Usb схема – Распиновка USB и micro-USB — РАДИОСХЕМЫ

Содержание

Распиновка USB разъемов

«Юному радиолюбителю»

Немного истории появления USB

Разработка универсальной последовательной шины или USB началась в 1994 году американским инженером индийского происхождения компании Intel Аджай Бхаттом и руководимым им подразделением из специалистов ведущих компьютерных компаний под названием USB-IF (USB Implementers Forum, Inc). В компанию разработчиков порта вошли представители Intel, Compaq, Microsoft, Apple, LSI и Hewlett-Packard. Перед разработчиками стояла задача изобрести универсальный для большинства устройств порт, работающий по принципу Plug&Play (Соедини и Играй), когда устройство после подключения к компьютеру либо начинало работать сразу, либо запускалось после установки необходимого программного обеспечения (драйверов). Новый принцип должен заменить LPT и COM порт, при этом скорость передачи данных должна быть не ниже 115 кбит/с. Кроме того, порт должен был быть параллельным, для организации подключения к нему нескольких источников, а так же позволять использовать подключение устройств на «горячую» без выключения или перезагрузки ПЭВМ.

Первый непромышленный образец USB порта под кодовым индексом 1.0 с возможностью передачи данных до 12 мбит/с. был представлен в конце 1995 – начале 1996 годов. В середине 1998 года порт был доработан автоматическим поддержанием скорости для стабильного соединения и мог работать на скорости 1,5 мбит/с. Его модификация стала USB 1.1. Начиная с середины 1997 года, были выпущены первые материнские платы и устройства с этим разъемом. В 2000 году появился USB 2.0, поддерживающий скорость 480 мбит/сек. Основной принцип разработки – возможность подключения к порту старых устройств на основе USB 1.1. В это же время появляется первая флешка на 8 мегабайт под этот порт. 2008 год с доработками контроллера USB по скорости и мощности ознаменовался выходом 3-й версии порта, с поддержкой передачи данных на скорости до 4,8 Гбит/сек.

Основные понятия и сокращения, применяемые при распиновке USB разъемов

VCC (Voltage at the Common Collector) или Vbus – контакт положительного потенциала источника питания. Для USB устройств составляет +5 Вольт. В радиоэлектрических схемах данная аббревиатура соответствует напряжению питания биполярных NPN и PNP транзисторов.

GND (Ground) или GND_DRAIN – минусовой контакт питания. В аппаратуре (в том числе и материнских платах) соединен с корпусом для защиты от статического электричества и источника внешних электромагнитных помех.

D- (Data -) — информационный контакт с нулевым потенциалом, относительно которого происходит передача данных.

D+ (Data +) – информационный контакт с логической «1», необходимый для передачи данных от хоста (ПЭВМ) к устройству и наоборот. Физически, процесс представляет собой передачу положительных прямоугольных импульсов разной скважности и амплитудой
+5 Вольт.

Male – штекер разъема USB, в народе именуемый, как «папа».

Female – гнездо разъема USB или «мама».

Series A, Series B, mini USB, micro-A, micro-B, USB 3.0 – различные модификации разъемов USB устройств.

RX (receive) – прием данных.

TX (transmit) – передача данных.

-StdA_SSRX – отрицательный контакт для приема данных в USB 3.0 в режиме SuperSpeed.

+StdA_SSRX – положительный контакт для приема данных в USB 3.0 в режиме SuperSpeed.

-StdA_SSTX – отрицательный контакт для передачи данных в USB 3.0 в режиме SuperSpeed.

+StdA_SSTX – положительный контакт для передачи данных в USB 3.0 в режиме SuperSpeed.

DPWR – разъем дополнительного питания для устройств USB 3.0.

Распиновка USB разъема

Для спецификаций 1.x и 2.0 распиновкаUSB разъема идентична.

Как видим из рисунка на 1 и 4 ноге присутствует напряжение питания периферии подключаемого устройства, а по контактам 2 и 3 происходит передача информационных данных. В случае использования пятиконтакного разъема micro-USB, то следует руководствоваться следующим рисунком.

Как видим, использование 4 вывода в стандартной спецификации не предусмотрено. Однако, иногда 4 контакт применяется для подачи положительного питания на устройство. Чаще всего, это энергоемкие потребители с током, стремящимся к предельно допустимому для разъема USB 2.0, о чем будет сказано ниже. Согласно стандарту, каждый провод имеет свой цвет. Так плюсовой контакт питания соединен красным проводом, минусовой – черным, сигнал data- идет по белому, а положительный информационный сигнал data+ по зеленому. Кроме того, для защиты устройств от внешнего влияния качественные кабеля используют экранирование металлических частей разъемов посредством замыкания внешней металлизированной оплетки кабеля на корпус. Другими словами, экран кабеля может соединяться с минусом питания разъема (но это условие не обязательное). Использование экрана позволяет улучшить стабильность передачи данных, увеличить скорость и применить большую длину кабеля к устройству.

