RS232 a interfaz de 1 cable: necesita ayuda para comprender el esquema

Hay muchos proyectos en RS232 a 1-Wire, cada uno de ellos es casi el mismo, pero ninguna de las fuentes explica realmente el cableado.

Tomemos este: http://www.instructables.com/id/Temperature-sensor--weatherstation/step2/Build-the-RS232-interface/

ingrese la descripción de la imagen aquí

Estoy tratando de averiguar por qué esas líneas están conectadas de esa manera.

Mi comprensión básica es que la línea TXD no se usa, RXD se usa como conexión a tierra para un dispositivo de 1 cable, DTR se usa para el cable de datos y el DTR no puede exceder 3V9, es por eso que el diodo Zener está ahí.

Mis preguntas son:

  1. La línea TXD parece no usarse en absoluto, ¿para qué sirve ese diodo y resistencia a RXD?
  2. ¿Por qué RS232 GND no juega el papel de 1-Wire GND?
  3. ¿Para qué sirven el diodo y el diodo Zener 6V2 entre DTR y RXD? El Zener proporciona que la línea DTR no sea superior a RXD+6V2, pero ¿para qué? ¿Por qué no 3V9 como entre DTR y GND?

Respuestas (1)

Parece que ese circuito se ha derivado del adaptador de puerto COM Maxim DS9097 , pero se ha rediseñado con el objetivo de facilitar el montaje en lugar de comprender el circuito. Dallas solía tener muchas notas de aplicación en el dispositivo, pero ahora ya no se recomiendan para nuevos diseños. Parece que Maxim no las mantiene; sin embargo, encontré un archivo de la Nota de aplicación 74 de Dallas que incluye el siguiente esquema en la página 20:

Esquema del adaptador de puerto COM de 1 cable DS9097

Este es el circuito que recomiendan para RS232 con una salida de al menos ± 8 V, por lo que gran parte de la disposición es hacer frente a un verdadero puerto RS232 donde también hay voltajes negativos. Para citar la sección que cubre los aspectos más confusos del circuito sobre por qué la tierra no se usa como punto de referencia y la configuración del diodo:

El potencial de tierra de la computadora es diferente de la tierra de 1 cable. Esto permite que el iButton experimente niveles de voltaje típicos (0 V a 6 V) en la línea de datos de 1 cable en relación con la conexión a tierra de 1 cable, mientras que el puerto en serie genera voltajes tanto positivos como negativos en relación con la conexión a tierra del puerto en serie. D1 sujeta la línea de datos a un potencial constante de 3,9 V nominales.

Los intervalos de tiempo para la comunicación de 1 cable se generan cambiando el potencial de la tierra de 1 cable con respecto a la línea de datos de 1 cable. La resistencia pullup de 1 cable está en la ruta desde la conexión a tierra de 1 cable hasta TXD, que proporciona el voltaje para el bus de 1 cable. D2 limita la oscilación de voltaje en el bus de 1 cable a un valor máximo de 6,2 voltios.

Dado que DTR se mantiene en 3,9 V, D2 también limita el voltaje más negativo que se produce en RXD a –2,3 V. D2 conduce solo cuando el voltaje en TXD es negativo con respecto a la tierra de la computadora. D3 limita el voltaje entre la conexión a tierra de 1 cable y los datos de 1 cable cuando el voltaje en TXD es positivo.

D4 acopla TXD con RXD cuando TXD es positivo y pasa por alto R1 para proporcionar una ruta de baja resistencia para iniciar un intervalo de tiempo en el bus de 1 cable. D4 no conduce cuando el voltaje en TXD es negativo con respecto a la tierra de la computadora. Si un iButton baja la línea de datos de 1 cable (por ejemplo, en un pulso de presencia o cuando envía un bit de datos cero), hace un cortocircuito de DTR a RXD, lo que genera un voltaje positivo en RXD. Este voltaje positivo llega como un cero en el registro de datos de recepción del UART.

La nota de aplicación continúa explicando algunas advertencias con el circuito y que no está completamente dentro de las especificaciones RS232. En la página siguiente hay un diagrama de forma de onda que muestra los voltajes en varios puntos durante una transferencia de datos que también es útil para comprenderlo (haga clic para ampliarla):

Formas de onda DS9097