Источник: Информационные технологии и информационная безопасность в науке, технике и образовании - 2007 / Материалы международной научно-практической конференции. - Севастополь, СевНТУ - 2007, часть 2, с. 99.
На сегодняшний день существует большое количество устройств аналогово-цифрового и цифро-аналогового преобразования, а также основанных на них систем обработки звука, видеосигналов и т. д.
Автором было разработано устройство, которое преобразует данные, поступающие по последовательному порту RS-232 в параллельный 8-битный код с последующим преобразованием в аналоговый аудиосигнал, т. е., так называемый «внешний звуковой адаптер», далее именуемый устройством, работающим через последовательный интерфейс персонального компьютера.
Это устройство представляет собой модифицированный цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) с последовательной загрузкой кода.
Выходные характеристики устройства:
Входные параметры порта RS-232:
Устройство собрано на AVR-микроконтроллере фирмы Atmel ATmega16, работающем на тактовой частоте 14,7456 МГц. Микроконтроллер основан на RISC архитектуре. В состав МК ATmega16 входит последовательный синхронно-асинхронный приемо-передатчик USART, 4 8-битных порта ввода/вывода, 10-битный АЦП, SPI-интерфейс и другие устройства. В данном устройстве используется только USART в режиме UART, порты PORTA и PORTB в режиме передачи данных и SPI для программирования микроконтроллера.
Микроконтроллер, по сути, выполняет только «последовательно-параллельное преобразование» и обеспечивает прием данных по последовательному порту.
Преобразования параллельного 8-битного кода на выходе порта PORTA в аналоговый сигнал выполняет делитель напряжения на резисторах.
Уровни сигнала на портах микроконтроллера соответствуют TTL-уровням, а на последовательном порте компьютера – RS-232-уровням.
Для преобразования уровней сигналов TTL↔RS-232 в схеме используется специальная микросхема фирмы Maxim – MAX232 или ее аналог фирмы STMicroelectronics – ST232BN.
Для программирования микроконтроллера используется тот же последовательный порт компьютера, а сам микроконтроллер программируется через интерфейс SPI.
На схеме предусмотрен переключатель, переводящий устройство из режима нормальной работы (в качестве «звуковой карты») в режим программирования: TXD – режим «звуковой карты», PRG – программирование.
К порту PORTB подключены 5 светодиодов, обеспечивающих индикацию уровня сигнала.
Для передачи звукового файла на устройство была разработана специальная программа “Rostik RS-232 media player”. По умолчанию она сконфигурирована на работу с последовательным портом COM1 на скорости 115,2 кбит/с и другими параметрами, указанными в начале статьи.
Звуковые файлы, передаваемые устройству должны быть моно, 8-битными с частотой дискретизации от 8 до 11,5 кГц в формате несжатый WAV.
Программа “Rostik RS-232 media player” написана на языке программирования Borland Delphi 7.0 с использованием дополнительной библиотеки работы с последовательным портом BComPort v.2.10.
Программное обеспечение микроконтроллера написано на языке C с использованием компилятора WinAVR v.20070122. Программирование микроконтроллера производилось программой PonyProg v.207a.
Так как сегодня существует большое разнообразие таких устройств с лучшими характеристиками и разнообразными схемотехническими решениями, то данное устройство можно применять в следующих целях:
К основным преимуществам относятся простота изготовления и относительно низкая стоимость устройства (60 гривен).