En un artículo detallado, Cypress (www.cypress.com) describe de forma completa el diseño de una interfaz USB para un no-UPS (UPS) utilizando el controlador de USB, circuito integrado CY7C63001. En este artículo tratamos de resumir el material de Cypress que podrá ser consultado en la integrada en el sitio de la empresa (2007)
El bus serie universal (USB) es un estándar industrial de interfaz serial entre un ordenador y sus periféricos. En el caso de aplicación de Cypress se describe una interfaz de no-UPS (UPS) que se puede elaborar alrededor de un solo chip, el CY7C63001. En el documento original, se parte del principio de funcionamiento de una UPS, después de una introducción al funcionamiento del controlador de USB CY7C63001 y luego la aplicación con un diagrama completo que reproduciremos en este artículo.
La sección de software que se puede obtener en el documento original, describe la arquitectura de la solución dada y varios segmentos de código pueden ser accedidos en el mismo documento. En la documentación de Cypress se supone que el lector está familiarizado con el controlador USB CY7C63001, pero si esto no ocurre, se puede obtener su datasheet para un análisis previo o acompañamiento del artículo.
UPS - Uninterruptable Power Supply o No-Breake
Las fuentes de tipo no-breake se están volviendo populares debido a su aspecto plug-and-play y la inserción en el circuito conectado. La idea de este artículo es diseñar una fuente del tipo UPS para RS-232 utilizando como cargador para la batería el puerto USB. En la figura 1 tenemos el diagrama de bloques de la aplicación.
En este proyecto la configuración de UPS y comunicación con el PC se realiza a través de la interfaz USB. La interfaz RS-232 tiene una velocidad de 2 400 baudios. La ventaja de USB es ofrecer la función plug-and-play que no ocurre en el caso de la RS-232 y la interfaz PS / 2. La interfaz utiliza cable trenzado 28 AWG para las señales e hilos de 20 a 30 AWG para la alimentación y la tierra.
El Circuito Integrado CY7C63001
El circuito integrado CY7C63001 consiste en un microcontrolador de 8 bits con arquitectura RISC y un mecanismo de interfaz USB serial (SIE). Esta arquitectura implementa 34 comandos que se optimizan para aplicaciones USB. El CY7C63001 tiene un oscilador de reloj incorporado y temporizadores, así como los controladores de programación y resistores pull-up en cada línea de E / S.
El circuito de reloj incorporado en el CI se basa en una plegadora de frecuencia PLL. Este circuito posibilita el uso de un resonador cerámico de 6 MHz de bajo costo, al mismo tiempo que el núcleo RISC interno gira en 12 MHz. El Serial Interface Engine (SI) es totalmente transparente al usuario. En el modo receptor, el paquete USB decodifica y transfiere los datos a FIFO de modo totalmente automático por la SIE. La SIE genera entonces una petición de interrupción para llamar a la rutina después de que un paquete se decodifica. En el modo transmisor, la transferencia de datos del terminal al conjunto del paquete USB es manejada automáticamente por la SIE.
El CY7C63001 tiene 1 líneas de E / S de uso general divididas en dos puertos: Port0 y port1. El circuito para este propósito se muestra en la figura 2.
Los puertos I / O del dispositivo están especialmente diseñados para alimentar aplicaciones de alta corriente tales como LED. Los niveles más pequeños y mayores para las líneas Port1 son 3,2 mA y 16 mA respectivamente. Más detalles sobre el funcionamiento de estos puertos como, por ejemplo, la programación se puede obtener en la documentación original del fabricante.
El Circuito
El circuito mostrado en la figura 2 utiliza un resorte pull-up de 7,5 k ohmios para colocar en el nivel alto (5 V) la línea D. Las señales para el huésped son de baja velocidad en el nivel bajo. La interfaz para la RS-232 se realiza a través de dos pines GPIO donde se utiliza una separación de bits. Las características eléctricas de la RS-232C son:
• Rutas de señalización de +/- 10 V
• Interfaz de tres hilos: transmite datos, recibe datos, tierra de la señal
• No hay un protocolo de enlace de hardware
El uso de un transmisor de niveles que requiere una fuente simple de = 5 V proporciona una interfaz simple para el bus serie. Este dispositivo utiliza un doblador de tensión y una técnica de inversión para obtener +/- 10 V para las pistas de señalización, lo que se requiere para este proyecto. El circuito para la conexión de este dispositivo se muestra en la figura 4. El protocolo de transferencia de datos seriales RC-232 tiene las siguientes características:
• 2400 Bauds
• Marco de 10 bits: 1 de salida, 8 de datos y 1 parada
• Sin paridad
• Modo half-duplex
En una tasa de 2 400 bauds, el proyecto produce un marco de 10 bits en 4,17 milisegundos, lo que significa la transferencia de un carácter ASCII en 5 milisegundos.
Conclusión
A partir de la documentación dada por Cypress es posible implementar un No-Breake para USB que alimenta un puerto RS-232C utilizando pocos componentes de bajo costo. Más información, incluyendo los listados pueden obtenerse por la descarga de la documentación original en el sitio web de Cypress (www.cypress.com), escribiendo en la documentación el nombre del componente básico utilizado.