การอินเตอร์เฟสเบื้องต้น

การอินเตอร์เฟซ

   การอินเตอร์เฟซ คือ การลิงค์เชื่อมโยงระหว่าง 2 อุปกรณ์เข้าด้วยกัน โดย

อุปกรณ์ที่นำมาลิงค์เพื่อเชื่อมโยงสื่อสารนั้น ไม่จำเป็นต้องมาจากผู้ผลิตรายเดียวกัน

เสมอไป อาจเป็นอุปกรณ์ต่างยี่ห้อ ต่างผู้ผลิต แต่สามารถนำมาใช้งานร่วมกันได้

ดังนั้นจึงต้องมีการกำหนดมาตรฐานเพื่อเป็นข้อกำหนดเฉพาะของอินเตอร์เฟซนั้นๆ

ซึ่งประกอบด้วยข้อกำหนดต่างๆ ดังนี้

1. ข้อกำหนดทางกลไก ที่กล่าวถึงรูปทรงและขนาดของคอนเน็กเตอร์

2. ข้อกำหนดทางไฟฟ้า ที่กล่าวถึงความถี่ แอมพลิจูด และเฟสของสัญญาณที่

คาดหมายไว้

3. ข้อกำหนดด้านฟังก์ชันการทำงาน ที่กล่าวถึงสายสัญญาณแต่ละเส้นมี

หน้าที่อะไร

4. ข้อกำหนดด้านขั้นตอนการทำงาน ที่กล่าวถึงการควบคุมจังหวะและ

ขั้นตอนการแลกเปลี่ยนข้อมูล

DTE – DCE อินเตอร์เฟส DTE (Data Terminal Equipment)
เป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับเป็นตัวส่งข้อมูล และตัวรับข้อมูล หรืออาจเป็นทั้งตัวส่งข้อมูลและตัวรับข้อมูลก็
ได้ อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ใน ลักษณะของ DTE มักใช้แทนแหล่งกำเนิดข้อมูลต้นทางแหล่งแรก หรือ
แหล่งรับข้อมูลปลายทางแหล่งสุดท้าย เช่น คอมพิวเตอร์ (แหล่งกำหนดข้อมูลต้นทาง) หรือเครื่อง
พิมพ์ (แหล่งรับข้อมูลปลายทาง) อุปกรณ์ DTE จะทำหน้าที่แปลงข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบของสัญญาณ
เพื่อใช้สำหรับ สื่อสาร เมื่อสัญญาณได้ส่งไปยังอุปกรณ์ DTE ปลายทางที่เป็นฝ่ายรับ ก็จะดำเนินการ
แปลง สัญญาณที่รับมานั้นให้อยู่ในรูปแบบของข้อมูลเหมือนกับที่ได้ส่งมา ข้อเสียของการสื่อสารระหว่าง
อุปกรณ์ DTE ด้วยกัน คือ มีข้อจำกัดด้านการส่งผ่าน ข้อมูลบนระยะทางไกลๆ ดังนั้นหากมีความจำเป็น
ต้องส่งผ่านข้อมูลระยะไกล จำเป็นต้องพึ่งพาอุปกรณ์ที่เรียกว่า DCE เข้ามาช่วย DCE (Data
Circuit-terminating Equipment) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้เชื่อมต่อ ระหว่างอุปกรณ์ DTE ในกรณี
ที่ต้องการสื่อสารระยะไกล โดยปกติหมายถึง โมเด็ม

                  

    อุปกรณ์ DCE ทั้งสองฝั่งจะมีการแลกเปลี่ยนสัญญาณบนสายที่ใช้เป็นสื่อกลางส่งข้อมูลหรือเครือ
ข่าย โดยฝั่งรับจะต้องใช้รหัสสัญญาณเดียวกัน รวมถึงอัตราความเร็วของการส่งกระแสไฟฟ้าอุปกรณ์
DTE-DCE แต่ละคู่ จะต้องได้รับการออกแบบให้สามารถโต้ตอบเพื่อทางานร่วมกันได้ แม้ว่าจะเป็นอุป
กรณ์ที่มาจากคนละแหล่งผลิต ดังนั้นจึงมีการกาหนดมาตรฐานอินเตอร์เฟสขึ้น เพื่อให้การเชื่อมต่อสา
มารถนำมาใช้งานร่วมกันได้อย่างราบรื่นและสะดวก

