Апаратні та програмні засоби для реалізації випробувань птк
Найбільш складні сучасні системи телеметрії використовуються в аерокосмічних дослідженнях. Для того щоб досягти надійності та стабільності роботи телеметрії наносупутника, потрібно максимально можливо налагодити та протестувати систему в наземних умовах, перед запуском супутника в космічний простір, в якому складно ввести корекцію в роботі наносупутника.
Для налагодження роботи системи телеметрії використовується наступна схема (рисунок 3.1).
Рисунок 3.1 - Взаємодія основних елементів випробовувань ПТК
В даній моделі, підсистема радіо зв’язку замінена на робочу станцію з якою мікроконтролер з’єднується через USART інтерфейс. Таким чином можна точно проаналізувати обмін даними між пристроями, налагодити прикладний рівень протоколу передачі даних, який потім буде перенесено в наносупутник, в якому цей зв'язок буде організовуватися між мікроконтролером та системою радіо зв’язку, а система радіо зв’язку в свою чергу буде передавати дані телеметрії на наземну станцію.
За допомогою цієї системи можна налагодити аналого-цифровий перетворювач з роботою аналогових датчиків
3.1. Принципи побудови апаратури ПТК
Система телеметрії складається:
блок електроніки (БЕ);
телеметричні датчики.
Рівень надійності сучасних компонентів, вироблених для так званого «промислового» застосування досить високий і дозволяє застосовувати ці компоненти в бортових системах з 100% попереднім тестуванням.
Пропонується виконати ПТК на основі інтегральних мікросхем від компанії STMicroelectronics. Компанія STMicroelectronics є однією з провідних компаній-виробників електронних компонентів, в тому числі і компонентів для аерокосмічної галузі.
Блок електроніки складається з гальванічно розв'язаних модулів нормалізації вхідних сигналів і процесорного модуля. Живлення модулів нормалізації сигналів здійснюється від вимірюваного ланцюга, що дозволило виключити зі складу ПТК перетворювачі живлення.
Модулі нормалізації сигналів призводять величину і характер вхідного сигналу у відповідність з вхідними характеристиками АЦП процесорного модуля.
Так само модуль забезпечує захист ПТК від короткочасних перенапруг у вимірюваних ланцюгах і гальванічну розв'язку вимірюваних ланцюгів від процесорного модуля і один від одного.
Мікропроцесорний модуль забезпечує опитування модулів ініціалізації відповідно до заданої циклограми, зберігання отриманої інформації необхідний час і в необхідному обсязі. Так само забезпечує обмін інформацією і прийом команд по інтерфейсах стандарту USART.
Сигнальні датчики типу «незапитаний контакт» винесені в окрему групу і мають гальванічний зв'язок з процесорним модулем. Взаємодія модулів нормалізації сигналів і процесорного модуля показано нижче (рисунок 3.2).
Рисунок 3.2 - Взаємодія модулів нормалізації сигналів і процесорного модуля
3.2. Відлагоджувальна плата STM32 VL DISCOVERY
За основу булу вибрано відлагоджувальна плата фірмі STMicroelectronics (ST) STM32 VL DISCOVERY.
STM32 VL DISCOVERY – недорогий відлагоджувальний набір на базі мікроконтролера STM32F100, призначений для вивчення можливостей мікроконтролерів сімейства STM32 Value Line. Робота з платою підтримується в інтегрованому середовищі розробки компаній: IAR, Keil, Atollic.
На платі встановлений мікроконтролер в 64-вивідному корпусі LQFP працює на частоті 24 МГц. Плата має конектор розширення, який дозволяє підключати плату до інших відлагоджувальних платформ, для більш глибокого аналізу роботи периферії мікроконтролера, або до макетним плат для прототипування.
Для внутрішньосхемного програмування і відлагоджування на платі передбачено відладчик / програматор ST-Link, який може використовуватися і як окремий пристрій.
Особливості плати STM32VLDISCOVERY:
встановлений мікроконтролер STM32F100RBT6B:
32-бітне ядро Cortex-M3, робоча частота 24 МГц;
Flash-пам’ять програм 128 Кбайт;
RAM 8 Кбайт;
таймер з розширеними функціями;
шість таймерів загального призначення;
комунікаційні інтерфейси:
2 × SPI, 2 × I2C, 3 × USART;
16-канальний 12-бітний АЦП;
двоканальний 12-бітний ЦАП;
напруга живлення 2.0 В – 3.6 В.
