Konvertuesit e kodimit të linjës serike të DIY: 15 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:12

Komunikimi i të dhënave serike është bërë i kudogjendur në shumë aplikime industriale, dhe ekzistojnë disa qasje për të hartuar çdo ndërfaqe komunikimi të të dhënave serike. Shtë i përshtatshëm për të përdorur një nga protokollet standarde dmth UART, I2C ose SPI. Përveç kësaj, ekzistojnë disa protokolle të tjera për aplikacione më të dedikuara si CAN, LIN, Mil-1553, Ethernet ose MIPI. Një tjetër mundësi për të trajtuar të dhënat serike është përdorimi i protokolleve të personalizuar. Këto protokolle zakonisht bazohen në kodet e linjës. Llojet më të zakonshme të kodimit të linjës janë NRZ, kodi i Mançesterit, AMI etj. [Dekodimi i Protokollit të Konfigurueshëm i Sinjaleve të Mançesterit dhe NRZ, Teledyne Lecroy Whitepape].

Shembuj të protokolleve serial të specializuar përfshijnë DALI për kontrollin e ndriçimit të ndërtesës, dhe PSI5 i cili përdoret për të lidhur sensorët me kontrolluesit në aplikimet automobilistike. Të dy këta shembuj bazohen në kodimin e Mançesterit. Në mënyrë të ngjashme, protokolli SENT përdoret për lidhjet sensorë-kontrollues të automobilave, dhe autobusi CAN i përdorur zakonisht për të mundësuar komunikimin midis mikrokontrolluesve dhe pajisjeve të tjera në aplikimet automobilistike bazohet në kodimin NRZ. Përveç kësaj, shumë protokolle të tjera komplekse dhe të specializuara janë hartuar dhe po hartohen duke përdorur skemat e Mançesterit dhe NRZ -së.

Secili nga kodet e linjës ka meritat e veta. Në procesin e transmetimit të një sinjali binar përgjatë një kablli, për shembull, mund të shfaqet shtrembërim që mund të zbutet ndjeshëm duke përdorur kodin AMI [Petrova, Pesha D., dhe Boyan D. Karapenev. "Sinteza dhe simulimi i konvertuesve të kodit binar." Telekomunikacioni në Shërbimin Modern Satelitor, Kabllor dhe Transmetues, 2003. TELSIKS 2003. Konferenca e 6 -të Ndërkombëtare mbi. Vëllimi 2. IEEE, 2003]. Për më tepër, gjerësia e brezit të një sinjali AMI është më e ulët se formati ekuivalent RZ. Po kështu, kodi i Mançesterit nuk ka disa nga mangësitë që janë të qenësishme në kodin NRZ. Për shembull, përdorimi i kodit të Mançesterit në një linjë serike heq komponentët DC, siguron rikuperimin e orës dhe siguron një nivel relativisht të lartë të imunitetit të zhurmës [Hd-6409 Renesas Datasheet].

Prandaj, dobia e konvertimit të kodeve standarde të linjës është e qartë. Në shumë aplikacione ku kodet e linjës përdoren drejtpërdrejt ose tërthorazi, konvertimi i kodit binar është i nevojshëm.

Në këtë Udhëzues, ne paraqesim mënyrën e realizimit të konvertuesve të kodimit të shumëfishtë të linjës duke përdorur një Dialog me kosto të ulët SLG46537 CMIC.

Më poshtë kemi përshkruar hapat e nevojshëm për të kuptuar se si çipi GreenPAK është programuar për të krijuar konvertuesit e kodimit të linjës serike. Sidoqoftë, nëse thjesht doni të merrni rezultatin e programimit, shkarkoni softuerin GreenPAK për të parë Skedarin e Dizajnit të GreenPAK të përfunduar tashmë. Lidhni GreenPAK Development Kit në kompjuterin tuaj dhe goditni programin për të krijuar IC të personalizuar për konvertuesit e kodimit të linjës serike.

Hapi 1: Modelet e konvertimit

Dizajni i konvertuesve të mëposhtëm të kodeve të linjës jepet në këtë Udhëzues:

● NRZ (L) në RZ

Konvertimi nga NRZ (L) në RZ është i thjeshtë dhe mund të arrihet duke përdorur një portë të vetme AND. Figura 1 tregon modelin për këtë konvertim.