ข้อกำหนดสาคัญของมาตรฐานอินเตอร์เฟส

คุณลักษณะของมาตรฐานอินเตอร์เฟสประกอบด้วยข้อกาหนดสาคัญ 4 ประการ คือ

1. ข้อกำหนดทางกลไก (Mechanical Specification)

เป็นข้อกำหนดทางกายภาพที่ใช้กำหนดรายละเอียดของปลั๊กหรือคอนเน็กเตอร์ที่ใช้สำหรับเชื่อมต่อ ว่ามี
รูปทรงและขนาดของคอนเน็กเตอร์เป็นแบบใด มีหัวเข็มจานวนกี่หัว เพื่อให้ผู้ผลิตสามารถผลิตตามมาตร
ฐานและนำไปเชื่อมต่อสื่อสารกันได้ โดยคอนเน็กเตอร์หรือปลั๊กจะมีทั้งแบบตัวผู้และตัวเมีย และข้อกำ
หนดทางกลไกนี้จะแสดงถึงการเชื่อมต่อทางกายภายที่แท้จริง
ระหว่างอุปกรณ์ DTE และ DCE

2. ข้อกำหนดทางไฟฟ้า (Electrical Specification)

เป็นข้อกำหนดเกี่ยวกับระดับสัญญาณเพื่อใช้แทนข้อมูลไบนารี 1 หรือ 0 ระดับสัญญาณตั้งแต่ระดับใด
ถึงระดับใดจะใช้แทนข้อมูล 1 หรือ 0 โดยทั้งอุปกรณ์ DTE และ DCE จะต้องใช้รูปแบบการเข้ารหัส
ชนิดเดียวกัน เช่น การเข้ารหัสแบบ NRZ-L ทั้งนี้ข้อกำหนดทางไฟฟ้ายังเกี่ยวข้องกับอัตราข้อมูล
(Data Rate) ซึ่งแทนอัตราความเร็วในการรับส่งสัญญาณและระยะทางเป็นสำคัญ

3. ข้อกำหนดด้านฟังก์ชันการทางาน (Functional Specification)

เป็นข้อกำหนดเกี่ยวข้องกับสายสัญญาณที่ใช้เชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ DTE และ DCE โดยแต่ละหัวเข็ม
จะส่งสัญญาณอะไรบ้าง ซึ่งจะปฏิบัติสิ่งที่ได้รับมอบหมายไว้ในวงจรการแลกเปลี่ยนข้อมูลของแต่ละวงจร
ที่มีการจัดแบ่งหมวดหมู่ในส่วนของข้อมูล (Signal Circuit) การควบคุม (Control
Circuit) เวลา (Timing Circuit) และอิเล็กทริคัลกราวด์ (Electrical Ground)

4. ข้อกำหนดด้านขั้นตอนการทำงาน (Procedural Specification)

เป็นข้อกำหนดที่เกี่ยวข้องกับขั้นตอนและกระบวนการที่ใช้สาหรับติดต่อสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ DTE
และ DCE ว่ามีขั้นตอนการติดต่อสื่อสารกันอย่างไร มีการควบคุมจังหวะและการแลกเปลี่ยนข้อมูลกัน
อย่างไร

อินเตอร์เฟส EIA-232 หรือ RS-232

   EIA-232 เป็นอินเตอร์เฟสที่ใช้สาหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์ DTE และ DCE ซึ่งเดิมเรียกว่า
RS-232 EIA-232 ได้ผ่านการปรับปรุงและพัฒนามาหลายครั้ง จนกระทั่งปี ค.ศ. 1969 ได้มีการ
ประดิษฐ์เวอร์ชัน 3 ขึ้นมา