В случае применения micro-USB – OTG кабеля к планшету, 4-й неиспользуемый контакт соединяется с минусовым проводом. Схема кабеля наглядно представлена рисунком с 4pda.ru. В данном случае категорически запрещено подавать положительное питание на 4-й контакт разъема, что влечет за собой выход из строя либо контроллера USB порта, либо поломку контроллера OTG!

Что касается спецификации USB 2.0 разъема, то ниже представлена таблица основных характеристик.

Режим Скорость обмена Максимальный ток Амплитуда импульсов по шине Data+ и Data-
Низкоскоростной режим с малым потреблением тока (low speed) 1,5 Mb/s(192 KB/s) 100 mA 4.40V – 5.25V
Высокоскоростной режим с малым потреблением тока (Full speed) 12 Mb/s (1,5 MB/s) 100 mA 4.40V – 5.25V
Высокоскоростной режим с большим потреблением тока (High speed) 480 Mb/s (60 MB/s) 500 mA 4.75V – 5.25V
Значение тока в автономном режиме, mA 100 mA
Работа на холостом ходу (без подключения устройств) 500uA

Так же спецификация указывает, что для фильтрации полезного сигнала максимальная емкость между информационной шиной Data и отрицательным контактом питания (массой) допускается применение емкости номиналом до 10uF (минимум 1uF). Больше номинал конденсатора использовать не рекомендуется, поскольку на скоростях, близких к максимальным, происходит затягивание фронтов импульсов, что приводит к потере скоростных характеристик USB порта.

При подключении внешних разъемов USB портов к материнской плате стоит особое внимание уделить к правильности соединения проводов, поскольку не так страшно перепутать информационные сигналы Data – и Data+, сколько опасно поменять местами питающие провода. В этом случае из опыта ремонта электронного оборудования чаще приходит в негодность подключаемое устройство! Схему соединений необходимо смотреть в инструкции к материнской плате.

Остается добавить, что для реализации кабелей подключаемых устройств разъема USB 2.0 утвержден стандарт сечений каждого провода в шнуре.

AWG Максимальная длина Диаметр, мм. Сечение , мм2
28 0,81 м. 0,321 0,081
26 1,31 м. 0,405 0,128
24 2,08 м. 0,511 0,205
22 3,33 м. 0,644 0,325
20 5,00 м. 0,812 0,517

В качестве AWG выступает американская система маркировки сечения провода.

Теперь перейдем к рассмотрению порта USB 3.0

Вторым названием USB 3.0 порта есть USB Super Speed, за счет возросшей скорости передачи данных до 5 Гб/сек. Для увеличения скоростных показателей инженеры применили полнодуплексную (двупроводную) передачу, как отправленных данных, так и принимаемых. За счет этого в разъеме появилось 4 дополнительных контакта -/+ StdA_SSRX и -/+StdA_SSTX. Кроме того, возросшие скорости потребовали применения нового типа контроллера с большим энергопотреблением, что привело к необходимости использования дополнительных контактов питания в USB 3.0 разъеме (DPWR и DGND). Новый тип разъема стал именоваться, как USB Powered B. В отступлении скажем, что первые китайские флешки под этот разъем были выполнены в корпусах без учета тепловых характеристик их контроллеров и, как результат, сильно грелись и выходили из строя.

Практическая реализация USB 3.0 порта позволила достигнуть скорости обмена данными на уровне 380Мбайт/cек. Для сравнения порт SATA II (подключение жестких дисков) способен передавать данные на скорости 250Мбайт/cек. Применение дополнительного питания позволило использовать на гнезде устройства с максимальным потреблением тока до 900mA. Так может подключиться либо одно устройство, либо до 6 гаджетов с потреблением по 150mA. При этом минимальное напряжение работы подключаемого устройства может снижаться до 4V. В следствие увеличения мощности разъема инженерам пришлось ограничить длину USB 3.0 кабеля до 3м., что является несомненным минусом данного порта. Ниже мы приводим стандартную спецификацию порта USB 3.0

Режим Скорость обмена Максимальный ток Амплитуда импульсов по шине Data+ и Data-
Высокоскоростной режим
(Super speed)
4,8 Gb/s
(600 MB/s)
900 mA 4.00V – 5.25V
Значение тока в автономном режиме, mA 150 mA
Работа на холостом ходу (без подключения устройств) 2.5mA

Распиновка USB 3.0 разъема выглядит следующим образом:

