Подключение PICAXE к ПК
Рекомендуемый уровень
начинающий
Рекомендуемые предпосылки
Знакомство с системой PICAXE
Введение
Одним из главных преимуществ системы PICAXE является легкость и низкая стоимость начала работы. Чипы сами по себе недороги, программное обеспечение бесплатное, и не требуется аппаратный программист. Аппаратное подключение PICAXE к персональному компьютеру состоит из кабеля (AXE026), который подключается к последовательному порту на ПК или к другому кабелю (AXE027), который подключается к порту USB. В этой статье содержится подробная информация об этих соединениях, а также информация, необходимая для сборки последовательного кабеля за небольшую плату.
Последовательная передача данных PICAXE
Для связи с микроконтроллером PICAXE чаще всего используется персональный компьютер. Коммуникации с PICAXE предназначены, прежде всего, для его программирования, а сообщения из PICAXE могут отображаться на мониторе компьютера для отладки программы или просто для просмотра результатов инструкций программы. Между PICAXE и персональным компьютером требуется всего три провода: один переносит информацию с PICAXE на компьютер, один переносит информацию с персонального компьютера на PICAXE, а третий провод соединяет сигнальное заземление на компьютере с землей на PICAXE μC. Коммуникации в обоих направлениях находятся в последовательном формате, то есть логические 1 и 0 отправляются один за другим по каждому проводу в определенном порядке для представления каждой буквы, цифры и символа в сообщении.
На конце персонального компьютера формат последовательных данных называется RS232, который включает в себя в общей сложности девять (или десять, но это еще одна история), каждая из которых имеет другое обозначение. Однако для фактической передачи данных используются только два провода: провод данных приема (сокращенный RxD) и провод передачи данных (сокращенный TxD). Аналогично на конце PICAXE для передачи данных используются только два провода: последовательный Out (сокращенно SO) и провод Serial In (сокращенно SI). Когда земля сигнала в ПК и 0V (земля) в PICAXE соединены вместе, а SO в PICAXE подключен к RxD на ПК, PICAXE может «разговаривать» с ПК. Аналогично, когда земля сигнала в ПК и 0V (земля) в PICAXE соединены вместе, а TxD на ПК подключен к SI в PICAXE, ПК может «разговаривать» с PICAXE. Таким образом, три провода между ПК и PICAXE обеспечивают двухстороннюю связь.
Подключение к ПК с портом RS232 (последовательный) через разъем DB9
В первые дни персональных компьютеров почти каждый ПК имел последовательный порт RS232. Сегодня очень мало ноутбуков и только некоторые настольные компьютеры. Если на вашем ПК имеется порт RS232, это самый дешевый путь к подключению PICAXE. И самый простой способ сделать это соединение - с кабелем AXE026, доступным за 10 долларов или меньше. Однако также можно создать собственный кабель, который может не только сэкономить немного денег, но и позволит вам узнать что-то о проводке RS232.
Соединение RS232 на ПК обычно использует специальный тип соединителя, называемый DB9. «D» относится к форме корпуса, а «9» относится к числу контактов в разъеме. (Если вас это интересует, вы можете исследовать происхождение «B» самостоятельно, но в настоящее время это не очень важная информация.) Существует два «пола» из разъемов DB9: разъемы DB9F (женские) (показано ниже слева) имеют девять отверстий для приема девяти штырей, а разъемы DB9M (male) (показаны ниже справа) имеют девять контактов. Найдите DB9M на своем ПК; если вы его найдете, это, вероятно, порт RS232 и должен быть помечен как RS232, Serial или Com. Без порта RS232 вам нужно будет перейти к разделу «Подключение к ПК с портом USB» далее в этой статье.