คือ EIA-232C และได้นาไปประกาศใช้เป็นมาตรฐานบนเครื่องพีซีคอมพิวเตอร์ตั้งแต่นั้นมา

ต่อมาปี ค.ศ. 1987 ได้มีเวอร์ชัน EIA-232D ซึ่งได้ปรับปรุงโดยเพิ่ม test lines จานวน 3
เส้นเข้าไป และปัจจุบันพัฒนามาจนถึงเวอร์ชัน 6 คือ EIA-232F

อินเตอร์เฟส EIA-232F ได้นามาตรฐานย่อยๆ ต่างมารวมเข้าด้วยกัน ซึ่งข้อกำหนดต่างๆ ได้นำมา
จากมาตรฐานต่างๆ ดังนี้

1. ข้อกำหนดทางไฟฟ้า ได้นามาตรฐาน ITU v.28 มาใช้

2. ข้อกำหนดทางกลไก ได้นามาตรฐาน ISO 2110 มาใช้

3. ข้อกำหนดด้านฟังก์ชันการทางานและขั้นตอนการทำงาน ได้นามาตรฐาน ITU v.24 มาใช้

คุณลักษณะของอินเตอร์เฟส EIA-232/RS-232

   EIA-232 แบบเดิมเป็นแบบ 25 หัวเข็มสาหรับปลั๊กตัวผู้ และแบบ 25 ซ็อกเก็ตสาหรับปลั๊กตัว
เมีย โดยมาตรฐานนี้จะครอบคลุมข้อกำหนดทั้ง 4 ประการ คือ

1. ข้อกำหนดทางกลไก

เป็นส่วนทางกายภาพของปลั๊ก EIA-232 ที่ใช้เชื่อมต่อ เป็นคอนเน็กเตอร์แบบ 25 เข็ม (DB-25)
ในปัจจุบันส่วนใหญ่เปลี่ยนมาเป็นแบบ 9 หัวเข็มแล้ว

                               

  ตัวอย่างสายเคเบิล EIA-232 หรือ RS-232 ชนิดต่างๆ ซึ่งจะมีหัวเชื่อมต่อทั้งแบบ DB-25
และ DB-9 ให้เลือกใช้งานตามความเหมาะสม โดยคอนเน็กเตอร์แบบซ็อกเก็ต (ตัวเมีย) จะนาไป
เสียบเข้ากับพอร์ตอนุกรมบนเครื่องพีซี (DTE) ส่วนคอนเน็กเตอร์แบบปลั๊กหัวเข็ม (ตัวผู้) จะนาไป
เสียบเข้ากับอุปกรณ์โมเด็ม (DCE)

                  

2. ข้อกำหนดทางไฟฟ้า

เป็นข้อกำหนดที่เกี่ยวข้องกับรายละเอียดของสัญญาณไฟฟ้า เกี่ยวกับสัญญาณระหว่างอุปกรณ์ DTE
และ DCE สัญญาณดิจิตอลที่ใช้จะมีทั้งสายกราวด์ แรงดันไฟฟ้าลบที่น้อยกว่า -3 โวลด์ (-3 ถึง
-15) เพื่อใช้ในการแปลไบนารี 1 และแรงดันไฟฟ้าบวกที่มากกว่า 3 โวลด์ (3 ถึง 15) เพื่อใช้ใน
การแปลไบนารี 0 โดยจะยอมรับสัญญาณที่อยู่ในช่วงตั้งแต่2 โวลด์ทั้งบวกและลบ พื้นที่ที่จัดเป็น
Undefined Area หรือ Dead Area จะอยู่ระหว่าง +3 ถึง -3 โวลด์

ในการเชื่อมต่อจะใช้ความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลน้อยกว่า 20 Kbps สำหรับความยาวของสายสัญญา
ณจะถูกจากัดระยะทางโดยต้องน้อยกว่า 15 เมตร หรือ 50 ฟุต อย่างไรก็ตามการเพิ่มความเร็วและระ
ยะทางสามารถทำได้ หากได้รับการออกแบบที่ดี

                    

3. ข้อกำหนดด้านฟังก์ชันการทำงาน

เป็นข้อกำหนดที่สาคัญที่สุด โดยเป็นการกำหนดหน้าที่การทางานเฉพาะให้กับหัวเข็มแต่ละหัว