● NRZ (L) në RB

Për shndërrimin e NRZ (L) në RB, duhet të arrijmë tre nivele logjike (-1, 0, +1). Për këtë qëllim, ne përdorim një 4066 (çelës analog analog katërpalësh) për të siguruar kalimin bipolar nga 5 V, 0 V dhe -5 V. Logjika dixhitale përdoret për të kontrolluar ndërrimin e tre niveleve logjike duke përzgjedhur 4066 hyrje të mundshme. 1E, 2E dhe 3E [Petrova, Pesha D., dhe Boyan D. Karapenev. "Sinteza dhe simulimi i konvertuesve të kodit binar." Telekomunikacioni në Shërbimin Modern Satelitor, Kabllor dhe Transmetues, 2003. TELSIKS 2003. Konferenca e 6 -të Ndërkombëtare mbi. Vëllimi 2. IEEE, 2003].

Kontrolli logjik zbatohet si më poshtë:

Q1 = Sinjali & Clk

T2 = Clk '

Q3 = Clk & Sinjal '

Skema e përgjithshme e konvertimit është treguar në Figurën 2.

● NRZ (L) në AMI

Konvertimi NRZ (L) në AMI gjithashtu përdor IC 4066 pasi kodi AMI ka 3 nivele logjike. Skema e kontrollit logjik është përmbledhur në Tabelën 1 që korrespondon me skemën e përgjithshme të konvertimit të treguar në Figurën 3.

Skema logjike mund të shkruhet në mënyrën e mëposhtme:

P1 = (Sinjali & Clk) & P

T2 = (Sinjali & Clk) '

Q3 = (Sinjali & Clk) & P '

Ku Q është dalja e dopipit D-Flip me lidhjen e mëposhtme kalimtare:

Qnext = Sinjal & Qprev ' + Sinjal' & Qprev

● AMI në RZ

Për konvertimin AMI në RZ dy dioda përdoren për të ndarë sinjalin hyrës në pjesë pozitive dhe negative. Një op-amp përmbysës (ose një qark logjik i bazuar në transistor) mund të përdoret për të përmbysur pjesën negative të ndarë të sinjalit. Së fundi, ky sinjal i përmbysur kalon në një portë OR së bashku me sinjalin pozitiv për të marrë sinjalin e dëshiruar të daljes në formatin RZ siç tregohet në Figurën 4.

● NRZ (L) në Mançester të fazës së ndarë

Shndërrimi nga NRZ (L) në Manchester me fazë të ndarë është i drejtpërdrejtë siç tregohet në Figurën 5. Sinjali hyrës së bashku me sinjalin e orës kalohet në një portë NXOR për të marrë sinjalin dalës (sipas konventës së G. E. Thomas). Një portë XOR mund të përdoret gjithashtu për të marrë kodin e Mançesterit (sipas konventës IEEE 802.3) [https://en.wikipedia.org/wiki/Manchester_code].

● Kodi i shënimit i fazës së ndarjes nga Manchester në fazën e ndarjes

Shndërrimi nga kodi i Markut në fazën e ndarjes në atë të ndarjes në fazën e ndarjes është treguar në figurën 6. Hyrja dhe sinjali i orës kalohen përmes një porte AND për të kapur një dopip-flop D.

D-rrokullisja rregullohet nga ekuacioni i mëposhtëm:

Qnext = Q '

Sinjali i daljes merret si më poshtë:

Dalja = Clk & Q + Clk 'Q'

● Më shumë Konvertime të Kodit të Linjës

Duke përdorur konvertimet e mësipërme, mund të merrni lehtësisht modelet për më shumë kode të linjës. Për shembull, konvertimi i kodit NRZ (L) në fazën Split të Mançesterit dhe konvertimi i kodit të Markut të fazës Split në fazën e ndarjes mund të kombinohen për të marrë drejtpërdrejt kodin NRZ (L) në fazën e ndarjes.

Hapi 2: Projektimet e GreenPAK

Skemat e konvertimit të treguara më sipër mund të zbatohen lehtësisht në projektuesin GreenPAK along së bashku me disa përbërës të jashtëm ndihmës. SLG46537 siguron burime të bollshme për të realizuar modelet e dhëna. Modelet e konvertimit të GreenPAK ofrohen në të njëjtën mënyrë si më parë.

Hapi 3: NRZ (L) në RZ në GreenPAK

Dizajni GreenPAK për NRZ (L) në RZ në Figurën 7 është i ngjashëm me atë të treguar në Hapin 1, përveç se është shtuar një bllok DLY. Ky bllok është opsional, por siguron heqjen e gabimeve të sinkronizimit midis orës dhe sinjaleve hyrëse.

