如何构建一个简单的UART到磁带接口

示意图

UART到盒式磁带接口如何工作？

要将数据保存到磁带上，我们必须转换我们的串行数据（来自UART）到磁带盒驱动器可以记录的音频信号。考虑到磁带的频率范围充其量是非常糟糕的，我们将不得不使用低频音频音调。由于电路的设计考虑了简单性，我们将使用单音系统，其中音调的存在代表1位而没有音调代表0位。其他磁带系统使用频率键移位，其中频率变化代表数据，但包含更复杂的电路（如带通滤波器等）。

第一步我们将记录数据，这是通过一个555非稳态电路（IC1）和一个单位增益缓冲器（U1A）完成的。当UART输入为高电平时，555的复位引脚也为高电平，这导致555产生大约4kHz的方波。当输入为低电平时，555的复位也很低，这可以防止555振荡，从而不会产生音调。然后通过U1A缓冲该音调以改善输出阻抗，然后将其馈入旁路电容器以产生振荡大约0V的音调，而不是具有正偏移。然后，该旁路信号直接连接到盒式磁带录音机的输入端，因此，当串行数据被发送到该电路时，它将导致数据编码的音调被记录到磁带上。

第二步是读取我们保存到磁带上的数据。这是通过两个电路实现的：施密特触发器和555单稳态电路。如果从磁带检测到大信号（即，我们记录的音调的声音），则施密特触发器用于产生输出，如果没有检测到音调（即，来自我们的数据的0），则没有输出。唯一的问题是，当有音时，施密特触发器将以与输入音调（4kHz）相同的速率打开和关闭。因此，我们必须使用一个在检测到快速音调时保持打开的电路。这是monostable的用武之地（IC3）。但这不是你普通的单稳态;这个单稳态是一个可以重新触发的！ monostable被设计为在触发时保持300us，但如果555在打开状态期间被重新触发，它将不会重新启动单稳态。这就是Q1的功能 - 使电容器C8放电，该电容器C8直接负责单稳态导通。因此，到555单稳态电路的重复信号（即音调）将导致单稳态保持开启直到没有进一步的触发。结果是输出与输入的原始UART信号相匹配。

当UART的波特率为300时，电路效果最佳，并且非常可靠。 RV1是一个调节输出信号强度的电位计，而RV2将调节施密特触发器的触发电平。如果您正在努力读取数据，RV2是需要考虑的因素，但如果配置正确，则该电路非常准确，几乎没有丢失的位。波特率可以增加，但这需要更高的频率音调和更快的单稳态。单稳时间略长于音调时间，以确保单稳态在重复触发之间保持不变。

构造

像我的大多数电路一样，一个是由所有通孔部件制成的;上班很容易。该项目可以使用许多技术构建，包括面包板，条板和PCB。就个人而言，为方便起见，我在这个项目中使用了PCB，并且附有PCB文件（包括CNC代码），因此你也可以构建这个PCB！

酷想法

我想尝试的一个想法是将其用作调制解调器。如果构建其中两个，一侧连接到一部电话而另一侧连接到第二部电话，理论上，您应该能够通过电话线传输数据。电话信号质量差可能不允许这样，但如果它有效，你基本上可以设计自己的互联网系统和协议！