4. ข้อกำหนดด้านขั้นตอนการทำงาน

เป็นรายละเอียดที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการติดต่อสื่อสาร และขั้นตอนการทำงาน รวมถึงการควบคุมจัง
หวะและขั้นตอนการแลกเปลี่ยนข้อมูล

ชื่อของสัญญาณ EIA จะมีการแบ่งกลุ่มของสัญญาณออกเป็น 5 กลุ่มด้วยกัน เพื่อแสดงถึงความแตก
ต่างในแต่ละวงจร โดยที่

A –Ground (Common Circuit)

B –Data (Signal Circuit)

C –Control (Control Circuit)

D –Timing (Timing Circuit)

S –Secondary Channel

สายกราวด์

เซอร์กิต AB (pin 7)เป็น Signal Ground ระหว่างอุปกรณ์ DTE และ DCE ซึ่งอาจเรียกว่าเป็น
Protective Ground ที่ช่วยป้องกันการช็อกทางไฟฟ้า (Electric Shock)

การถ่ายโอนข้อมูล (Data Transfer)

เซอร์กิต BA (pin 2) / Transmitted Dataเป็นสัญญาณที่ใช้สาหรับการส่งข้อมูลจากอุปกรณ์
DTE ไปยังอุปกรณ์ DCE โดยสถานะทางลอจิกจะมีค่าเท่ากับ 1 เมื่อไม่มีการส่งข้อมูลใดๆ

เซอร์กิต BB (pin 3) / Received Dataเป็นสัญญาณที่ใช้สาหรับรับข้อมูลจากอุปกรณ์ DCE
ไปยังอุปกรณ์ DTE โดยสถานะทางลอจิกจะมีค่าเท่ากับ 1 เมื่อไม่มีการส่งข้อมูลใดๆ

การโต้ตอบกัน (Handshaking)

เซอร์กิต CA (pin 4) / Request to Send เป็นสัญญาณจากอุปกรณ์ DCE เพื่อให้รับรู้ว่า
เตรียมพร้อมแล้วที่จะส่งข้อมูล ซึ่งสัญญาณนี้จะใช้งานควบคู่กับเซอร์กิต CB

เซอร์กิต CB (pin 5) / Clear to Sendเป็นสัญญาณตอบรับจากอุปกรณ์ DCE ที่ส่งให้กับ
อุปกรณ์ DTE ว่าพร้อมรับข้อมูลจากอุปกรณ์ DTE แล้ว

การควบคุม (ใช้สาหรับควบคุมโมเด็ม)

เซอร์กิต CC (pin 6) / DCE Ready เป็นสัญญาณจากอุปกรณ์ DCE ที่บอกกับฝ่ายส่งว่า
อุปกรณ์ DCE อยู่ในสภาวะพร้อมที่จะส่งข้อมูลไปยังปลายทางที่ได้ทาการเชื่อมต่อ กล่าวคือ โมเด็ม
จะมีการสร้างการเชื่อมต่อกับโมเด็มระยะไกลของอีกฝ่ายหนึ่ง เพื่อส่งผ่านข้อมูลระหว่างกัน

เซอร์กิต CF (pin 8) / Carrier Detectเป็นสัญญาณจากอุปกรณ์ DCE ว่าได้รับการตอบรับ
สัญญาณจากอุปกรณ์ทางไกลของอีกฝั่งหนึ่งแล้ว

เซอร์กิต CD (pin 20) / Data Terminal Ready (DTE Ready)เป็นสัญญาณจากอุปกรณ์
DTE ว่าพร้อมแล้วที่จะทำงาน

นัลโมเด็ม (Null Modem)

   การเชื่อมต่อแบบนัลโมเด็ม เป็นการเชื่อมต่อในลักษณะ DTE-to-DTE โดยปราศจากอุปกรณ์
DCE เช่น การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์สองเครื่องในระยะทางใกล้ๆ (ต้องมีระยะทางไม่เกิน 50 ฟุต)
ด้วยอินเตอร์เฟส EIA-232 เป็นการเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างอุปกรณ์ รวมถึงสื่อสารกันด้วยสัญญาณ
ดิจิตอล ดังนั้นจึงไม่จาเป็นต้องใช้โมเด็มในการมอดูเลตสัญญาณเพื่อส่งไปตามสายโทรศัพท์

