CENTRONICS→RS-232C 変換回路の製作

１．はじめに
最近の高級なオシロスコープには、プリンタ出力が付いているものが有ります。
このプリンタ出力を使えば、オシロスコープの画面を写真に取ったり、手書き で書き取ったりする様な、低級な（物理的手段に近い）方法を取らずに、オシロ スコープの画面出力を、印刷出来ます。
さらに推し進め、オシロスコープの出力を直接、コンピュータに送る事が出来 れば、一旦物理レベルに落とす事無く、電子的に処理出来ます。が、オシロスコ ープ出力を直接にコンピュータに取り込める様な、出力や入力が付いた物は、ま だまだ一般には出まわっていません（パソコン内蔵オシロだか、オシロ内蔵パソ コンだか、判らない様なやつを使えば、一発ですが）。
そこで、オシロスコープの出力を、コンピュータの入力へと変換する基板を作 らされる事にあいなりました。
２．方法
オシロスコープの出力は、画面を除けば、プリンタ出力（CENTRONICS compati ble）しかありません（プリンタ出力が有る段階で、すでに高級品だと思う）。
コンピュータの入力には、FDD(PIO),SASI(ゲ),IDE(E-IDE),SCSI/SCSI2/Wide/U ltra,KEYBOARD(SIO),parallel MOUSE,CENTRONICS compatible,RS-232C compatib le,msx compatible JOYSTICK,GP-IB,CMT(ギョ),VIDEO,etc... といくらでも有り ますが、一般的なコンピュータに標準で付いていて、かつ任意に手軽に使えるも のと言ったら、CENTRONICS compatible,RS-232C compatible ぐらいな物です（昔 は、パワーユーザーの間では、実は FDD(PIO) が一般的だったらしい）。しかも、 自由に扱える（台数が多い）コンピュータ（大概9801Vシリーズ not 9821V）の CENTRONICS compati. は出力専用だったりします。したがって、RS-232C compat i.を使う事になります。また、RS-232C compati.ならば、新たに通信ソフトを書 く必要がありません。
以上の理由により、CENTRONICS → RS-232C 変換をしてやれば良い事になりま す（仕事が来た時点で決まっていましたが）。
３．回路の原理
３．１．使用したＩＣ
さて、手元に何故か、HARRIS SEMICONDUCTOR の IM6402（どちらがサードパー ティーか？）と、セイコーの 8650A と、参考文献のコピーがあります。
IM6402 は、いわゆるパラレル←→シリアル変換のＵＡＲＴ(Universal Asynch ronous Receiver/Transmitter)です。本屋で適当に資料を漁ったところ、シリア ル側は start/stop bit 処理やキャラクタ長処理や parity 処理まで付いていま す。あとは、外に基準クロック，フロー制御回路，レベルコンバータを付けてや れば、それ程苦労せずに済みそうです。
8650A は、発振回路と分周回路を内蔵したＩＣの様です。きっと、水晶を使う なと言う、「点の声」でしょう。
TTLレベルと RS-232C レベルの変換と言ったら、MAX232 でしょう。終わり。
CENTRONICS 入力側にバッファを入れておいた方が安心出来るので、入れてお きましょう。
フロー制御でのパルス発生は 74 シリーズの 123 が典型です。あとはゲート を適当に付ける必要があるでしょう。
おおよそ、こんな所でしょう。
３．２．回路の原理
電源投入後のリセットの為、Ｄ，Ｒ，Ｃ，バッファでパワーオンリセット回路 が入っています。
基準クロックは 9600bps *16 を 8650A にて発生させ、IM6402 に入れていま す。
IM6402 は、キャラクタ長，stop bit 長，PARITY(NONE,ODD,EVEN)，を任意に 設定出来る様になっているので、DIP SW にて設定出来る様にしました。
CENTRONICS 入力からの、DATA 1〜8 はバッファを経由し IM6402 に入ります。 STROBE （１バイトのデータにつき、１発のパルスが来る）は、74HC123 にて波 形整形された後、IM6402 にデータ確定通知として入ります。CENTRO - 74HC123 間に 74HC14 が入っていますが、本来は HCT を使いたかったのですが、無かっ た為に HC + pull up になったので、大した意味は無くなっています。
IM6402 のシリアル出力は MAX232 にてレベル変換後、RS-232C RXD へ出ます （RS-232C の端子名はコンピュータ側が基準となっている事に注意）。また、IM 6402 のシリアル入力を open／pull up／pull down するのは、どうかと思った ので、MAX232 が１素子余っているのも有り、RS-232C TXD から MAX232 経由で IM6402 へ入れています。ただし、IM6402 のシリアル入力の設定が、DISENABLE にして有る事に注意して下さい（RRD,DRR,SFD あたり）。
CENTRONICS 入力のフロー制御ですが、RS-232C RTS，IM6402 TRE TBRE（パラ レル入力バッファ／レジスタエンプティ），フロー強制カットスイッチ，の４つ を AND なり OR なりで、取りまとめ、CENTRONICS BUSY へ出力する事により、C ENTRONICS のデータ出力を止めさせています。また、BUSY が消える時に（受信 可能になる時に）、74HC123 により、CENTRONICS ACKNLG へパルスを出し、正式 な CENTRONICS としています。
RS-232C 入力のフローはやっていません。必要ありませんし。一応つながって はいますが。
電源は、言わずと知れた 7805 の予定でしたが、無かったので、低ドロップ型 ３端子レギュレータ 2940-5 になっています。また、入力側に電源確認ＬＥＤが 入っています。入力電圧に応じ、明るさが変わり、５Ｖが得られないくらい低電 圧になると消えます（なんで５Ｖ側にしなかったんでしょ？）。