Додатково:
живлення можливе від USB інтерфейсу або від зовнішнього джерела;
два світлодіоди індикації стану;
два користувальницьких світлодіода, призначена для користувача кнопка та кнопка RESET
роз’їм розширення – доступні всі лінії вводу / виводу мікроконтролера, може використовуватися для підключення до макетної платі або інший налагоджувальної системі [1].
В таблиці 3.1 приведено опис частини виводів відлагоджувальної плати
STM32 VL DISCOVERY.
Таблиця 3.1 – Опис виводів відлагоджувальної плати
-
№
ніжки
№
ніжки МК
Назва ніжки
ТИП
Головна функція
Альтернативна функції
1
12/31/47/63
GND
-
Vss
2
-
NC
-
-
3
3V3
-
-
4
1
VBAT
S
VBAT
5
2
PC13
I/O
Port C13
TAMPER-RTC
6
3
PC14
I/O
Port C14
OSC32_IN
7
4
PC15
I/O
Port C15
OSC32_OUT
8
5
PD0
I/O
OSC_IN
9
6
PD1
I/O
OSC_OUT
10
7
NRST
I/O
RESET
11
8
PC0
I/O
Port C0
ADC1_IN10
12
9
PC1
I/O
Port C1
ADC1_IN11
13
10
PC2
I/O
Port C2
ADC1_IN12
14
11
PC3
I/O
Port C3
ADC1_IN13
15
14
PA0
I/O
Port A0
WKUP /
USART2_CTS/
ADC1_IN0 /
TIM2_CH1_ETR
16
15
PA1
I/O
Port A1
USART2_RTS
ADC1_IN1 /
TIM2_CH2
17
16
PA2
I/O
Port A2
USART2_TX/
ADC1_IN2 /
TIM2_CH3/
TIM15_CH1
18
17
PA3
I/O
Port A3
USART2_RX/
ADC1_IN3 /
TIM2_CH4 /
TIM15_CH2
19
20
PA4
I/O
Port A4
SPI1_NSS/
ADC1_IN4
USART2_CK /
DAC1_OUT
20
21
PA5
I/O
Port A5
SPI1_SCK/
ADC1_IN5 /
DAC2_OUT
Таблиця 3.1 (продовження)
-
21
22
PA6
I/O
Port A6
SPI1_MISO/
ADC1_IN6 /
TIM3_CH1
22
23
PA7
I/O
Port A7
SPI1_MOSI
ADC1_IN7 /
TIM3_CH2
23
24
PC4
I/O
Port C4
ADC1_IN14
24
25
PC5
I/O
Port C5
ADC1_IN15
25
26
PB0
I/O
Port B0
ADC1_IN8/
TIM3_CH3
26
27
PB1
I/O
Port B1
ADC1_IN9/
TIM3_CH4
27
28
PB2
I/O
Port B2 / BOOT1
28
GND
Вище сказано, що плата базується на мікроконтролері STM32F100, але в наносупутнику планується використовувати мікроконтролер STM32F105, він може працювати на більш вищій частоті, має більший об’єм оперативної та програмної пам’яті ніж STM32F100, але ці мікроконтролери виробляє одна й та ж фірма, вони базуються на 32 бітному ядрі Cortex-M3, а це, каже про те, що значної різниці в їхньому програмуванні не повинно виникнути. Тому, відлагоджувальна плата STM32 VL DISCOVERY повністю задовольняє наші цілі, через що вона була і вибрана [2].
3.3. Середовище розробки IAR Embedded Workbench for ARM
IAR Embedded Workbench for ARM (рисунок 3.3) – представляє собою потужне інтегроване середовище розробки і налагодження програм для мікроконтролерів ARM за допомогою мови C, C++ і асемблера. IAR забезпечує розширену підтримку пристроїв ARM і створює дуже компактний і ефективний код. В неї входять компілятор мов С, C++, асемблера, компонувальник і відладчик, при цьому можлива взаємодія із зовнішніми програмами. Вбудований редактор спеціально налаштований на синтаксис мови С, а додаткові утиліти і хороша вбудована система допомоги додатково полегшують написання програм.
Редактор вихідного тексту:
автоматичне виділення помилок;
виділення директив C / C + +;
розвинені засоби пошуку.