                  

  จากรูปเป็นการเชื่อมต่อระยะไกลด้วยการใช้โครงข่ายโทรศัพท์ อุปกรณ์ DTE ทั้งสองฝั่งจะแลก
เปลี่ยนข้อมูลกันผ่านอุปกรณ์DCE โดยแต่ละ DTE จะส่งข้อมูลของตนผ่าน pin 2 (Transmitted
Data : TD) และ DCE ก็จะรับข้อมูลจากpin 2 ซึ่งแต่ละ DTE ที่เป็นฝ่ายรับจะรับข้อมูลผ่าน
pin 3 (Received Data : RD) ของ DCE เพื่อส่งผ่านไปยังpin 3 ของ DTE

  การสื่อสารจะเริ่มจากการใช้ pin 2 ในการส่งข้อมูลออกไปจาก DTE และ pin 3 ก็จะเป็นฝ่าย
รับ โดยมีอุปกรณ์ DCE ทาหน้าที่เป็นตัวกลางรับการเชื่อมต่อโดยตรงของสัญญาณและผ่านไปตามเซอร์
กิตต่างๆ ที่ได้กำหนดไว้

                    

  โดยทั่วไปเครื่องพีซีจะอ้างถึงสัญญาณ RTS (Request to Send) ถ้าพร้อมที่จะรับข้อมูล
และอุปกรณ์ DCE อย่างโมเด็ม ก็จะอ้างถึงสัญญาณ CTS (Clear to Send) เมื่อได้รับข้อมูล
ดังนั้นการเชื่อมต่อสาย RTS จาก DTE หนึ่งไปยัง CTS ของอีก DTE หนึ่ง จึงเป็นการจาลองให้เกิด
การตรวจสอบสัญญาณโต้ตอบ (Handshake) กันได้ โดยหากฝ่ายรับไม่พร้อม ก็จะไม่มีสัญญาณ
RTS ส่งออกมา

สำหรับซอฟต์แวร์ที่ใช้สำหรับการสื่อสาร เมื่อมีการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์สองเครื่องด้วยสายนัลโมเด็ม
ได้แก่ โปรแกรม laplink, Norton Commander และ FileVan

ข้อสังเกตประการหนึ่ง คือ สายเคเบิลที่ใช้เชื่อมต่อตามมาตรฐาน EIA-232 ในรูปแบบ DTE-DTE
หรือนัลโมเด็มนั้น คอนเน็กเตอร์ของปลายสายทั้งสองด้าน จะเป็นคอนเน็กเตอร์แบบตัวผู้ที่ใช้เสียบเข้า
กับพอร์ตขนานบนเครื่องพีซี

อินเตอร์เฟสความเร็วสูง (High speed Interface Protocol)

   คอมพิวเตอร์ในปัจจุบันได้มีการออกแบบให้สามารถรองรับอินเตอร์เฟสใหม่ๆ ที่มีความยืดหยุ่นสูง
รับส่งข้อมูลที่รวดเร็ว และสนับสนุนอุปกรณ์ต่างๆ มากมาย ไม่เฉพาะแต่โมเด็ม เช่น เครื่องสแกนเนอร์
กล้องวีดีโอดิจิตอล กล้องดิจิตอล โดยเชื่อมต่อผ่านพอร์ด FireWire และ USB

FireWire เป็นชื่อจดทะเบียนการค้าของบริษัทแอปเปิล

ที่พัฒนาขึ้นเมื่อปี ค.ศ. 1990 หรืออาจเรียกว่า i-Link โดย

FireWire เป็นอินเตอร์เฟสที่เป็นไปตามมาตรฐาน IEEE 1394 (High Performance
Serial Bus) และเป็นสายส่งข้อมูลดิจิตอลความเร็วสูงที่มีคอนเน็กเตอร์ทั้งแบบ 4 pin และ
6 pin