№ конт. Назначение Цвет провода
1 Vbus Красный
2 D- Белый
3 D+ Зеленый
4 GND Черный
5 StdA_SSTX- Голубой
6 StdA_SSTX+ Желтый
7 GND_DRAIN Масса
8 StdA_SSRX- Сиреневый
9 StdA_SSRX+ Оранжевый
Shell Экранирование Экран
№ конт. Назначение Цвет провода
1 Vbus Красный
2 D- Белый
3 D+ Зеленый
4 GND Черный
5 StdA_SSTX- Сиреневый
6 StdA_SSTX+ Желтый
7 GND_DRAIN Масса
8 StdA_SSRX- Сиреневый
9 StdA_SSRX+ Оранжевый
10 DPWR Красный
Shell Экранирование Экран
11 ЭGND_D Масса питания
№ конт. Назначение Цвет провода
1 Vbus Красный
2 D- Белый
3 D+ Зеленый
4 ID Не используется
5 GND Черный
6 StdA_SSTX- Голубой
7 StdA_SSTX+ Желтый
8 GND_D Масса питания
9 StdA_SSRX- Сиреневый
10 StdA_SSRX+ Оранжевый
Shell Экранирование Экран

Полной программной поддержкой спецификации USB 3.0 обладает операционная система начиная с Windows 8, MacBook Air и MacBook Pro последних версий и Linux с версии ядра 2.6.31. За счет применения в разъеме USB 3.0 Powered-B двух дополнительных контактов питания, возможно подключение устройств с нагрузочной способностью до 1А.

elektronika-muk.ru

Распиновка USB на материнской плате: что, где и как

Большинство современных периферийных устройств подключается по универсальной последовательной шине. Поэтому распиновка USB на материнской плате играет очень важную роль в работе современного компьютера. Существует два способа установки таких разъемов. Первый – это монтаж непосредственно на плате. При этом он выводится на тыльную сторону и сразу готов к работе. Но к нему не всегда удобно подключаться — и поэтому разработали другой способ. Суть его заключается в подготовленном посадочном месте на главной плате ПК, к которому присоединяются провода от лицевой панели. А на ней и расположен разъем.

В состав одного универсального последовательного порта стандарта USB 2.0 входит 4 контакта. Первый из них обозначается «+5В». С его помощью обеспечивается подача питания на периферийное устройство. Второй и третий – это контакты, по которым передается информация. Они обозначаются соответственно «DATA-» (минус передачи данных) и «DATA+» (плюс передачи данных). Последний, 4-й, в который входит распиновка USB на материнской плате, это «GND» — подача земли. В соответствии с принятыми на сегодняшний день стандартами они обозначаются следующими цветами: питание – красный, «DATA-» — белый, «DATA+» — зеленый, и «GND» — черный.

Подобные интерфейсные подключения делаются попарно, поэтому на плате на одной контактной группе находится сразу 2 разъема стандарта USB. Распайка состоит из 9 контактов: 4 — на один разъем, 4 — на другой, а два последних играют роль так называемого ключа. На одном месте установлен штырек, а в другом его нет. Так сделано, чтобы невозможно было их перепутать и чтобы правильно выполнить подключение. Аналогичным образом выполнен и штуцер от лицевой панели. Поэтому при подключении первый на второй должен установиться без проблем. Если этого не происходит, то нужно посмотреть, правильно ли вы все делаете.

В последнее время все большую популярность приобретает 3-я версия стандарта USB. Распиновка на материнской плате его значительно отличается, поскольку используется значительно больше проводов для передачи информации. Их в таком исполнении всего 9. Кроме приведенных ранее 4, добавляются 2 пары «Superspeed» + и 2 пары того же вида, но только с минусом, а также «GND Drain» – дополнительная земля. Именно большее количество проводов и позволяет увеличить скорость передачи данных. Провода у них по цвету соответственно обозначаются синий, фиолетовый – минус, желтый, оранжевый – плюс, и еще один черный – дополнительное заземление. Поскольку увеличивается количество проводов, то и распиновка USB на материнской плате увеличивается прямо пропорционально. Для такого стандарта уже используется 19 контактов. Один из них — ключ, и его назначение – это обеспечение правильности подключения.

С помощью универсальной последовательной шины подключаются к современным компьютерам и ноутбукам великое множество различных устройств. Принтер, сканер, МФУ, флеш-накопители, клавиатура, мышь и прочие приспособления, которые значительно расширяют возможности ПК, – все это соединяется с компом именно по такому интерфейсу. Не всегда удобно подключаться к тыльной стороне компьютера, да и количества интегрированных разъемов может не хватить. Именно для решения такой проблемы и сделана распиновка USB на материнской плате, которая позволяет значительно увеличить количество портов.

fb.ru

Переходник COM — USB | joyta.ru

В данной статье приведена подборка схем, позволяющая собрать несложное, но крайне  полезное устройство: переходник  Com USB.