Hapi 4: NRZ (L) në RB në GreenPAK

Dizajni GreenPAK për NRZ (L) në RB është treguar në Figurën 8. Figura tregon se si të lidhni përbërësit logjikë në CMIC për të arritur dizajnin e synuar të dhënë në Hapin 1.

Hapi 5: NRZ (L) tek AMI në GreenPAK

Figura 9 ilustron mënyrën e konfigurimit të GreenPAK CMIC për shndërrimin nga NRZ (L) në AMI. Kjo skemë së bashku me përbërësit ndihmës të jashtëm të dhënë në Hapin 1 mund të përdoret për shndërrimin e dëshiruar

Hapi 6: AMI në RZ në GreenPAK

Në Figurën 10 është treguar dizajni i GreenPAK për konvertimin AMI në RZ. GreenPAK CMIC e konfiguruar në një mënyrë të tillë së bashku me op-amp dhe diodat mund të përdoret për të marrë daljen e kërkuar.

Hapi 7: NRZ (L) në fazën e ndarjes Manchester në GreenPAK

Në Figurën 11, një portë NXOR është përdorur në modelin GreenPAK për të marrë konvertimin e NRZ (L) në fazën e Splitit në Mançester.

Hapi 8: Kodi i shënimit nga Manchester në fazën e ndarjes në fazën e ndarjes në GreenPAK

Në figurën 12 është dhënë modeli GreenPAK për kodin e Markut në fazën e ndarjes nga Manchester në fazën e ndarjes. Dizajni për konvertimin është i plotë dhe asnjë komponent i jashtëm nuk nevojitet për procesin e konvertimit. Blloqet DLY janë opsionale për heqjen e problemeve që lindin për shkak të gabimeve të sinkronizimit midis sinjaleve të hyrjes dhe orës.

Hapi 9: Rezultatet eksperimentale

Të gjitha modelet e paraqitura u testuan për verifikim. Rezultatet jepen në të njëjtën mënyrë si më parë.

Hapi 10: NRZ (L) në RZ

Rezultatet eksperimentale për konvertimin NRZ (L) në RZ janë treguar në Figurën 13. NRZ (L) është treguar me të verdhë dhe RZ është treguar në ngjyrë blu.

Hapi 11: NRZ (L) në RB

Rezultatet eksperimentale për konvertimin NRZ (L) në RB janë dhënë në Figurën 14. NRZ (L) është treguar me të kuqe dhe RB është treguar në ngjyrë blu.

Hapi 12: NRZ (L) në AMI

Figura 15 tregon rezultatet eksperimentale për konvertimin NRZ (L) në AMI. NRZ (L) tregohet me të kuqe dhe AMI tregohet me të verdhë.

Hapi 13: AMI në RZ

Figura 16 tregon rezultatet eksperimentale për konvertimin AMI në RZ. AMI ndahet në pjesë pozitive dhe negative të paraqitura në të verdhë dhe blu. Sinjali i konvertuar i daljes RZ tregohet me të kuqe.

Hapi 14: NRZ (L) në fazën e ndarjes Manchester

Figura 17 tregon rezultatet eksperimentale për NRZ (L) në konvertimin në Mançester të fazës Split. Sinjali NRZ (L) tregohet me të verdhë dhe sinjali i konvertuar i daljes së konvertuar i Mançesterit në blu tregohet me ngjyrë blu.

Hapi 15: Kodi i Markut të fazës së ndarjes nga Manchester në fazën e ndarjes

Figura 18 tregon shndërrimin nga kodi i Markut në fazën e ndarjes në atë të ndarjes në fazën e ndarjes. Kodi i Mançesterit tregohet me të verdhë ndërsa kodi i Markut tregohet me blu.

Përfundim

Kodet e linjës formojnë bazën e disa protokolleve të komunikimit serik të cilat përdoren në mënyrë universale në industri të ndryshme. Konvertimi i kodeve të linjës në një mënyrë të lehtë dhe me kosto të ulët të kërkuar në shumë aplikacione. Në këtë udhëzues jepen detaje për konvertimin e disa kodeve të linjës duke përdorur SLG46537 të Dialog së bashku me disa përbërës të jashtëm ndihmës. Hartimet e paraqitura janë verifikuar dhe konkludohet se konvertimi i kodeve të linjës mund të bëhet lehtësisht duke përdorur CMIC të Dialog.