FireWire

   FireWire เป็นชื่อของบัสที่ใช้เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ภายนอกที่ส่งผ่านข้อมูลด้วยความเร็วสูง
ส่วนใหญ่นิยมนามาใช้งานกับกลุ่มอุปกรณ์ที่ต้องการอัตราการส่งผ่านข้อมูลความเร็วสูง เช่น กล้องดิจิ
ตอล กล้องวีดีโอ รวมถึงอุปกรณ์ที่นามาใช้เพื่อการสารองข้อมูลขนาดใหญ่ โดย FireWire จะสนับ
สนุนทั้งการเชื่อมต่อแบบอะซิงโครนัสและไอโซโครนัส และรับประกันความเร็วในการส่งผ่านข้อมูลใน
อัตราคงที่ ที่มีความเสถียรตั้งแต่เริ่มต้นถ่ายโอนข้อมูลจนกระทั่งจบกระบวนการ

                             

จากรูปคือสายภายในแบบ 6 pin ซึ่งประกอบด้วยสายสัญญาณ

6 เส้น โดยที่

-สายสัญญาณ Power จานวน 2 เส้น นำไปใช้งานสำหรับ

ส่งกำลังไฟฟ้าขนาด 8-40 โวลต์ ไปยังอุปกรณ์

-สายสัญญาณคู่ที่ 1 จะส่งข้อมูลสัญญาณบวก (Positive) เข้ารหัสแบบ NRZ-L

-สายสัญญาณคู่ที่ 2 จะส่งข้อมูลสัญญาณลบ (Negative) ที่เข้ารหัสแบบ NRZ-L

สายสัญญาณคู่แรกจะถูกนำไปใช้เพื่อการส่งข้อมูล ส่วนสายสัญญาณคู่ที่สองจะนำไปใช้สำหรับส่งสัญญา
ณนาฬิกาอย่างต่อเนื่องเพื่อลดโอกาสในการเกิดข้อผิดพลาด ซึ่งจะช่วยลดระดับสัญญาณรบกวนลงได้
และส่งผลต่อสัญญาณที่ส่งผ่านไปนั้นมีความรวดเร็ว และไม่มีข้อผิดพลาด

ระยะแรก FireWire ถูกนำมาใช้ในเครื่องแอปเปิลแมคอินทอช แต่ปัจจุบันอุปกรณ์พวกคอมพิวเตอร์
โน้ตบุค กล้องดิจิตอล ได้มีการนำพอร์ต FireWire มาใช้ โดยตามมาตรฐาน IEEE-1394a จะมี
อัตราความเร็วในการส่งผ่านข้อมูลที่ 400 Mbpsส่วน IEEE-1394b จะมีอัตราความเร็วในการส่งผ่าน
ข้อมูลที่ 800 Mbps และยังสามารถขยายอัตราความเร็วได้สูงสุดที่ 3.2Gbpsซึ่งสามารถนำไปใช้ใน
การตัดต่อวีดีโอ งานสตูดิโอ ที่สาคัญพอร์ต FireWire มีขนาดเล็ก ทำให้ไม่สิ้นเปลืองเนื้อที่ อีกทั้ง
ยังสนับสนุนคุณสมบัติ Plug and Play รวมถึง Hot Plug ที่สามารถถอดอุปกรณ์เพื่อยกเลิกการ
เชื่อมต่อได้ทันที ถึงแม้ว่าบัสยังคงทางานอยู่

USB (Universal Serial Bus)

  USB เป็นมาตรฐานใหม่สำหรับการเชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์กับโมเด็ม และอุปกรณ์ต่างๆ ซึ่ง
ปัจจุบันจะเป็นพอร์ต USB ทั้งสิ้น เช่น เมาส์ คีย์บอร์ด โดย USB เป็นอินเตอร์เฟสที่สร้างความสะ
ดวก และความยืดหยุ่นต่อผู้ใช้งาน และยังสนับสนุนการทำงานแบบ plug and play อีกด้วย

