[F.Abdelaziz]

الدورة الجديدة :الفصل السابع الاتصالات التسلسلية Serial Communications
تطبيقات الميكروكونترولر قد تتطلب فى بعض الحالات تنفيذ إقامة اتصالات تسلسلية مع غيرها من أجهزة نقل البيانات مثل الذاكرات memories وأجهزة الاستشعار sensors والكومبيوتر وحتى ميكروكونترولر آخر .
بغرض إجراء الاتصالات التسلسلية , بعض الميكروكونترولر يكون بها وحدات (تسمى موديولات modules ) مثل : I2C, SPI, USART, USB . كل من هذه الأشكال من الاتصالات يسمح بالاتصال بالوحدات الأخرى . الاتصال من خلال I2C يعتبر نموذجيا للاتصال بالذاكرات التسلسلية مثل : 24LC64, 24LC128, 24LC512 وغيرها . يستخدم البروتوكول SPI للاتصال مع أجهزة التخزين الكبيرة مثل الذاكرة SD . الوحدة USART هى أكثر الوحدات إستخداما , هذه الوحدة تسمح بالاتصلب بالأجهزة مثل أجهزة الاستشعار ووحدات الإرسال والاستقبال Xbee والكومبيوتر الشخصى ووحداتGPS والمتحكمات الآخرى . وأخيرا وحدة USB , والموجودة ضمن بناء قليل من المتحكمات مثل 18F2550 و 18F4550 , تسمح بالاتصال مع الكومبيوتر الشخصى من خلال منفذ USB وتعرف باسم HID " جهاز واجة الانسان" Human Interface Device .

الوحدة (الموديول) USART :
الموديول USART هو وحدة اتصال تسلسلى غير متزامن , هذه الميزة تجعل الطلب علية كبير حيث لا يحتاج لإشارة الساعة . ميزة أخرى , أنه ثنائى الاتجاه بمعنى أنه يمكنه إرسال واستقبال المعلومات فى وقت واحد. لهذا الغرض فهو يستخدم خطين لنقل المعلومات , أحدهما للإرسال والآخر للاستقبال . خواص بروتوكول هذا الاتصال هى:
"نبضة بدء" start bitوهى دائما بالمنطق المنخفض logic 0 و 8 أو 9 بت من البيانات data و واحد 1أو1.5 أو 2 بتات إنتهاءstop bits . وأخيرا يجب تحديد سرعة النقل بنفس القيمة فى كل من الجهازين المتصلين وهى فى الحالة الافتراضية 9600 bps (ليست قاعدة) .
المخطط التالى يبين سلوك نقا البيانات باستخدام هذا البروتوكول :

يستخدم هذا البروتوكول بالكومبيوتر الشخصى وبالأجهزة الأخرى وهو معروف بالبروتوكول RS232 , ويستخدم مستويات جهد محددة والتى تختلف عن مستويات الجهد التى يستخدمها الميكروكونترولر . فى البروتوكول RS232يكون المنطق صفر بقيمة الجهد +12 volts ويكون المنطق واحد بقيمة الجهد-12 volts . الكومبيوتر الشخصى والأجهزة الأخرى التى تتعامل مع المنفذ RS232 , تستخدم وصلة DB9 وبها 9 طرف معرفة كما فى الشكل التالى :

للاتصال الغير متزامن يجب إعداد التوصيلات كما فى الشكل التالى :

لعمل إتصال وربط للميكروكونترولر PIC مع جهاز به RS232 , يستخدم المحول المعروف MAX232 . يجب أن يتم تنفيذ ذلك كما فى الشكل التالى :

[F.Abdelaziz]

لاستخدام بروتوكول هذا الاتصال , يتضمن مترجم الميكروسى المكتبة UART والتى تحتوى على الدوال الأتية :
الدالة :

UART1_Init (const unsigned long baud_rate);

تستخدم هذه الدالة لتهيئة (إعداد) الموديول USART وتحديد سرعة الاتصال عن طريق البارامتر baud_rate .
مثال :

// Initialize hardware UART1 and establish communication at 9600 bps
UART1_Init(9600);

الدالة

char UART1_Data_Ready();

تستخدم هذه الدالة فى اختبار ما إذا كان هناك بيانات بحافزbuffer الاستقبال جاهزة للقراءة فتعود بواحد وإلا فإن لم توجد بيانات فى حافز الاستقبال عادت بالصفر .
مثال :

// If data is ready, read it:
if (UART1_Data_Ready() == 1) { 
 receive = UART1_Read();
 }

الدالة :

char UART1_Tx_Idle();

تستخدم هذه الدالة فى اختبار ما إذا كان مسجل الإزاحة الإرسال فارغ (أى تم إرسال البيانات) فتعود بواحد أما إذا كان هناك بيانات فى مسجل الإزاحة للإرسال والموديول جاهز لإرسال بيانات جديدة فتعود بالصفر .
مثال :

// If the previous data has been shifted out, send next data:
if (UART1_Tx_Idle() == 1) { 
  UART1_Write(_data);
 }

الدالة :

char UART1_Read();

تستخدم هذه الدالة فى استقبال (قراءة) بايت من حافز الدخل وتعود بالقيمة.