また、適当にパスコンと電解コンデンサが入っていますが、てきとーに、そこ らに有った電解コンデンサを使ったので、2940-5 の推奨容量より小さいです Hi
３．３．動作試験
まずは、何もつながない状態で、電源のみ接続、消費電流と発熱の確認。問題 無し（消費電力どの位だったっけ？）。
余裕があれば、8650A の発振出力と，パワーオンリセットのワンショットを確 認出来れば安心でしょう。
明らかにおかしな事が無い事が確認出来たら、フロー強制カットをＯＦＦにし、 CENTRONICS 側のみ接続しコンピュータから適当に出力します（オシロのプリン タ出力でも良いですが）。MS-DOS／DOS/V 付属の PRINT.sys を組み込み、"copy hogehoge prn" で良いでしょう。
CENTRONICS BUSY が high になり、コンピュータの出力が止まってしまえば、 まずは正常です（初めて動かした時に、一瞬思い出せずに、戸惑った）。
次に、フロー強制カットをＯＮにすると、コンピュータの出力が再開し、CENT RONICS STROBE に連続したパルスが来て、それに応じて CENTRONICS BUSY に連 続したパルスが出力され、また、CENTRONICS ACKNLG にも連続したパルスが出力 されます。RS-232C RXD に適当なデータが出力出来ていれば正常です。
CENTRONICS 側の正常が確認出来れば、最後に RS-232C 側にもコンピュータを 接続して確認します。当然、別のコンピュータの方が楽でしょう。同じコンピュ ータの場合は腕が必要となるでしょうね。MS-DOS／DOS/V 付属の RSDRV.sys を 利用し、"copy aux con" とする場合は、フロー制御を行ってくれないので、注 意が必要です。素直にハードフロー対応通信ソフトを使った方が安心でしょう。
それなりに高級な通信ソフトを使っているのならば、RTS のＯＮ／ＯＦＦに応 じ、データが来たり止まったりする事を確認しましょう。
プリンタ出力したデータと、RS-232C から入力したデータが同じ物であれば、 正常です。
４．終わりに
SCSI2 出力イメージスキャナが有るのだから、同じデータ形式出力の、SCSI2 出力オシロスコープって、有ってもよさそうな気がするのですが、あるのでしょ うか。
両方向フル CENTRONICS のハンドシェーク方式はどうなっているのでしょう。 (?_?)コンピュータ関連の書籍を探しても、ポート割当しかなく、両方向対応ソ フトを解析しようにも、窓９５用だったりして、解析出来ないし、、、(;_?)
Spechial Thanks to
　Fire 氏
　以下略 (^^;;汗
参考文献
　トランジスタ技術 1995 Feb. P.206〜207 ＣＱ出版社
　 「XON/XOFF 対応型セントロニクス→RS-232-C 変換」 宮崎　仁
　トランジスタ技術 年月不明 P.204 ＣＱ出版社
　 「セントロニクス→RS-232-C 変換インターフェース」 宮崎　仁
　セイコー 8650A 規格書
　HARRIS SEMICONDUCTOR CDP6402,CDP6402C March 1997
　 CMOS Universal Asynchronous Receiver/Transmitter(UART)
　 Copyright Haris Corporation 1997 FileNumber 1328.2
　National Semiconductor LM2940/LM2940C 1A Low Dropout Regulator
　 (C)1996 National Semiconductor Corporation TL/H/8822 RRD-B30M56
　トランジスタ技術　別冊／Specialなど ＣＱ出版社
５．付録
５．１．規格
　入力
　　　　　ANFENO-36P CENTRONICS compatible ＴＴＬレベル
　　　　　データ：2pin DATA 1 〜 9pin DATA 8
　　　　　フロー：1pin STROBE 立ち下がりから約0.5μｓにてデータ取込
　　　　　 11pin BUSY にて送信停止要求
　　　　　 10pin ACKNLG に約0.5μｓのパルス送出にて受信確認
　　　　　　PC-9801 シリーズ／PC-9821 シリーズの PC-9801 互換モードの
　　　　　ように、STROBE & BUSY によるハンドシェークでも構わない。
　　　　　　12pin PE,13pin SLCT,14pin AUTOFEED,31pin INIT,32pin ERROR,
　　　　　36pin SLIN 等には対応していない。
　
　出力
　　　　　DSUB-25P RS-232C compatible -12V/+12Vレベル
　　　　　データ：3pin RXD に変換後のデータ出力
　　　　　フロー：4pin RTS により、フロー制御（送信停止）
　　　　　　その他のピンには対応していない。
　
　電源
　　　　　最低限 ＤＣ ７Ｖ ０．５Ａ 程度
　
５．２．設定
DIP-SW 名称 ON(low) OFF(high)
1 再設定 設定値読込
2 パリティ 有 無
3 STOP bit 1bit 1.5bit(char length=5)/2bit(other)
4/5 キャラクタ長 on/on:8bit on/off:7bit off/on:6bit off/off:5bit
6 パリティ 奇数 偶数
7 未使用
8 フロー 無 有
  • 回路図(CE+LIB LZH 7KB)
  • 回路図(PNG 20KB)
  • 回路図(GIF 26KB)

    執筆：1997年５月某日〜10月６日〜10月12日、 1997 Oct.12 Sun.
    web 用に修正：1998年９月３日
    • Last modified on Fri,11 Sep,1998.
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