Digitales Grundverständnis

[Stephanie Glahs]

Moinsen!

Ich habe ein Sensor-Device mit 5V Versorgungsspannung
und einem TTL-Ausgang.
Sein Zustand ist entweder High oder Low.

Ich habe eine Industrie TTL Multi I/O-Karte mit jeder Menge
Ports. Mit einem Port dieser Karte möchte ich den Sensor
abfragen.

Gehe ich nun mit dem Ausgang des Sensors direkt auf einen
Port der Karte oder was ist der Königsweg?
Sollten Pull-Widerstände benutzt werden, oder Optokoppler
oder irgendwas, oder ist es in einem solchen Fall wirklich der
richtige Weg einfach stumpf zu verbinden.

Also vom reinen Verständnis her würd ich stumpf verbinden,
aber wenn man sich andere Schaltungen anguckt ist immer noch
hier ein Widerstand und da eine Diode oder Kondensator.
Deswegen bin ich verunsichert.

Ich möchte ein für alle mal wissen, was bei der Kommunikation
zwischen TTL-Ports zu beachten ist.
Wer kann mir da Licht ins Dunkel bringen?

Stephanie

 

[MaWin]

Stephanie Glahs <sg@gla-wel.de> schrieb im Beitrag <c4gi1d$2etd51$1@ID-206789.news.uni-berlin.de>...

Gehe ich nun mit dem Ausgang des Sensors direkt auf einen
Port der Karte

Ja, wenn wie du schriebst die TTL-Aus hat und die Karte TTL ein,
passt das.

Sollten Pull-Widerstände benutzt werden

Nur wen der Sensor 'open collector' Ausgaenge hat (was elektisch
wegen eventueller Querstroeme die besseren Ausgaenge waeren, aber
hat der Sensor offenbar nicht)

oder Optokoppler

Wenn es beim Zusammenschalten der Masseleitungen Stoerungen im
System gibt, kann es notwendig sein, einen Optokoppler zu
verwenden. Aber das haengt davon ab, in welcher 'rauhen' Umgebung
der Sonsor arbeitet (bei einem puren TTL-Ausgang darf er eh nicht
so weit weg sein, das er in anderer Umgebung als die Karte ist).

Ich möchte ein für alle mal wissen, was bei der Kommunikation
zwischen TTL-Ports zu beachten ist.

Ist der Empfaenger ausgeschaltet (Strom aus), aber der Sender liefert
HIGH, kann es (bei CMOS-Eingaengen) sein, das Strom vom Senderausgang
in den Empfaenger fliesst (und wenn der mit <1mA auskommt, leuchten
bei dem die LED, wie es mal bei einem Drucker war, den ich hatte).

Das sind Querstroeme, die man vermeiden sollte.

Ansonsten sind TTL-Ausgaenge halt nicht fuer die Verbindung ueber ein
paar Meter gedacht.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[Rafael Deliano]

TTL-Ausgang.
Der Ausgangspegel kann 0 - 5V sein, aber echte TTL kommt

selten über 4V. Dem TTL-Empfänger würden 0,8V - 2,0V
am Eingang genügen. D.h. echte TTL hat schlechten
Störabstand.
Anders als "echte" obsolete TTL hat heute
CMOS-Logikpegel am Ausgang 0 - 5V und erwartet am
Eingang 0 - 5V.

Pull-Widerstände
Wenn der Eingang unbeschaltet ist würde er sich über einen

pull-up Widerstand freuen, damit er auf definiertem Pegel
ist. Echtes TTL hat den quasi eingebaut. Pull-down geht
bei echtem TTL nicht.
Unechte TTL a la 74HCTxx braucht den Widersrtand aber.

hier ein Widerstand und da eine Diode
Wenn der Sensor eine eigene Versorgung hat, also nicht

aus der Empfängerkarte versorgt wird, kann sich das
Problem ergeben, daß der Sensor 5V liefert, während
der Empfänger mangels eingeschalter Versorgungsspannung
auf 0V liegt. Das könnte zu Beschädigung führen.
Ein Serienwiderstand und die beiden Dioden gegen
Versorgungsspannung im Empfänger lösen das Problem
weitgehend.

Optokoppler
Langsam, aber man wird eine Menge anderer Problem los.

Man braucht dann auf der Karte aber Zugang zu den 5V.
Der Sender sollte auch den Strom echter TTL können.

andere Schaltungen anguckt ist immer noch oder Kondensator.
Einzelner C kann für Funkentstörung gedacht sein

( mässige Idee ).
Ein RC-Filter würde Rauschen aus dem Kabel unterdrücken,
aber dann sollte der Eingang Schmitt-Trigger sein.

