Proteus 1001: Virtual Terminal ve COMPIM Elemanını Kullanarak Seri İletişim

Bu içeriğimizde Proteus Virtual Terminal kullanımını inceliyoruz. Bildiğimiz gibi elektronik, kendi içinde dallara ayrılan başlı başına bir alandır. İçinde çok farklı konular bulunur ve bu konular birbirleriyle, hatta farklı disiplinlerle bağlantılıdır. Şu ana kadar Proteus üzerinden birçok içerik ürettik, ISIS programının nasıl çalıştığını öğrendik ve kendi devrelerimizi kurup simülasyonlarını yaptık. Elde edilen verileri değerlendirerek bir sonraki adımları da daha sağlam planlayabildik. Buraya kadar her şey güzel; ancak önemli bir noktayı eksik bırakmış olabiliriz.

Kendi devremizi kurduk, birden fazla cihazın kurulumunu da tamamladık. Peki bu cihazları kurulumdan sonra bir arada, birbirleriyle iletişim halinde kullanmak istersek bu süreci nasıl yöneteceğiz? Aslında bu konu, devre kurulumunun yanında ayrı bir uzmanlık alanıdır; çünkü kendi içinde yeni kavramlar ve yapılar barındırır. Gelin birlikte inceleyelim.

Veri Aktarımı

İletişim türleri temelde ikiye ayrılır: analog ve sayısal iletişim. Her iki yöntemin de kendine özgü avantajları vardır. Analog iletişim tarihsel olarak daha eski olsa da günümüzde birçok uygulamada sayısal iletişim tercih edilir. Bu yazıda odak noktamız sayısal iletişim olduğu için, bu tarafı biraz daha detaylandıracağız.

Sayısal İletişim

Dijital sinyaller, hepimizin bildiği gibi ikilik sayı sistemi (0 ve 1) ile uygun gerilim uygulanarak aktarılmaktadır. Bildiğimiz gibi analog iletişimde sinyal belirli zaman aralığının tamamında aktarılmaktadır. Bu sayede iletişim gerçekleşmektedir. Fakat dijitalde durum böyle değildir. Sayısal iletişimde sinyal, belirli zaman aralıklarının sadece belirlenen zaman dilimlerinde uygun gerilim verilerek taşınmaktadır. Tabii ki sayısal iletişimin maliyeti analogdan çok daha yüksektir. Analog iletişimde bant genişliği az olduğu için çok yüksek frekans aralıklarında iletişim yapmak pek mümkün olmamaktadır. Fakat sayısal iletişimde bant genişliğini, çalışmak istediğiniz frekans aralıklarına göre istediğiniz bant genişliğine ayarlamanız mümkündür. Üstüne üstlük yüksek frekans aralıklarında da çalışma fırsatı sunmaktadır. Bu durum ise onun maliyetinin artmasına sebep olan ana maddelerden biridir.

Sayısal İletişim Özellikleri

• Maliyeti Yüksektir
• Bozulmalara karşı olan duyarlılığı azdır. Bu sebepten dolayı veri kaybı az olmaktadır.
• Kolayca şifrelenebilmektedirler. Bu yüzden veri iletimi güvenle gerçekleşebilmektedir.

Bunlar birkaç önemli özelliklerinden bazılarıdır.

Veri Aktarım Yöntemleri

En başta da bahsettiğimiz gibi veri iletimini sağlamanın birden fazla yolu vardır. Genel çerçevede ise veriyi aktarmanın iki temel yöntemi bulunur: paralel iletim ve seri iletim. Her iki yöntemin de kendi içinde avantajları ve dezavantajları vardır.

Paralel İletim

Herkesin bildiği gibi günümüzde dijital cihazlarda bilgiler, ikilik sayı (0, 1) sisteminde saklanmaktadır ve bu ifadelerin her birine bit denir. Bu sebepten dolayı n bitlik bir veri aktarımı yaparken, n adet veri yoluna ihtiyaç vardır. Buna ek olarak bir adet clock (saat) hattına ihtiyaç vardır.  Paralel İletim, paralel kanallar üzerinden n bit’e sahip verilerin her bir bit’inin ayrı bir iletim yolunda aktarılmasına denir. Hızlı gerçekleşir ve seri iletime göre daha basittir. Ancak fazla bit’li verilerde maliyet artmaktadır.

Seri Haberleşme

Seri iletimde, adından da anlaşılacağı üzere verinin bitleri tek bir veri yolu üzerinden art arda gönderilir. Genellikle ilk gönderilen bit LSB (least significant bit), son gönderilen bit ise MSB (most significant bit) olarak ifade edilir. Veri tek hat üzerinden aktarıldığı için gönderim zamana yayılır. Seri haberleşme, saat (clock) hattının olup olmamasına göre ikiye ayrılır: harici saat hattı yoksa asenkron, varsa senkron iletişimden söz edilir. Senkron yapıda alıcı ve verici saat açısından uyumlu çalışmalıdır; asenkron yapıda ise ortak clock hattı olmadan iletişim kurulur. Bu başlık tek başına detaylı bir konu olduğu için burada temel çerçeveyi bırakalım.

Seri Haberleşme Protokolleri hakkında bir yazı paylaşmıştık. Orada konuyu çok daha detaylı anlattık; isterseniz önce o içeriği inceleyip sonra bu yazıya devam edebilirsiniz.

Virtual Terminal(sanal terminal) Nedir?

