 2 3 5 Tx D Rx D 1 2 3 4 5 6 7 8 ADM 232 L C1 + V + C1 - C2 + C2 - V - T2out R2in Vcc GND T1out R1in R1out T1in T2in R2out 16 15 14 13 12 11 10 9 + 5 V přerušit Rx D Tx D A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 26

Rozhraní RS-232 oživení HW bez terminálu Smyčka, loop- back na straně RS-232 (konektor je volný, bez terminálu) echování znaků, vysílání UART STM32, příjem STM32 stejný znak + 5 V 1 Rx D Tx D 2 3 4 GND 5 6 7 8 9 pohled na kolíky (PC) GND Rx D Tx D 5 4 3 2 1 9 8 7 6 pohled na dutinky (vývojový kit up) 2 3 5 Tx D Rx D 1 2 3 4 5 6 7 8 ADM 232 L C1 + V + C1 - C2 + C2 - V - T2out R2in Vcc GND T1out R1in R1out T1in T2in R2out 16 15 14 13 12 11 10 9 Rx D Tx D A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 27

Použití pinů STM 32F100x v úloze Pozor + 5 V tolerance není na všech pinech STM 32F100 Ochrana vstupních pinů STM 32, zařazení ochranného rezistoru 470 Ohmů pro připojení LCD využívat piny, které nejsou využívány ladicím rozhraním SWD nebo JTAG, což jsou PA13, PA14, PA15, PB 3, PB4 STM32VL Discovery Kit rozhraní SWD (Serial wire debug) pro ladění, 2 piny (PA13, PA14) PA13 data, PA14, CLK pro SWD nutné ponechat PA15, PB 3, PB4 je možno v uživatelském programu přemapovat, ale lépe využít jiné piny (pro výslednou aplikaci pokud se zajistí naprogramování paměti Flash jiným způsobem, např. pomocí UART a BOOT LOADER je možno využít všechny piny pro aplikaci) pro účely cvičení se nedoporučuje výklad tabule: použití SWD, podpora ladění na čipu, pojem boot loader, funkce a jeho využití AN3155 Application note USART protocol used in the STM32 bootloader A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 28

BOOT Loader v STM32F100 Pojem boot loader, funkce a jeho využití AN3155 Application note USART protocol used in the STM32 bootloader Vhodným nastavení stavu pinů pro BOOT aktivace vnitřního programu v ROM boot- zavaděč Zavedení programů pomocí UART a uložení do Flash Možnost BOOT má drtivá většina mikrořadičů s jádrem ARM Cortex M3 ( výrobci STM, ATMEL, TI, NXP, Silabs, Freescale,..) STM32F100 boot pomocí UART STM32F105,..boot pomocí UART, USB, CAN,.. A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 29

Piny STM 32F100x využívané pro ladění Pozor + 5 V tolerance není na všech pinech STM 32F100 Ochrana vstupních pinů STM 32, zařazení ochranného rezistoru 470 Ohmů A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 30

STM32F100 pouzdro LQFP vývody A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 31

Použití pinů STM32F100, napěťová tolerance Piny + 5 V tolerantní i netolerantní na společné bráně A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 32

Použití pinů STM 32 v úloze Kit STM32VL Discovery volné piny na straně do pole PC 6, 7 (2 piny volné) PC8, 9 jsou LED, použitelné jako výstupy (2 piny) PA 8, 9, 10, 11, 12 je (5 pinů volných) PC10, 11. 12 (3 piny volné) PD2 1 pin volný PB 5, 6, 7. 8, 9 (5 pinů volných) A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 33

UART a rozhraní RS-422 Pro připojení ovládací jednotky k centrálnímu počítači na 50-100 metrů RS232 neumožňuje (RS- 232 max. 10-15 m) Rozhraní RS 422 možnost zvýšit rychlost přenosu až na: 10 Mb/s (vedení o délce několika metrů), 2 Mb/s při délce vedení 60 m 100 kb/s při délce vedení 1200 m. Diferenční budiče vstup. sig. převod na rozdílové napětí U D pro D i = H výstup A připojí na napájení + 5 V a B na GND (zem) vysílače. pro D i = L naopak. Vedení kroucený dvoudrát. Zakončení odporem dle char. imped. ved Z 0. obvykle 100 až 120 Ohmů Pro propojení dvou zařízení s UART duplexní provoz potřeba 2x RS- 422 D I Am26LS31 A B GND1 U D Am 26LS32 + R T - D O GND2 A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 34

Rozhraní RS-422 odolnost proti rušení Diferenční přijímač rozliší rozdílové napětí 200 mv. Funkční i při přítomnosti souhlasného rušivého napětí (rozdíl potenciálu GND1 a GND2) na vstupu až ± 7 V. RS 422 - pro sériový přenos od vysílače obvykle k jednomu přijímači. RS 422 je vhodné i pro paralelní přenos tam, kde se požaduje vysoká rychlost přenosu informace. Např. přenos 8 datových signálů paralelně pomocí 8-mi rozhraní RS-422. Poznámka pro pomoc při vývoji: pro jednoduché případy (a pouze pro kontroly funkčnosti zařízení) a velmi malé vzdálenosti lze výstup A chápat jako neinvertující výstup v TTL logických úrovních (velikost napětí U OH závisí na použítí zakončovacího odporu) a napojit jej na vstup logického obvodu, Výstup B chování jeko invertující výstup TTL D I GND1 Am26LS31 A B U D Am 26LS32 R T + - D O GND2 A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 35

Rozhraní RS-485 pro přenos pomocí UART Rozhraní RS-485 (podoba s RS- 422) propojení jednotek kroucený dvoudrát a GND ale obousměrná komunikace, zakončení na obou koncích odporem dle char. impedance vedení Z 0. neaktivní jednotka má výstupy v třetím stavu (signál DE) na společné vedení sběrnici je možné připojit až 32 jednotek poloduplexní komunikace, nutná arbitráž, jednotka master řídící komunikaci Obousměrný budič např. 75176 možné použití i s napájením 3,3 V, např. obvod ADM 3485 Analog Devices DE A A DI B R T B R T RO RE + - T T T T Použití v průmyslových systémech pro přenos na větší vzdálenosti (10- ky až 100- ky metrů, použití i pro propojení jen dvou jednotek nadřízená (master) a podřízená jednotka A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 36

Comparison of RS-422 and RS-485 (materiál TI) RS-422 RS-485 R t 100 Ω R t 100 Ω R t 100 Ω 1 generator up to 10 receivers simplex operation up to 32 unit loads Half duplex operation -7V to +7V Max common mode voltage -7V to +12V 4 kω Receiver input impedance 12 kω 100 Ω Minimum generator load 60Ω < 150 ma to GND Generator short circuit current <250 ma to -7V / +12V 6-19 A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 37