Sind die Pins an der Karte als Input/Output per Software
konfigurierbar ? Oder per Jumper ?
Welche ICs werden auf der Karte verwendet ? Echte 74LSxx ?
Welche Typen ? Schmitt-Trigger ?

Mit welcher Geschwindigkeit sollen die Bits kommen ?
Wie lang ist das Kabel ?
Eventuell wäre Terminierung an Eingang/Ausgang nett.

Wie verseucht ist die Umgebung ?

MfG JRD

 

[Stephanie Glahs]

Sind die Pins an der Karte als Input/Output per Software
konfigurierbar ? Oder per Jumper ?

Per Software

Welche ICs werden auf der Karte verwendet ? Echte 74LSxx ?

D71055C von NEC

Welche Typen ? Schmitt-Trigger ?

Mit welcher Geschwindigkeit sollen die Bits kommen ?

Bei der Anwedung kommt es auf Geschwindigkeit nicht an.

Wie lang ist das Kabel ?

Max 1,5 m.

Eventuell wäre Terminierung an Eingang/Ausgang nett.

Wie verseucht ist die Umgebung ?

Gar nicht. Wohnbereich...

Stephanie

 

[Rafael Deliano]

D71055C von NEC
Da scheint das Datenblatt nicht im www zu finden sein.

Handelt sich vermutlich um 82C55. Z.B. mit google nach
82C55A.pdf
suchen.
Der Chip hat wohl MOS-Eingänge a la 74HCTxx also
< 0,8V = low und > 2,0V = high.
Angeblich hat der Chip ( oder Varianten davon ) intern
per Software schaltbare pull-ups oder pull-downs mit
10 - 15k Ohm.
Ob der geschaltet ist würde man sehen, wenn man den Pin
( ohne Sensor )
auf Input schaltet und dann Widerstand z.B. 10k gegen
Masse hängt und mit Voltmeter misst was für Spannung
anliegt.

Da solche CMOS/NMOS etwas weniger robust als echte
bipolare 74LSxx sind, wäre ein 470 Ohm Serienwiderstand
und eine Schottky-Diode SB120 gegen 5V der Karte
als Schutz nützlich

+-------- 5V
|
K SB120
A
|
----R1----+-------- input
470

Der 470 Ohm kann nicht hochohmiger sein wenn da
der niederohmige pull-up geschaltet ist, weil
TTL so ungünstigen low-Schwelle 0,8V hat.

MfG JRD

 

[Dieter Wiedmann]

Rafael Deliano schrieb:

D71055C von NEC
Da scheint das Datenblatt nicht im www zu finden sein.
Handelt sich vermutlich um 82C55. Z.B. mit google nach
82C55A.pdf

http://www.pci-card.com/upd71055.pdf


Gruß Dieter

 

[Udo Piechottka]

Eine gegen 0V ist auch nicht zu verachten...

- Udo

 

[Winfried Buechsenschuetz]

"Stephanie Glahs" <sg@gla-wel.de> wrote in message news:<c4gi1d$2etd51$1@ID-206789.news.uni-berlin.de>...

Gehe ich nun mit dem Ausgang des Sensors direkt auf einen
Port der Karte oder was ist der Königsweg?
Sollten Pull-Widerstände benutzt werden, oder Optokoppler
oder irgendwas, oder ist es in einem solchen Fall wirklich der
richtige Weg einfach stumpf zu verbinden.

Elektrisch reicht es und ist es richtig, einen TTL-kompatiblen Ausgang
direkt mit einem TTL-kompatiblen Eingang zu verbinden.

Also vom reinen Verständnis her würd ich stumpf verbinden,
aber wenn man sich andere Schaltungen anguckt ist immer noch
hier ein Widerstand und da eine Diode oder Kondensator.
Deswegen bin ich verunsichert.

Leider gibt außer der reinen Elektrik noch ein paar Randbedingungen,
die da sind: elektromagnetische Einstrahlungen,
Überspannungsfestigkeit etc. etc.

Z.B.: Die Spannung an einem TTL-Eingang darf niemals höher sein als
die Versorgungsspannung des TTL-ICs. Wenn Du ein Gerät mit einer
getrennten 5V-Versorgung anschließt, dann kann diese einen High-Pegel
von max. 5.25V (5V + 5%) abgeben. Die nachfolgende Schaltung verträgt
aber u.U. nur 4.75V (5V - 5%). Oft werden daher Dioden zwischen
Eingang und Vcc geschaltet, um Überspannungen in die Vcc-Schiene
abzuleiten (die mag das zwar auch nicht, geht aber meist nicht sofort
kaputt). Um den Strom durch die Diode zu begrenzen, wird oft noch ein
Widerstand vorgeschaltet (darf bei TTL-Eingängen nicht zu hoch sein,
so 470R sind die Obergrenze, bei C-MOS-Eingängen kann er wesentlich
größer sein). Ein C gegen Masse bildet mit dem R einen Tiefpaß erster
Ordnung, der schon mal einiges an Störungen wegbügelt (Dimensionierung
je nach Übertragungsgeschwindigkeit).