Предполагая, что у вас есть порт RS232, доступный на ПК, вам необходимо найти три провода для подключения к PICAXE. Каждый из контактов DB9 имеет определенное число (как показано на фотографиях выше) и несет определенный сигнал; RxD находится на контакте 2, TxD находится на контакте 3, а сигнальная земля - на контакте 5. Поэтому необходимо подключить контакты DB9 к контактам PICAXE в соответствии с приведенной ниже таблицей.
| Обозначение сигнала RS232 | Номер DB9 Pin | Назначение контактов PICAXE | Номер ноги PICAXE |
|---|---|---|---|
| Получить данные (RxD) | 2 | Серийный выпуск | Зависит от модели PICAXE. |
| Передача данных (TxD) | 3 | Серийный вход | |
| Сигнальная земля | 5 | 0V (земля) |
Чтобы подключить разъем DB9M (male) на ПК и расширить три провода до вашего PICAXE, вам понадобится разъем DB9F (гнездовой разъем), к которому подключен кабель. Такие кабели часто доступны в магазинах по уходу или в Интернете за очень небольшие деньги.
Чаще всего, идентификация трех проводов в кабеле, который вам нужен, требует проверки целостности проводов в кабеле. Обычно это делается с помощью цифрового мультиметра (DMM), устанавливая измеритель в режиме измерения сопротивления, подключая один из измерительных зондов к контактам 2, 3 и 5 (в свою очередь) в DB9F, а затем проверяя сопротивление от каждого контакт к каждому проводу. Когда обнаружено очень низкое сопротивление (менее 5 Ом), обратите внимание, какой провод (по цвету) и какой контакт (по номеру), к которому подключены ваши датчики DMM. Три провода, которые показывают низкое сопротивление контактам 2, 3 и 5, являются единственными проводами в кабеле, которые вам понадобятся. Остальные должны быть организованы так, чтобы они не сближались и не были в стороне.
Альтернативный метод - начать с чистого DB9F и подключить другой цветной провод к каждому из контактов с номерами 2, 3 и 5. Три провода должны быть изолированными многожильными проводами в диапазоне AWG22 до AWG30 и должны скручиваться вместе для формирования кабеля.
Подключение к PICAXE
Как только у вас есть кабель с DB9F на одном конце, и три провода, которые должны войти в PICAXE, идентифицированы, эти провода должны быть подготовлены для любого способа, который вы планируете использовать для подключения кабеля к PICAXE. Самый распространенный способ - через 3, 5-мм стерео разъем, который соединяется с 3, 5-мм стереоразъемом. Такая вилка показана на фотографии внизу слева, а подходящее гнездо показано справа. Оба должны быть подключены, как показано на схеме ниже.
Если вы находитесь в очень ограниченном бюджете, вы можете опустить 3, 5-мм штекер и гнездо и просто подключить три провода кабеля непосредственно к паяльной макету. Для этого, вероятно, потребуется, чтобы вы припаяли прочные удлинители AWG22 к проводам, подобным тем, которые показаны на фотографии ниже.
Подключение к ПК с портом USB через кабель AXE027
Самый простой способ подключения PICAXE к ПК - через кабель AXE027, который доступен примерно за 20 долларов. Кабель AXE027 имеет длину около 70 дюймов и имеет стандартный разъем USB Type A на одном конце и 3, 5-мм 3-жильный разъем на другом. Он предназначен для подключения к гнезду USB Type A на персональном компьютере и в 3, 5-мм 3-жильный разъем в цепи PICAXE. Однако AXE027 больше, чем кажется на первый взгляд. Внутри пластикового корпуса, покрывающего USB-разъем, есть схема USB-to-serial, как показано ниже справа.
Эта схема выполняет задачу преобразования сигналов данных USB (D + и D-) в последовательный формат, который корректно взаимодействует с выводами последовательного и последовательного входа PICAXE μC. Для использования AXE027 необходим проприетарный драйвер программного обеспечения и доступен здесь, а также полные инструкции по установке и настройке. На приведенной ниже фотографии показано, как AXE027 может быть подключен к PICAXE, а фотографии и схематический чертеж, приведенные в разделе «Подключение к PICAXE» этой статьи, содержат дополнительную информацию.
«Как насчет замены AXE027 с использованием одной из этих плат USB для последовательного преобразователя, о которых я читал», вы можете спросить. Это возможно, но это не так просто, как может показаться. Схема сигнализации PICAXE инвертирована от схемы, используемой на большинстве стандартных схем USB для последовательного преобразователя, и без этой инверсии PICAXE просто не будет связываться с ПК. Проектирование и построение пары инверторных цепей лучше оставить в другое время.
В конце концов, у вас есть программирование!