Praktické úlohy- 2.oblast zaměření Realizace praktických úloh zaměřených na dovednosti v oblastech: Měření specializovanými přístroji, jejich obsluha a parametrizace; Diagnostika a specifikace závad, měření parametrů komunikace na rozhraních a jejich protokolů; Oživení a programování grafických zařízení. Popis přípravku Serial_tst Práce s přípravkem generátoru sériových protokolů Základní souhrn vlastností Generátor 4 typů sériových protokolů v 10ti funkčních submódech, Volitelný výběr z 8mi přednastavených 8mi bytových datových řetězců a náhodně generovaná sekvence 8mi bytového řetězce, Uživatelské spouštění generátoru vybrané 8mi bytové sekvence dat ve vybraném sériovém protokolu a zvoleném submódu. Mód 1- SCI Je to Serial Communication Protokol implementovaný na rozhraní ITU V-24 (RS-232). Patří mezi protokoly asynchronní ve škále rychlostí 150Bd až 38,4kBd. Struktura datového rámce je následující: Každé datové slovo může mít délku 7 nebo 8 bitů s přenosem od LSB k MSB, Každý rámec přenáší vždy jedno datové slovo, Každý rámec je uvozen vždy 1 START bitem a ukončen 1, 1,5 a nebo 2 STOP bity, Datové slovo může být doplněno o 1 paritní bit, který může být v sudé (EVEN) nebo liché (ODD) paritě. Délky datového slova 7 nebo 8 bitů (2 kombinace), Délkou STOP bitů v délce 1, 1,5 nebo 2 (3 kombinace), Volbou parity s přenosem bez parity, ODD nebo EVEN (3 kombinace) a Volbou přenosové rychlosti 150Bd až 38,4kBd ((9 kombinací). Datum: 11.6.2012 Popis Serial_tst/ Obor V4.x strana 1/ ze 6
Přípravek umožňuje vybrat ze 4 submódů následující, které všechny mají společnou přenosovou rychlost 19,2kBd s rámcem ukončeným 1 STOP bitem a paritou: 1. submód- parita ODD, datové slovo 8 bitů (1 byte), Submod ODD7 Submod ODD8 Číslo datastream (8) 2. submód- parita ODD, datové slovo 7 bitů, 3. submód- parita EVEN, datové slovo 8 bitů (1 byte) a Submod EVEN8 Submod EVEN7 Číslo datastream (4) 4. submód- parita EVEN, datové slovo 7 bitů. Pro každý submód lze zvolit libovolný z pevně nastavených datových řetězců (0 až 7) a nebo náhodně generovaný výběr pro řetězec (8). Mód 2- SPI Je to Serial Periferal Interface implementovaný pro rychlé obousměrné sběrnicové komunikace mezi perifériemi (daughter boardy) uvnitř elektronického systému. Určitou modifikací je používán v protokolech JTAG pro testování elektronických systémů. Patří mezi protokoly synchronní v široké škále rychlostí až do n x Mb/s s přenosy dat po slovech délky 8 bitů (1 byte). Používá nejméně 3 signály, CS (aktivace přenosu rámce), CLK (hodinový signál) a SO/SI (datová linka pro IN/OUT data) s následnou funkčností: Každý rámec je uvozen přechodem signálu CS z L->H a ukončen jeho přechodem z H->L, Data jsou přenášena na lince SO/SI (podle směru přenosu), a to s přenosem od MSB k LSB; změna hodnoty na lince může probíhat pouze v ustálené hodnotě signálu CLK!, Platnost dat je synchronizována hodinovým signálem CLK přechodem z L->H (nebo z H->L). Volbou synchronizace signálem CLK, tj. přechodem hrany z L->H nebo z H->L (2 kombinace). Datum: 11.6.2012 Popis Serial_tst/ Obor V4.x strana 2/ ze 6
Přípravek umožňuje vybrat ze 2 submódů následující: 1. submód- CLK L->H a Mód SPI Submod L->H Mód SPI Submod H->L 2. submód- CLK H->L. Pro každý submód lze zvolit libovolný z pevně nastavených datových řetězců (0 až 7) a nebo náhodně generovaný výběr pro řetězec (8). Mód 3- I2C Je to Inter Integrated Circuits protokol implementovaný pro rychlé obousměrné sběrnicové komunikace mezi integrovanými obvody (MCU nebo VLSI) v embeded elektronických systémech. Patří mezi protokoly synchronní v široké škále rychlostí až do n x Mb/s s přenosy dat po slovech délky 8 až 16 bitů. Používá 2 signály, SCK (hodinový signál) a SDA (datová linka pro IN/OUT data) s následnou funkčností: Každý rámec je uvozen speciální START sekvencí (uvozující začátek přenosu) přechodem signálu SDA z H->L při SCK v klidové hodnotě H, Data jsou přenášena na lince SDA (směr přenosu je po START vždy od zařízení MASTER ke SLAVE), a to s přenosem od MSB k LSB; změna hodnoty na lince může probíhat pouze v ustálené hodnotě L signálu SCK!, Platnost dat je synchronizována hodinovým signálem SCK přechodem z L->H, Rámec je ukončen speciální STOP sekvencí (reset linky) přechodem signálu SDA z L->H při SCK v klidové hodnotě H, Rámec vždy obsahuje řídící slovo s jednoznačných kódem komunikačního zařízení (adresou), směrem komunikace (R/W) a případným adresy vnitřního registru obvodu, Přenos každého datového slova je potvrzován řídícím bitem ACK (signalizující bezchybnost přenosu), který nabývá hodnoty L. Volbou řízení směru komunikace, kdy řídící slovo obsahuje WR (hodnotu L) a nebo RD (hodnotu H) (2 kombinace). Datum: 11.6.2012 Popis Serial_tst/ Obor V4.x strana 3/ ze 6