Am sichersten sind Optokoppler. Die meisten sind relativ lahm und
bügeln daher auch einiges an Störungen weg. Da beide Seiten mit der
jeweiligen Vcc versorgt werden, kann es auch keine Überspannungen am
TTL-Eingang geben. Nachteil ist, daß oft noch ein Treiber für den
Optokoppler benötigt wird (brauchen ca. 5 bis 10mA LED-Strom), je nach
Typ ist auch noch ein Schmitt-Trigger am Ausgang des Optokopplers
sinnvoll (bei manchen eingebaut).

Ich möchte ein für alle mal wissen, was bei der Kommunikation
zwischen TTL-Ports zu beachten ist.

Das richtet sich nach den Anforderungen, eine Steuerung einer
Baustellenmaschine wird mehr potentielle Störungen verursachen als ein
Heimgerät, das 10cm vom I/O-Port entfernt ist. Schutz gegen statische
Entladungen ist auch sinnvoll, dafür gibt es spezielle Bausteine, kann
auch per Layout-Tricks erledigt werden.

Winfried Büchsenschütz (mindestens RC-Glieder verwendend)

 

[Michael Kr?mer]

Ich habe ein Sensor-Device mit 5V Versorgungsspannung
und einem TTL-Ausgang.
Sein Zustand ist entweder High oder Low.

Ich nehme mal an, ein "richtiger" push-pull Treiber, der immer
eingeschaltet ist und in beiden Richtungen Strom liefern kann, also
nicht open-drain/collector. Dann brauchst Du keinen Pull-up
Widerstand.

Ich habe eine Industrie TTL Multi I/O-Karte mit jeder Menge
Ports. Mit einem Port dieser Karte möchte ich den Sensor
abfragen.

Gehe ich nun mit dem Ausgang des Sensors direkt auf einen
Port der Karte oder was ist der Königsweg?

Wenn Du sicherstellen kannst, daß der Port nicht durch einen dummen
Zufall auch treibt, dann ja. Um ggf. fließende Ströme (die auch durch
Potentialunterschiede zustandekommen können) zu begrenzen, würde ich
aber einen Serienwiderstand einbauen (z.B. 100 Ohm). Das geht
allerdings nur dann, wenn der Eingang auch wirklich hochohmig und
nicht z.B. mit 50 Ohm terminiert ist.

aber wenn man sich andere Schaltungen anguckt ist immer noch
hier ein Widerstand und da eine Diode oder Kondensator.

Das dürfte eine Schutzbeschaltung sein, die aber eigentlich schon in
der Multi-I/O-Karte sein sollte. Ich würde mal das zugehörige Manual
konsultieren.

Michael

 

[Peter]

Hallo,
eine allmgemeine Lösung gibt es hierbei nicht, da es mehrere Techniken
gibt die mit TTL-Pegeln arbeiten. Die Verbindung (Schnittstelle) muß so
ausgelegt sein, dass sie die elektrischen Eigenschaften beider Seiten
berücksichtigt, d.h. man muß vorher genau wissen welche Technik auf
beiden Seiten benutzt wird. Dies kann man entweder aus Geräteunterlagen
entnehmen oder an den Bauteilen und deren Datenblättern erkennen.

Gruß
Peter

Stephanie Glahs schrieb:

Moinsen!

Ich habe ein Sensor-Device mit 5V Versorgungsspannung
und einem TTL-Ausgang.
Sein Zustand ist entweder High oder Low.

Ich habe eine Industrie TTL Multi I/O-Karte mit jeder Menge
Ports. Mit einem Port dieser Karte möchte ich den Sensor
abfragen.

Gehe ich nun mit dem Ausgang des Sensors direkt auf einen
Port der Karte oder was ist der Königsweg?
Sollten Pull-Widerstände benutzt werden, oder Optokoppler
oder irgendwas, oder ist es in einem solchen Fall wirklich der
richtige Weg einfach stumpf zu verbinden.

Also vom reinen Verständnis her würd ich stumpf verbinden,
aber wenn man sich andere Schaltungen anguckt ist immer noch
hier ein Widerstand und da eine Diode oder Kondensator.
Deswegen bin ich verunsichert.

Ich möchte ein für alle mal wissen, was bei der Kommunikation
zwischen TTL-Ports zu beachten ist.
Wer kann mir da Licht ins Dunkel bringen?

Stephanie