示意圖

UART到盒式磁帶接口如何工作？

要將數據保存到磁帶上，我們必須轉換我們的串行數據（來自UART）到磁帶盒驅動器可以記錄的音頻信號。考慮到磁帶的頻率范圍充其量是非常糟糕的，我們將不得不使用低頻音頻音調。由于電路的設計考慮了簡單性，我們將使用單音系統，其中音調的存在代表1位而沒有音調代表0位。其他磁帶系統使用頻率鍵移位，其中頻率變化代表數據，但包含更復雜的電路（如帶通濾波器等）。

第一步我們將記錄數據，這是通過一個555非穩態電路（IC1）和一個單位增益緩沖器（U1A）完成的。當UART輸入為高電平時，555的復位引腳也為高電平，這導致555產生大約4kHz的方波。當輸入為低電平時，555的復位也很低，這可以防止555振蕩，從而不會產生音調。然后通過U1A緩沖該音調以改善輸出阻抗，然后將其饋入旁路電容器以產生振蕩大約0V的音調，而不是具有正偏移。然后，該旁路信號直接連接到盒式磁帶錄音機的輸入端，因此，當串行數據被發送到該電路時，它將導致數據編碼的音調被記錄到磁帶上。

第二步是讀取我們保存到磁帶上的數據。這是通過兩個電路實現的：施密特觸發器和555單穩態電路。如果從磁帶檢測到大信號（即，我們記錄的音調的聲音），則施密特觸發器用于產生輸出，如果沒有檢測到音調（即，來自我們的數據的0），則沒有輸出。唯一的問題是，當有音時，施密特觸發器將以與輸入音調（4kHz）相同的速率打開和關閉。因此，我們必須使用一個在檢測到快速音調時保持打開的電路。這是monostable的用武之地（IC3）。但這不是你普通的單穩態;這個單穩態是一個可以重新觸發的！ monostable被設計為在觸發時保持300us，但如果555在打開狀態期間被重新觸發，它將不會重新啟動單穩態。這就是Q1的功能 - 使電容器C8放電，該電容器C8直接負責單穩態導通。因此，到555單穩態電路的重復信號（即音調）將導致單穩態保持開啟直到沒有進一步的觸發。結果是輸出與輸入的原始UART信號相匹配。

當UART的波特率為300時，電路效果最佳，并且非常可靠。 RV1是一個調節輸出信號強度的電位計，而RV2將調節施密特觸發器的觸發電平。如果您正在努力讀取數據，RV2是需要考慮的因素，但如果配置正確，則該電路非常準確，幾乎沒有丟失的位。波特率可以增加，但這需要更高的頻率音調和更快的單穩態。單穩時間略長于音調時間，以確保單穩態在重復觸發之間保持不變。

構造

像我的大多數電路一樣，一個是由所有通孔部件制成的;上班很容易。該項目可以使用許多技術構建，包括面包板，條板和PCB。就個人而言，為方便起見，我在這個項目中使用了PCB，并且附有PCB文件（包括CNC代碼），因此你也可以構建這個PCB！

酷想法

我想嘗試的一個想法是將其用作調制解調器。如果構建其中兩個，一側連接到一部電話而另一側連接到第二部電話，理論上，您應該能夠通過電話線傳輸數據。電話信號質量差可能不允許這樣，但如果它有效，你基本上可以設計自己的互聯網系統和協議！