Türkçe karşılık olarak sanal terminal anlamına gelmektedir. Vterm cihazı seri iletişim arabirimidir. Simülasyon sırasında klavye kanalı ile seri data üretebilir. RS232 asenkron formatına uygun data alabilir, verebilir ve hatta aldığı ve verdiği datayı istenilen formata (ASCII veya HEX) olarak gösterebilir. Gönderilmekte olan lojik sinyal, seri olarak TXD pini üzerinden verilmektedir. RXD pinine uygulanan bu seri sinyal ise ASCII kod yapısına göre uygun karakter biçimine dönüştürülmektedir. Kendi içinde bir sürü önemli özelliği mevcuttur. Bunlardan birkaçı ise;

• ASCII data formatına uygun çift yönlü seri iletişim yapabilmektedir.
• Seri data almak için RXD pini kullanılmaktadır.
• Seri data vermek için TXD pini kullanılmaktadır.
• İletişim hızı, 300 baud’dan 115200 baud’a kadar olmaktadır.
• İki adet donanımsal el sıkışma (handshake) pini vardır. Bu pinler RTS ve CTS pinleridir.
• 7 veya 8 data pini tanımlanabilir.

Bunlar gibi bir sürü özelliği mevcuttur.

Simülasyonu başlattığınızda karşınıza Virtual Terminal ekranı gelmektedir. Bu ekran üzerinden seri haberleşmeyi gerçekleştireceğiz. Sağ tık yaptığınızda bazı belli başlı ayarlar gözükmektedir. Bunlardan kısaca bahsetmek istiyorum.

Clear Screen: Virtual Terminal ekranını temizlemek için kullanılmaktadır.

Pause: Vterm cihazının veri iletişiminin gösterimini durdurmak için kullanılmaktadır. Fakat bu haberleşmenin durduğu anlamına gelmez. Sadece iletişim esnasında verileri ekranda göstermeyi kapatmış olursunuz.

Copy: Ekrandaki bilgileri Windows panosuna kopyalamayı sağlar.

Paste: Kopyalanan veriyi yapıştırmayı sağlar.

Echo Typed Character: Bu kutucuk onaylı olmadığı durumlarda, klavye kanalı aracılığı ile girilen veriler ekranda gözükmemektedir.

Hex Display Mode: Bu kutucuğu onaylarsanız verilerinizi hexadecimal modda görüntüleyebilirsiniz. Eğer onayı kaldırırsanız, veri ASCII modunda gözükecektir.

Set Font: Yazı tipi ayarlamaları buradan yapılmaktadır.

COMPIM Nedir?

COMPIM elemanımız, PC seri Port modelidir. PC seri portunun sahip olduğu bütün özelliklere sahiptir. Hatta fiziksel ve interaktif simülasyona izin vermektedir. Bu komponenti kullanarak ISIS programı üzerinden RS232 standardında iletişim sağlayan bütün devrelerin simülasyonu yapılabilmektedir.

Uygulama

Bugünkü uygulamada sizlerle birlikte hem Virtual Terminal hem de COMPIM kullanarak seri haberleşme testi yapacağız.

Bu işleme geçmeden önce modeminizin hangi COM portuna yerleştiğini bulmanız gerekir. Bunu yapmak için Denetim Masası’nı kullanabilirsiniz. İsterseniz Virtual Serial Port Driver gibi araçlarla da aynı kontrolü gerçekleştirebilirsiniz.

COMPIM uygulamasına gelip CTRL+E yaparsanız ayarlar menüsüne geleceksinizdir. Oradan fiziksel port seçeneğini bağlı portunuza göre ayarlamanız gerekmektedir.  Unutmamanız gereken bir diğer şey ise iki cihazın birbiri ile aynı Baud Rate değerlerine sahip olmasıdır.

Artık simülasyonu başlatabilir ve terminale istediğinizi yazabilirsiniz. Daha karmaşık devrelerde de aynı temel yaklaşımı kullanarak veri iletişimini test edebilirsiniz. Bu yazıda hem temel mantığı gördük hem de küçük bir uygulama gerçekleştirdik; ilerleyen içeriklerde daha kapsamlı örneklere geçeceğiz.

Uygulamada Sık Yapılan Hatalar ve Kısa Kontrol Listesi

Seri haberleşme testlerinde en sık karşılaşılan sorunlar genellikle baud rate uyuşmazlığı, yanlış COM portu seçimi ve TX/RX hatlarının ters bağlanmasıdır. Simülasyonda her şey doğru görünse bile bu üç başlık kontrol edilmeden sağlıklı sonuç almak zordur.

Özellikle Proteus üzerinde çalışırken, terminal ayarlarının ASCII/HEX görünümüne göre yanlış yorumlanması da sık görülür. Bu yüzden test adımlarını standart bir sırada ilerletmek, hem hata ayıklamayı hızlandırır hem de devrenin gerçek davranışını daha doğru analiz etmenizi sağlar.

• COMPIM ve Virtual Terminal tarafında baud rate, data bit ve parity ayarlarını eşleştirin.
• Doğru COM portunun seçili olduğunu, işletim sistemi üzerinden tekrar doğrulayın.
• TX-RX hatlarını çapraz kontrol edin; gerekiyorsa pin diyagramı üzerinden yeniden eşleyin.
• Terminalde ASCII/HEX modunu senaryoya göre seçip çıktıyı aynı formatta değerlendirin.

Resmi Proteus sayfasına buradan ulaşabilirsiniz.