Адаптер I2C - СОМ порт компьютера

Иногда, особенно при изучении особенностей той или иной микросхемы или отладке устройства на ее основе, бывает удобно подключить линии интерфейса I2С к компьютеру. Поскольку компьютеры таким интерфейсом не оборудованы, для этого необходим адаптер, преобразующий передаваемые сигналы в приемлемый для одного из стандартных портов компьютера вид.

Принципиальная схема

Устройство представляет собой преобразователь уровней сигналов интерфейса RS-232 (СОМ-порта компьютера) в уровни сигналов шины I2С и обратно. Число элементов в адаптере крайне мало: одна микросхема, два транзистора и по четыре резистора и конденсатора.

Рис.1. Принципиальная схема адаптера i2c - RS232.

На рис. 1 представлена схема адаптера. Микросхема MAX232ACSE(DA1) - широко распространенный двунаправленный преобразователь уровней интерфейса RS-232 в уровни ТТЛ. Конденсаторы С1-С4 - стандарт ная "обвязка" этой микросхемы. Инверторы на транзисторах VT1, VT2 обеспечивают адаптеру необходимые для шины I2C выходы с открытым коллектором, а резисторы R3, R4 поддерживают высокий уровень на линиях шины при закрытых транзисторах.

Конструкция и детали

Монтаж выполнен на двусторонней печатной плате, изображенной на рис. 2. Она рассчитана на установку элементов для поверхностного монтажа (резисторы и конденсаторы - типоразмера 0805) и размещение внутри корпуса розетки XS1, подключаемой непосредственно к вилке СОМ-порта компьютера. В отверстия с точками в центре необходимо вставить проволочные перемычки, пропаяв их с обеих сторон.

Рис. 2. Печатная плата адаптера.

Вместо микросхемы MAX232ACSE можно применить ADM232AARN и другие ее аналоги, но необходимо убедиться, что они предназначены для работы с конденсаторами С1-С4 емкостью 0,1 мкФ. В противном случае нужно заменить их конденсаторами емкостью, указанной в описании микросхемы.
Транзисторы ВС850 можно заменить любыми другими маломощными структуры п-р-п, имеющими статический коэффициент передачи тока не менее 50. Напряжение питания 5 В должно быть подано на адаптер от устройства с интерфейсом I2C, с которым он работает.

Правильно собранный адаптер не нуждается в налаживании. При необходимости его можно проверить с помощью программы, описанной в [2]. Она позволяет изменять логические уровни сигналов на выходах СОМ-порта и наблюдать за состоянием его входов. Программу можно скачать здесь: tcom.zip (0,2кБ).

Рис. 3. Окно программы i2cWin.

Чтобы вручную управлять устройством, подключенным через адаптер к компьютеру, была написана программа i2cWin, окно которой изображено на рис. 3. Для нее необходимы операционная система Windows 2000/XP/Vista, 2 Мбайт свободного пространства на жестком диске, свободный порт RS-232.

Для работы под Windows 2000/XP должен быть установлен пакет Microsoft dotNet framework 2.0, который можно бесплатно загрузить с сайта www.microsoft.com. Для Windows Vista он не требуется. Инструкцию по работе с программой i2cWin можно получить, выбрав в ее главном меню пункт "Справка".

Файл печатной платы адаптера в формате P-CAD 2006 и инсталляционный файл программы i2cWin находятся здесь: i2cwin.zip (0,8МБ).

Автор: М. Квасников, г. Нижний Новгород.

Литература:

1. Семенов Б. Шина I2C в радиотехнических конструкциях. - М.: "Солон-Р", 2002.
2. Долгий А. Как проверить PonyProg. - Радио, 2003, № 5, с. 25, 26.