Компілятор мови C, C ++:
один з кращих компіляторів по ефективності коду;
повна сумісність з ANSI C;
алгоритми оптимізації спеціально для ARM-мікроконтролерів.
Рисунок 3.3 – IAR Embedded Workbench for ARM
Симулятор і відладчик:
налагодження в кодах C, C + + і асемблера;
точки зупинки;
перегляд областей CODE, DATA, EEPROM і регістрів введення / виводу.
Підтримуються ядра: ARM7 (ARM7TDMI, ARM7TDMI-S, ARM720T), ARM7E (ARM7EJ-S), ARM9 (ARM9TDMI, ARM920T, ARM922T, ARM940T), АРМ9Э ARM926EJ-S, ARM946E-S, ARM966E-S, ARM968E-S), ARM10E (ARM1020E, ARM1022E), ARM11, SecurCore (SC000, SC100, SC110, SC200, SC210, SC300), Cortex-M1, Cortex-M3, Cortex-R4, Cortex-M0, Cortex-M4, Xscale.
Через всі ці переваги було обрано використовувати середовище розробки IAR Embedded Workbench for ARM, серед Keil та Atollic.
3.4. Бібліотека CMSIS
Для програмування мікроконтролера використана бібліотека CMSIS (Cortex Microcontroller Software Interface Standard). CMSIS це стандартна для всіх Cortex-M3 бібліотека. Це єдиний стандарт опису ресурсів мікроконтролеру. Завдяки їй легко переносити код з одного виду ARM Cortex контролерів на інший. Звичайно периферія у всіх ARM контролерів різна, навіть у межах однієї лінійки, але от доступ до регістрів периферії з мови С, С++ стандартизований і описаний в CMSIS. А те, що єдине для всіх Cortex M3 – ядро, контролер переривань і системний таймер, єдине і у всіх CMSIS і при перенесенні з контролера на контролер правки коду не вимагається взагалі.
Бібліотека складається з наступних файлів:
Опис ядра стандартні для всіх Cortex M3:
core_cm3.c;
core_cm3.h.
Опис конкретного контролера (точніше сімейства), лежить в CMSIS бібліотеці конкретного сімейства і завантажується з офіційного сайту виробника контролера www.st.com, в нашому випадку програмується контролер STM32F100RB ось тут можна завантажити останню версію CMSIS для данного контролеру http://www.st.com/internet/mcu/product/164499.jsp. Приведемо короткий опис бібліотеки:
stm32f10x.h – файл опису периферії, а також структури доступу до них. Все саме потрібне і важливе лежить в даному файлі.
system_stm32f10x.c – функції CMSIS. Їх небагато (SystemInit, SystemCoreClockUpdate, SystemCoreClock), стосуються вони тільки стартової ініціалізації периферії і роботі з установкою тактової частоти. Вони стандартні для всіх CMSIS для M3 сімейства;
system_stm32f10x.h – заголовні файли для функцій CMSIS [3].
Бібліотека CMSIS дуже корисна в розробці програмної частини для мікроконтролеру, вона значно спрощує процес програмування контролеру. Для того щоб підключити цю бібліотеку в середовище розробки IAR, потрібно спочатку завантажити та розпакувати архів CMSIS. В ньому знаходимо папку «STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.4.0\Libraries\CMSIS\CM3\CoreSupport» файл «core_cm3.c», У своєму IAR проекті, в папці з вихідними файлами, створюємо папку CMSIS і копіюємо сюди файл core_cm3.c. Копіюємо туди ж файл «STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.4.0\Project\STM32F10x_StdPeriph_Template\system_stm32f10x.c».
Аналогічно описаному вище, створюємо групу CMSIS в групі src в дереві проекту і додаємо ці файли в проект в директорію src\CMSIS. У папці з проектом, створюємо папку «inc» і копіюємо в неї файли «stm32f10x.h» і «system_stm32f10x.h» з папки «STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.4.0\Libraries\ CMSIS\CM3\DeviceSupport\ST\STM32F10x» і файл «core_cm3.h» з папки «STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.4.0\Libraries\CMSIS\CM3\CoreSupport». Аналогічно додаємо групу і ці файли в дерево проекту. І, нарешті, створюємо в папці з проектом папочку startup, копіюємо в неї файл startup_stm32f10x_md_vl.s з папки «STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.4.0\Libraries\CMSIS\CM3\DeviceSupport\ ST\STM32F10x\startup\iar» і додаємо групу і цей файл у проект.