مثال:

// If data is ready, read it:
if (UART1_Data_Ready() == 1) { 
 receive = UART1_Read();
 }

الدالة :

UART1_Read_Text (char * Output, char *Delimiter, char Attempts);

تستخدم هذه الدالة فى قراءة سلسلة (تتابع) الحروف المخزنة بالمتغير المشار إلية بالبارامتر Outputحتى يتم كشف تسلسل بشكل محدد delimiter sequence مبين بالبارامتر Delimiter . البارامتر Attempts يحدد عدد الحروف المتوقعة (طول النص) بالتسلسل المحدد . هذه الدالة تستدعى كوحدة واحدة حيث يتم تنفيذها عند وجود تتابع سلسلة الحروف بالشكل المحدد فإذا لم يوجد التتابع بالشكل المحدد يتم الخروج من الإحراء الموجود به الدالة
مثال :

UART1_Init(4800);                         // initialize UART1 module
Delay_ms(100);
while (1) {
  if (UART1_Data_Ready() == 1) {          // if data is received 
    UART1_Read_Text(output, "OK", 10);    // reads text until 'OK' is found
    UART1_Write_Text(output);             // sends back text 
 }
}

الدالة :

UART1_Write(char _data);

تستخدم هذه الدالة فى إرسال بايت البيانات الموجود بالمتغير _data من خلال موديول UART .
مثال :

unsigned char _data = 0x1E;
...
UART1_Write(_data);

الدالة :

UART1_Write_Text(char * UART_text);

تستخدم هذه الدالة فى إرسال نص خلال UART ويجب أن ينتهى النص بالصفر 0 . هذا النص معطى بالبارامتر UART_text .

مثال :

UART1_Init(4800);                         // initialize UART1 module
Delay_ms(100);
while (1) {
  if (UART1_Data_Ready() == 1) {          // if data is received 
    UART1_Read_Text(output, "OK", 10);    // reads text until 'OK' is found
    UART1_Write_Text(output);             // sends back text 
 }
}

[F.Abdelaziz]

لتنفيذ هذا المثال ببرنامج ISIS يتم جلب العناصر التالية PIC 16F877A و VIRTUAL TERMINALوتكوين الدائرة كما فى الشكل التالى :

الوحدة الطرفية التخيلية VIRTUAL TERMINAL هى جهاز لمحاكاة الاتصال التسلسلى ولها نفس سلوك إداة النوافذ Windows HyperTerminal . هذا الجهاز يسمح بتحرير خواص الاتصالات مثل : عدد بتات البيانات , وسرعة النقل , وعدد بتات النهاية وغيرها . مع ذلك , فإن الجهاز معد بسرعة إفتراضية 9600 bps وجاهز للاستخدام مع PIC USART .

[F.Abdelaziz]

للتحقق من عمل هذا الموديول يمكن ترجمة ومحاكاة البرنامج التالى :

void main (void)
{
           // Declaration of variables.
           char Data;
           UART1_Init (9600); //  initialize UART1 module

 
           // Transmitting the text: Welcome.
           UART1_Write_Text ("Welcome to the simulator:");
           UART1_Write (13); // It transmits the ASCII  CR = Crriage return
           UART1_Write (10); // It transmits the ASCII NL=New line
           // Text is transmitted with key.
           UART1_Write_Text ("Press a key! ...");
           UART1_Write (13); // It transmits the ASCII  CR = Crriage return
           UART1_Write (10); // It transmits the ASCII NL=New line
           while (1) // infinite loop.
           {
                       // The if statement tests whether a data is ready to read.
                       if (UART1_Data_Ready () == 1)
                       {
                                   // It reads the data from the buffer.
                                   Data = UART1_Read ();
                                   // Print text feedback.
                                   UART1_Write_Text ("you pressed the key:");
                                   UART1_Write (Data);          // received data is transmitted.
                                   UART1_Write (13);              // It transmits the ASCII  CR = Crriage return
                                   UART1_Write (10);              // It transmits the ASCII NL=New line
                       }
           }
}
 

[F.Abdelaziz]

أثناء المحاكاة يكن للمستخدم إرسال بيانات من خلال الوحدة الطرفية التخيلية ومشاهدة رد الفعل للميكروكونترولر PIC .

[007]

شكرا جزيلا يا اخي
ولكن عند توصيل الدائرة المتكاملة Max232 فأن البك يقرأ البيانات معكوسة بسبب إحتواء الIC على Inverter .
فما الحل

[mar7aba_01]

ممكن تعوض المتكاملة ب ترونسزتورين ,,

[007]

[SIZE="
شكرا اخي mar7aba_01 سوف اجربها واخبرك بالنتيجة
3"][/SIZE]