Визуальный и звуковой монитор электронных интерфейсов | Прототип

Большинство современных ПК и встроенных систем имеют цифровые интерфейсы, такие как RS232, порты принтера, LIN и т. д. для обмена командами и данными с интеллектуальными периферийными устройствами. На рисунке 1 показан типичный case интерфейса RS232 между двумя компьютеризированными устройствами.

Схема звукового монитора

На рисунке 2 показана принципиальная схема простого визуального и звукового монитора для цифровых интерфейсов. Каждый из входов монитора имеет высокое входное сопротивление. Также каждый вход защищен диодами. Следовательно, на входы описанного монитора можно подавать положительные и отрицательные сигналы, превышающие +-30 В, и микросхемы не будут повреждены. Это полезно для наблюдения за периферийными устройствами с цифровым управлением и интерфейсами с более высоким напряжением, поскольку LIN работает на низкой скорости.

Монитор построен на основе двух интегральных схем (ИС). IC1 — 74HC540. Эта микросхема имеет низкий входной ток и высокий выходной ток, необходимый для светодиодов. Мы также можем использовать 74HC541 или другой подходящий буфер вместо 74HC540. Тем не менее, следует соблюдать осторожность, поскольку 74HC540 имеет восемь инвертирующих буферов, а 74HC541 — восемь неинвертирующих буферов (ведомых).

Переключатели S1–S8 выбирают, какой из входных сигналов будет контролироваться звуковым сигналом. Резисторы R17–R24 образуют смеситель переменного тока для выбранных сигналов. Сигналы суммируются по потенциометру P1.

Обычно P1 выбирается в диапазоне от 0,51 кОм до 10 кОм, а R17–R24 выбираются намного выше, чем P1. Это необходимо, поскольку IC2 имеет относительно высокий коэффициент усиления по напряжению, а сигналы от IC1 очень сильны. IC2 — это TDA7052. Эта микросхема выбрана потому, что она может работать в широком диапазоне напряжения питания (от 3 до 18 В), имеет высокий коэффициент усиления и может выдавать сильные звуковые выходные сигналы при низком питании, необходимом if.

Описываемый монитор начнет работать сразу после того, как будет произведен правильный монтаж. Входы разъема CON3 можно подключить к большинству аналоговых и цифровых интерфейсов, работающих в звуковом диапазоне частот и ниже этого диапазона. Иногда мониторинг более высокочастотных сигналов возможен, поскольку переходы могут производить звуковые сигналы, но требуется дополнительная подготовка и внимание. Напряжение питания +Vee составляет 5 В, но может быть в диапазоне от 3 до 6 В и зависит главным образом от микросхем монитора.

Монитор имеет три разъема. CON1 — разъем для громкоговорителя LSP1. Сопротивление динамика/наушников обычно составляет от 8 до 64 Ом и зависит от источника питания. CON2 — разъем для источника питания. CON3 — разъем для контролируемых входных сигналов.

Создание и тестирование

Интерфейс имеет 9 проводов и разъемы с 9 контактами. При тестировании и отладке интерфейсных плат, кабелей, разъемов и программного обеспечения, работающего с интерфейсом, нам необходим мониторинг сигналов интерфейса. Например, во время тестирования мы можем switch медленно с помощью программного обеспечения для генерации тестов выводить выходные сигналы и наблюдать полученный эффект с помощью светодиодов.

Многие современные интерфейсы, такие как RS-232, LIN, низкоскоростной I2C, низкоскоростные порты принтера и т. д., работают со скоростью ниже 20 кГц и, следовательно, могут генерировать сигналы в слышимом человеком диапазоне. Это интересная особенность, поскольку мы можем слышать, когда происходит связь между двумя компьютеризированными устройствами, и нет необходимости постоянно наблюдать за связью с помощью осциллографа.

Чувствуете интерес? Ознакомьтесь с другими проектами в области электроники.