Останній файл є програмою на мові асемблер яка містить в собі найбільшу низькорівневу ініціалізацію контролера. У ньому міститься таблиця векторів переривань, ініціалізація стека, виклик функції SystemInit() з бібліотеки CMSIS і наступний виклик функції main() нашої програми [4]. У підсумку, повинна вийти приблизно наступна ієрархія файлів проекту (рисунок 3.4)
Рисунок 3.4 – Проект з підключеною бібліотекою CMSIS
3.5. Бібліотека Standard Peripherals Library
При розробці програмної частини для мікроконтролеру було використано та підключено до проекту Standard Peripherals Library.
Standard Peripherals Library – це бібліотека представляється компанією ST Microelectronics для використання зі своїми мікроконтролера. Дана бібліотека, як випливає з її опису самим виробником, призначена лише в якості керівництва до робот з контролером, але може полегшити програмування і скоротити час розробки проекту.
Бібліотека поставляється в вихідному коді, і на даний момент доступна версія 3.4.0 від 15 жовтня 2010р.
По суті це просто набір функцій, які дозволяють набагато легше і простіше робити основні моменти програмування. В основному, упор зроблений на функції ініціалізації периферії, її вмикання / вимикання, опитування стану і т.д. У комплекті йде невеликий довідник у форматі «.chm». Також присутня директорія з різними прикладами використання периферії контролера, число яких досить велика. Приклади розбиті тематично за директоріями і непогано описані, що допомагає вивчати даний мікроконтролер. При використанні Standard Peripherals Library виділяються наступні переваги:
код стає простіший, для програмування не потрібно знати назву регістри з якими потрібно працювати;
код став зрозумілішим, тому що, ми використовували функції з назвами які логічно відповідають виконанню функції;
написати такий код програмісту набагато простіше і швидше ніж читати технічну документацію, щоб довідатися, які регістри та як потрібно встановлювати.
Недоліки використання:
код стає повільнішим (як мінімум на виклики функцій, передачу їм параметрів і повернення з них);
3.6. Аналого-цифровий перетворювач
Аналого-цифровий перетворювач (АЦП) — пристрій, що перетворює вхідний аналоговий сигнал в дискретний код (цифровий сигнал). Зворотне перетворення здійснюється за допомогою ЦАП (цифро-аналогового перетворювача). Як правило, АЦП — електронний пристрій, що перетворює напругу в двійковий цифровий код [5].
Розрядність АЦП характеризує кількість дискретних значень, які перетворювач може видати на виході. Вимірюється в бітах. Наприклад, АЦП, здатний видати 256 дискретних значень (0..255), має розрядність 8 бітів, оскільки 28 = 256. На нашій ідлагоджувальний платі встановлений мікроконтролер з 12 бітним АЦП, тому, він може максимально видати 4096 дискретних значень (0..4095).
Розрядність може бути також визначена в величинах вхідного сигналу і виражена, наприклад, в вольтах. Розрядність за напругою дорівнює напрузі, що відповідає максимальному вихідному коду, який ділиться на кількість вихідних дискретних значень.
Наприклад:
Діапазон вхідних значень = від 0 до 10 вольт;
Розрядність АЦП 12 бітів: 212 = 4096 рівнів квантування;
Розрядність за напругою: 10/4096 = 0.00244 вольт = 2.44 мв.
На практиці розрядність АЦП обмежена відношенням сигнал/шум вхідного сигналу. При великій інтенсивності шумів на вході АЦП розрізнення сусідніх рівнів вхідного сигналу стає неможливим, тобто погіршується розрядність. При цьому реальний досяжна точність описується ефективною кількістю розрядів (effective number of bits — ENOB), яка менше, ніж реальна розрядність АЦП. При перетворенні сильно зашумленного сигналу молодші біти вихідного коду практично непридатні, оскільки містять шум. Для досягнення заявленої розрядності відношення С/Ш вхідного сигналу повинне бути приблизно 6 дб на кожен біт розрядності.