ในส่วนของสาย USB ที่ใช้เชื่อมต่อ จะมีหัวเสียบโฮสต์ (Host End) และหัวเสียบอุปกรณ์
(Device End) ซึ่งหัวเสียบทั้งสองจะมีรูปแบบคอนเน็กเตอร์ที่แตกต่างกัน

ข้อเสียของ USB คือ การรับส่งข้อมูลที่มีความเร็วต่า โดย USB เวอร์ชั่น 1.1 จะมีความเร็วในการ
ถ่ายโอนข้อมูลเพียง 12 Mbps แต่ปัจจุบัน USB เวอร์ชั่น 2.0 (High Speed USB) ได้พัฒนา
ความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลให้สูงขึ้น โดยความเร็วสูงสุดอยู่ที่ 480 Mbps และยังสามารถใช้งานร่วม
กับพอร์ต USB เวอร์ชั่น 1.1 ได้ด้วย

เมื่อเปรียบเทียบกับ FireWire ตามมาตรฐาน 1394a ที่มีความเร็ว 400 Mbps จะเห็นว่า Fire
Wire สามารถทำงานด้วยอัตราความเร็วเหนือกว่า เนื่องจากซอฟต์แวร์ต่างๆ ที่ใช้งานในปัจจุบันสามารถ
ดึงศักยภาพของ FireWire ออกมาใช้ได้เต็มประสิทธิภาพมากกว่า

ภายในสายเคเบิลของ USB จะประกอบด้วยสายสัญญาณจำนวน 4 เส้น โดยชื่อที่กำกับไว้ในสัญญาณ
แต่ละเส้นจะมีหน้าที่ดังต่อไปนี้

-GND คือ สายกราวด์

-VBUS คือ สายสัญญาณที่ส่งกาลังไฟฟ้าขนาด 5 โวลด์ไปยังอุปกรณ์

-D+ คือ สายส่งข้อมูลสัญญาณบวก (Positive) ที่มีการเข้ารหัสแบบ NRZ-L

-D-คือ สายส่งข้อมูลสัญญาณลบ (Negative) ที่มีการเข้ารหัสแบบ NRZ-Lพร้อมกับกาหนดระยะ
วัดของสัญญาณลบเพื่อลดการแทรกแซงของสัญญาณรบกวนและข้อผิดพลาด

                       

การอินเตอร์เฟสกับ DS1302  Real-time clock

วัตถุประสงค์    1. เพื่อให้เข้าใจถึงวิธีการอินเตอร์เฟสแบบ 3 Wire   2. เพื่อให้เข้าใจการทา
งานของ Real-timeclock 3. สามารถใช้งานไมโครคอนโทรลเลอร์ทางานร่วมกับ Real-time
clockโดยผ่านการอินเตอร์เฟสแบบ 3Wire ได้  

บทนำ  การทดลองนี้ได้แสดงวิธีการใช้งานไอซี Real-time clock เบอร์ DS1302 ซึ่งมีการอิน
เตอร์เฟสแบบ 3-Wire โดยผ่านการควบคุมของไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino

การทดลองที่ 1

1. ประกอบวงจรตามรูปที่ 1

 

             รูปที่ 1 การเชื่อมต่อ Arduino กับ Real-time clock DS1302

2. รัน Arduino แล้ว ให้ใช้เมนู File -> Examples มี DS1302 อยู่หรือไม่ ตามรูปที่ 2
ถ้ามีให้เลือกไฟล์ set_clock แล้วทาข้อ 6 แต่ถ้าไม่มีให้ทาข้อ 3 ถึงข้อ 5 ก่อน
3. ให้ไป download ไลบรารี่ DS1302 ชื่อ arduino-ds1302-master.zip มาจาก
https://github.com/msparks/arduino-ds1302    
4. ทาการ unzip ไฟล์ไปเก็บที่โฟลดเดอร์ย่อย libraries ซึ่งอยู่ในโฟลดเดอร์ Sketch
ของ Arduino ควร เปลี่ยนชื่อโฟลเดอร์เป็น DS1302 ด้วย

5. ปิดโปรแกรม Arduino แล้ว รัน Arduino อีกครั้ง คราวนี้จะมีไลบรารี DS1302 และตัวอย่าง
แล้วให้ ตรวจสอบตามข้อ 2 ใหม่ถ้ายังไม่มีให้ทาข้อ 5 ใหม่

