如何制作一个串口转卡带接口?

在硬盘和软盘被广泛使用之前,盒式磁带在信息存储的世界中扮演了重要的角色。在这个项目中,我们将学习如何构建一个简单的UART-to-tape接口,这样您就可以从简单的盒式磁带中保存/加载数据。

电路图

电路图

uart - cassette - tape接口是如何工作的?

为了将数据保存到磁带上,我们必须将我们的串行数据(从UART)转换成磁带磁带驱动器可以记录的音频信号。考虑到磁带的频率范围是非常糟糕的,我们将不得不使用低频音频。由于电路设计时考虑到简单性,我们将使用一种单音系统,其中的音色代表1位,而不代表0位。其他磁带系统使用频率键移动,其中频率的变化代表数据,但它包含更复杂的电路(如带通滤波器等)。


对于我们来说,第一步是记录数据,这是通过一个555 astable电路(IC1)和一个unity增益缓冲(U1A)完成的。当UART输入高时,555的复位引脚也很高,这导致555产生一个大约4kHz的方波。当输入低时,555的复位也很低,这就阻止了555的振荡,因此不会产生任何音调。然后通过U1A缓冲这一音调来提高输出阻抗,然后将其输入旁路电容器以产生一种振荡的频率,而不是正偏移。这个旁路信号然后直接连接到磁带录音机的输入,因此,当串行数据被发送到这个电路时,它将导致被记录到磁带上的数据编码音调。

第二步是读取保存在磁带上的数据。这是通过两个电路实现的:a。施密特触发器和555单稳态电路。如果从磁带中检测到一个大的信号(例如,),Schmitt触发器将用于产生输出。,我们记录的音调的声音,如果没有检测到的声音,没有输出。从我们的数据中得到0。唯一的问题是,当有一个音调时,施米特触发器将以与传入音(4kHz)相同的频率开启和关闭。因此,当检测到快音时,我们必须使用一个电路。这就是“单稳态”(IC3)的来源。但这不是普通的单稳态;这个单稳态是可再触发的!在触发时,monostable被设计为保持300us,但是如果555在on状态下重新触发,它将不会重启单稳态。这就是Q1的作用,即放电电容C8,它直接对单稳态的时间负责。因此,对555单稳态电路的重复信号(即:它的音调)将导致一个单稳态,直到没有进一步的触发器为止。其结果是一个与原始UART信号相匹配的输出。

在UART使用波特率300时,电路效果最好,而且非常可靠。RV1是一种调节输出信号强度的电位器,而RV2则会调整施密特触发器的触发水平。RV2是一个可以考虑的情况,如果您正在努力读取数据,但是如果正确配置的话,这个电路几乎没有丢失的位,这是惊人的准确。波特率可以增加,但这需要更高频率的音调和更快的单稳态。单稳态时间略长于音调的周期,以确保单稳态停留在重复触发器之间。


制作

像我的大多数电路一样,这个是由所有的通孔部分组成的;工作起来非常容易。该项目可以使用多种技术进行构建,包括面包板、stripboard和pcb。就我个人而言,为了方便起见,我在这个项目中使用了PCB,附件是PCB文件(包括CNC代码),所以您也可以构建这个PCB!


很酷的想法

我想尝试的一个想法是用它作为调制解调器。如果其中两个是内置的,一边连接一个电话,另一边连接另一个电话,理论上,你应该能够通过电话线传输数据。糟糕的手机信号可能不允许这样做,但如果它有效,你可以设计你自己的互联网系统和协议!


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