3.7. Використання АЦП мікроконтролеру STM32
Залежно від моделі, в мікроконтролері STM32 може бути вбудовано один або два аналогово-цифрових перетворювача. АЦП які живляться окремою напругою, що у залежності типу корпусу може перебувати в межах 2.4 … 3.6В. Джерело опорної напруги (ДОН) АЦП з’єднаний або внутрішньо з напругою живлення АЦП, або зі спеціальними зовнішніми виводами. АЦП характеризується 12-бітною роздільною здатністю і частотою перетворення 1МГц. У нього є до 18 мультиплексованих каналів, 16 з яких можна використовувати для вимірювання зовнішніх сигналів. Решта два канали пов’язані з вбудованим датчиком температури і внутрішнім ІОН [6].
Рисунок 3.5 –12-бітний АЦП мікроконтролера
АЦП підтримує можливість роздільного програмування часу перетворення в кожному з каналів (рисунок 3.6). Всього передбачена можливість вибору 8 дискретних значень з діапазону від 1.5 до 239.5 циклів.
Рисунок 3.6 – Частота перетворення задається індивідуально для кожного з каналів АЦП
Для конфігурації АЦП використовується Standard Peripherals Library бібліотека, яка представляється компанією ST Microelectronics. В ній використовуються наступні функції та структури:
Структура ADC_InitTypeDef яка включає наступні властивості конфікурації АЦП:
ADC_ContinuousConvMode – встановлюється режим перетворення: багато разовий або одинарний, ENABLED / DISABLED;
ADC_DataAlign – вирівнювання даних вліво або вправо;
ADC_Mode – Налаштовує АЦП працювати в незалежному чи двоканальному режимі;
ADC_NbrOfChannel – встановлює кількість каналів АЦП з яких буде відбуватися перетворення;
ADC_ScanConvMode – автоматичне сканування доступних каналів
Використовується наступний функціонал:
void ADC_StructInit(ADC_InitTypeDef * ADC_InitStructure) – функція ініціалізації структури;
void ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure) – ініціалізація АЦП 1 за допомогою структури яка ініціалізується завчасно;
void ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE) – вмикання вбудованого 17 каналу АЦП, до якого під’єднаний внутрішній ермоопір;
void ADC_Cmd(ADC1, ENABLE) – функція вмикає АЦП.
3.8. Використання USART
Інтерфейс USART (універсальний синхронно-асинхронний прийомо-передавач (УСАПП)) – дуже гнучкий модуль послідовного зв’язку. USART підтримує повно дуплексну асинхронну або синхронну передачу даних. USART також може працювати в режимі «ведучий SPI» для роботи з шиною SPI.
Передача даних виконується посилками. Формат посилки може бути адаптований під різні стандарти. USART підтримує буферизацію даних в обох напрямках, що забезпечує безперервність передачі даних, без будь-яких затримок між посилками. Після завершення прийому і передачі, можуть генеруватися переривання по окремих векторах. Це дозволяє повністю керувати передачею даних по перериваннях. Помилки в посилці і переповнення буферу виявляються апаратно, про що сигналізують окремі прапори статусу. При необхідності, також можна використовувати функції генерації та перевірки паритету (парність або непарність).
Незважаючи на те, що порти послідовного зв’язку вже практично не використовуються в ПК, вони все ще залишаються популярними в багатьох вбудованих застосуваннях для організації простого інтерфейсу послідовного зв’язку. Його висока популярність обумовлена властивою йому надійністю роботи і простотою використання. У МК STM32 інтегрується до 3 модулів УСАПП, кожен з яких підтримує кілька розширених режимів роботи, що дозволяють використовувати МК в найсучасніших комунікаційних застосуваннях. Всі три УСАПП здатні передавати дані на швидкості до 4.5 Мбіт/сек. Кожен з них також повністю програмується, в т.ч. розмір переданих даних (8 або 9 біт), передача біта паритету чи стоп-біта, а також швидкість передачі. Один УСАПП підключений до шини APB2, яка здатна синхронізуватися частотою до 72 МГц. А решта пов’язані із 36-мегагерцевою шиною APB1.