Přípravek umožňuje vybrat ze 2 submódů následující: 1. submód- WR sekvence a Mód I2C Mód I2C Submod WR Submod RD 2. submód- RD sekvence. Mód 4-1-W Je to Single Wire Protokol implementovaný pro jednoduché obousměrné sběrnicové komunikace s periferními zařízeními u elektronických systémů. Patří mezi protokoly asynchronní ve dvou rychlostech přenosu do n x 100kb/s s přenosy dat po slovech délky 8 až 16 bitů. Využívá PWM s proměnnou šířkou L pulzů. Používá 1 signálový vodič 1-W (datová linka pro IN/OUT data) s následnou funkčností: Každý rámec je uvozen speciálním START pulzem (uvozující začátek přenosu) přechodem signálu 1-W z H->L, Data jsou přenášena na lince (směr přenosu je po START vždy od zařízení MASTER ke SLAVE), s přenosem od MSB k LSB; hodnota L je kratší pulz, než hodnota H. Rámec vždy obsahuje řídící slovo s jednoznačných kódem komunikačního zařízení (adresou), směrem komunikace (R/W) a případnou adresou vnitřního registru obvodu, Bezchybnost přenosu je hlídána paritním bitem přes celou délku rámce, jehož hodnotu potvrzuje vždy strana příjemce, Celá sběrnice je inicializována RESET pulzem v hodnotě L, na které zasílají odezvu zařízení podržením sběrnice ve stavu L (PREZENCE) a je řízena zařízením MASTER. Volbou řízení rychlosti komunikace, kdy PWM pracuje s kratšími časy pro časové kódování hodnoty L/H (2 kombinace). Přípravek umožňuje vybrat ze 2 submódů následující: 1. submód- standardní rychlost a Mód 1-W Mód 1-W Submod HS Submod LS Datum: 11.6.2012 Popis Serial_tst/ Obor V4.x strana 4/ ze 6
2. submód- vyšší rychlost. Pro každý submód lze zvolit libovolný z pevně nastavených datových řetězců (0 až 7) a nebo náhodně generovaný výběr pro řetězec (8). Provozní nastavení generátoru Volba se provádí pomocí 4 tlačítek (viz foto obr.1) tak, že: 1. tlačítkem Mód volíme jeden ze čtyř hlavních módů pro výběr sériového protokolu, kterým, je současně indikován na barevné LED SCI- červená LED SPI- žlutá LED I2C- zelená LED 1-W- bílá LED 2. tlačítkem Submód volíme jeden ze čtyř (nebo dvou) submódů vybraného protokolu, který je indikován na 7segmentovém (levém) indikátoru (viz předchozí foto), 3. tlačítkem Číslo řetězce volíme datovou sekvenci buď pevně přednastavenou v paměti EEPROM (indikována číslem 0 až 7 na 7segmentovém (pravém) indikátoru) a nebo náhodně sestavenou (viz indikace na foto pro datastream 8), 4. tlačítko Start spustí s prodlevou 500ms datovou sekvenci s daty (8 bytů) vybraným sériovým protokolem; každý další stisk sekvenci opět zopakuje (indikováno desetinou tečkou u levého segmentu). Propojení pinů na výstupní konektor Výstupní 14ti pinový konektor je zapojen dle obr.2 následovně: 1. dvojice pinů (1. zleva) je obousměrná a slouží ke vstupu/ výstupu signálům 1-W, SDA, SO a CTS, 2. pin je výstupem hodinových signálů SCK a CLK, 3. pin je výstupem signálu RTS a 4. pin je výstupem signálu TxD. Sudé dvojice pinů mezi popisovanými signály jsou připojeny na signálovou GND. Napájení přípravku K napájení se použije externí zdroj stejnosměrného napětí (7 až 15)V, který je připojen miniaturními konektory v příslušných barvách červený (+) a černý (-). Závěr Podrobnější signalizace (význam a průběh signálů) sériových protokolů jsou popisovány v příslušných technických specifikacích a nejsou předmětem tohoto popisu. Datum: 11.6.2012 Popis Serial_tst/ Obor V4.x strana 5/ ze 6
Obr. 1 Umístění ovládacích prvků: Mód Submod číslo řetězce start Tlačítka uživatelského nastavení LED indikace vybraného módu IN/OUT piny 7segmentová indikace submód + číslo řetězce Obr.2 Zapojení pinů na konektoru: 1-W,SDA,SO RTS TxD CLK,SCK Datum: 11.6.2012 Popis Serial_tst/ Obor V4.x strana 6/ ze 6