                                   รูปที่ 2

6. เพื่อให้ตรงกับวงจรที่จะใช้ ให้แก้โปรแกรม บรรทัดที่เขียนคาสั่ง   
const int kCePin = 5;
// Chip Enable const int kIoPin = 6;
// Input/Output const int kSclkPin = 7;  
// Serial Clock เป็น const int kCePin = 8;
// Chip Enable const int kIoPin = 9;
// Input/Output   const int kSclkPin = 10;
// Serial Clock
ให้รันโปรแกรมตัวอย่าง DS18x20 ตามรูปที่ 1 และเปิด Serial Monitor จะได้ผลลัพธ์ตามรูป
ที่ 3

       

รูปที่ 3

การทดลองที่ 2

1. ให้ต่อวงจรตามรูปที่ 3 แล้วเขียนโปรแกรมแสดงวันที่และเวลาออกทาง LCD คล้ายตัวอย่างในรูป
ที่ 4  

รูปที่ 4 การแสดงค่าวันเวลาออกทาง LCD

โปรแกรม

#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <LiquidCrystal.h>

#include <DS1302.h>

LiquidCrystal lcd(2, 3, 4, 5, 6, 7);  // initialize the library with
the numbers of the interface pins

/* Set the appropriate digital I/O pin connections */

uint8_t CE_PIN   = 10;

uint8_t IO_PIN   = 9;

uint8_t SCLK_PIN = 8;

/* Create buffers */

char buf[50];

char day[10];

/* Create a DS1302 object */

DS1302 rtc(CE_PIN, IO_PIN, SCLK_PIN);

void print_time() {   

/* Get the current time and date from the chip */   

    Time t = rtc.time();

 /* Name the day of the week */   

memset(day, 0, sizeof(day));  /* clear day buffer */

switch (t.day) {     

case 1:       strcpy(day, "Sunday");   

break;

case 2:       strcpy(day, "Monday");     

break;  

case 3:       strcpy(day, "Tuesday");      

break;

case 4:       strcpy(day, "Wednesday");    

break;

case 5:       strcpy(day, "Thursday");     

break;     

case 6:       strcpy(day, "Friday");     

break;    

case 7:       strcpy(day, "Saturday");     

break;   }

 /* Format the time and date and insert into the temporary buffer */   
snprintf(buf, sizeof(buf), "%s %04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d",  

        day,    

        t.yr, t.mon, t.date,        

        t.hr, t.min, t.sec);

/* Print the formatted string to serial so we can see the time */

Serial.println(buf); }

void printtime2LCD() {

Time t = rtc.time();

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print(day);

lcd.print(" ");

lcd.print(t.yr);

lcd.print(" ");

lcd.print(t.mon);

lcd.print(" ");

lcd.print(t.date);

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print(t.hr);

lcd.print(" ");

lcd.print(t.min);

lcd.print(" ");

lcd.print(t.sec);    }

void setup()

{   

Serial.begin(9600);      

 lcd.begin(16, 2);  // set up the LCD's number of columns and rows:     

 lcd.print("Real time clock");  // Print a message to the LCD.

 /* Initialize a new chip by turning off write protection and
clearing the clock halt flag. These methods needn't always be called.
See the DS1302datasheet for details. */   
rtc.write_protect(false);

rtc.halt(false);

 /* Make a new time object to set the date and time */  
 /* Monday, Jan 13, 2014 at 13:30:37. */
Time t(2014, 1, 13, 13, 30, 37, 2);

 /* Set the time and date on the chip */  

rtc.time(t);   delay(1000); }

/* Loop and print the time every second */

void loop() {

 print_time();

 printtime2LCD();

 delay(1000);

}

งานมอบหมาย

ให้เขียนโปรแกรมเพื่อท าเป็นนาฬิกาที่บอกได้ทั้งเวลาและวันที่  และสามารถตั้งเวลาได้โดยใช้
โปรแกรม Processing (ออกแบบรูปให้สวยงาน)