Кожен УСАПП має власний генератор швидкості зв’язку з можливостями дробового розподілу частоти. На відміну від звичайних дільників частоти, такий генератор дозволяє отримати стандартні швидкості зв’язку при будь-якій частоті синхронізації шини. Також як і інші модулі послідовних інтерфейсів, кожен модуль УСАПП оснащений двома каналами прямого доступу до пам’яті (ПДП) для двобічної зв’язку з буфером даних. У конфігурації УАПП, модуль УСАПП може працювати в декількох режимах роботи. УСАПП має можливість роботи з одно провідною пів дуплексною лінією, використовуючи для цього тільки вивід Tx (рисунок 3.7). Для зв’язку з модемами, а також для апаратного керування передачею потоку даних, у кожного УСАПП передбачені додаткові лінії управління CTS і RTS.
Рисунок 3.7 - Робота з одно провідною пів дуплексною лінією зв’язку
Крім роботи в ролі високошвидкісного інтерфейсу УАПП, кожен УСАПП може бути переведений в режим синхронного зв’язку. Його можна використовувати для зв’язку з зовнішніми пристроями введення-виведення (ПВВ), оснащеними SPI-сумісним інтерфейсом, по 3-провідній лінії (рисунок 3.8). Працюючи в цьому режимі, УСАПП працює в ролі ведучого шини SPI і підтримує можливість програмування полярності і фази синхронізації. Завдяки цьому, можливий зв’язок практично з будь-якою SPI ІС.
Рисунок 3.8 – Синхронний режим УСАПП в ролі додаткових ведучих інтерфейсів SPI
Для конфігурації USART використовується Standard Peripherals Library бібліотека, яка представляється компанією ST Microelectronics. В ній використовуються наступні функції та структури:
void USART_Init(USART_TypeDef * USARTx, USART_InitTypeDef * USART_InitStructure) – ініціалізує USARTx (USART1, USART2, USART3) інтерфейс відповідно до заданих параметрів в USART_InitStruct структурі.
void USART_Cmd(USART_TypeDef * USARTx, ENABLE) – функція яка вмикає USARTx;
void USART_SendData(USARTy, One_byte) – функція записує в USARTy інтерфейс, байт One_byte, для передачі;
uint16_t USART_ReceiveData(USARTy) – функція отримує один байт з інтерфейсу USARTy;
FlagStatus USART_GetFlagStatus(USARTy, USART_FLAG_TC) – перевірка на активну передачу даних через інтерфейс USARTy;
FlagStatus USART_GetFlagStatus(USARTy, USART_FLAG_RXNE)– перевірка на активний прийом даних через інтерфейс USARTy.
Структура USART_InitStruct має наступні властивості:
USART_BaudRate – швидкість передачі даних;
USART_HardwareFlowControl – вказує на апаратне керування потоком. Режим може бути включений або виключений;
USART_Mode – конфігурує дозвіл на прийом та передачу даних;
USART_Parity – Установка режиму парності / непарності. Біт парності служить для контролю правильності передачі даних.
USART_StopBits – Встановлює кількість стопових біт. Служать паузою між кадрами даних. Якщо стоповий біт один, то пауза між кадрами менша і швидкість передачі даних вища. Якщо їх два, то пауза буде довша.
USART_WordLength – встановлює кількість біт даних. Може набувати 8 … 9 бітам даним.
3.9. З’єднання мікроконтролеру з робочою станцією
Для з’єднання мікроконтролера з робочою станцією було використано USB-USART перетворювач (рисунок 3.9). Інтерфейс USB був вибраний через те, що в сучасних персональних комп’ютерах та ноутбуках відсутній послідовний COM порт, через їхню застарілість.
Рисунок 3.9 – USB-USART
Даний USB-USART конвертер побудований на FT232R мікросхемі. Надійна, стабільна, яка підтримується усіма операційними системами за замовчуванням (рисунок 3.10).
Рисунок 3.10 – Принципова схема USB-USART
Якщо є можливість доступу до COM порта (RS-232 інтерфейс), можна обійтися без USB. Використовуючи мікросхему MAX232. По суті RS-232 і є UART (як в мікроконтролерах), тільки там 10-12 Вольт замість потрібних нам 5В, що потрібно узгодити. Для цього застосовується мікросхема MAX232 (рисунок 3.11).
Рисунок 3.11 – Принципова схема RS-232-USART
Робоча станція з мікроконтролером з’єднуємо хрест-навхрест приймач з передавачем (рисунок 3.12).
Рисунок 3.12 – З’єднання робочої станції з мікроконтролером
Після такого з’єднання мікроконтролера з робочою станцією можна організовувати надійний, неперервний, синхронний чи асинхронний обмін даними між пристроями.