Последовательный порт (RS-232), или как еще его называют COM-порт, предназначен для обмена информацией между компьютером и периферийными устройствами.  Последовательным его назвали  потому,  что обмен данными по нему происходит  бит за битом по одному.

Первоначально COM порт предназначался для соединения модема с компьютером. В дальнейшем к нему стали  подключать мышь, сканер прочую периферию. Так же имеется возможность с помощью COM порта организовать прямое соединение двух компьютеров.

На сегодняшний день подавляющее большинство компьютеров не оснащаются  RS-232 разъемом, поскольку широкое распространение получил стандарт USB.  Но еще существуют многого внешних устройств работающих только с COM портом (различные программаторы, диагностическое оборудование, ресиверы и пр.). Выходом из данной ситуации является использование устройства переходник COM-USB. Ниже приведем несколько вариантов наиболее популярных схем данного  переходника.

Полноценный переходник — COM адаптер для USB порта

на микросхеме FT8U232BM

Основа данной схемы является микросхема FT8U232BM — производителя FIDI Ltd. Устройство построенное по данной схеме поддерживает все сигнальные уровни (DCD, RX, TX, DTR, GND, DSR, RTS, CTS, RI) согласно распиновки COM порта.

Для согласования TTL уровней RS232 интерфейса с уровнями микросхемы FT8U232BM используются две микросхемы 74НС00. Микросхема памяти 93С46 предназначена для  хранения персонального номера (PID), код изготовителя (VID), а так же  заводской номер устройства. Данную микросхему можно и не устанавливать. В этом случае к компьютеру возможно будет подключить всего лишь 1 создающее виртуальный COM-порт устройство. Микросхему памяти AT93С46 возможно заменить на  AT93C66, AT93C56.  Прошивается 93С46 непосредственно на плате при помощи фирменной утилиты производителя FTDI.

Скачать datasheet FT8U232BM (1,4 Mb, скачано: 2 202)

Скачать драйвер для FT8U232BM (1,7 Mb, скачано: 1 914)

Упрощенный вариант на FT8U232BM

Это схема упрощенного USB-COM адаптера, который поддерживает только сигнальные линии RX, TX, RTS, CTS RS232 интерфейса. Для согласования уровней com порта с цифровыми уровнями  FT8U232BM в схему добавлена микросхема MAX232.

Схема переходника для COM с USB на PL2303

Следующая схема построена на микросхеме PL2303HX, которая является преобразователем интерфейса USB в RS232. Производитель PL2303HX — Тайваньская фирма Prolific. В данной схеме также используется приемо-передатчик MAX232, преобразующий сигналы  RX, TX.

Для правильной работы необходимо установить драйвер для виртуального COM-порта. Для этого скачиваем и устанавливаем драйвер по нижеприведенной ссылке.

Скачать драйвер для PL2303HX (3,5 Mb, скачано: 2 579)

Затем настраиваем виртуальный порт: выставляем в окошке «управление потоком» — НЕТ. Затем выбираем свободный номер порта.

USB — COM переходник на микроконтроллере Attiny2313

Питание микроконтроллера Attiny2313 осуществляется непосредственно от шины питания USB. Вся схема собрана на односторонней плате (SMD и ТН варианты). Устройство поддерживает только сигналы Rx и Tx.

Прошивку к переходнику, рисунок печатной платы (SMD и TH), а также программу терминал для проверки адаптера можно скачать по ниже приведенной ссылке:

Скачать файлы для USB переходника (1,4 Mb, скачано: 2 526)

При программировании Attiny2313, фьюзы необходимо выставить следующим образом:

Для работы устройства необходимо установить драйвер виртуального  COM  порта. Для этого скачиваем его:

Скачать драйвер (1,1 Mb, скачано: 2 714)

Теперь вставляем в USB порт компьютера наш адаптер, компьютер должен выдать сообщение «Найдено новое устройство», а затем предложит установить для него драйвер. Выбираем пункт «Установить с указанного места» и нажимаем на кнопку «Далее». Затем в новом окне выбираем путь к папке скаченного и распакованного драйвера и опять жмем кнопку «Далее». Спустя несколько секунд драйвер будет установлен и устройство будет готово к работе.

Для проверки работоспособности устройства, временно замыкаем Rx и Tx выводы и с программы терминала, так же находящегося в архиве, выставляем номер COM порта и отправляем любое сообщение. Для этого пишем например «Привет» и нажимаем кнопку «Send». Если переходник рабочий, то написанное сообщение появится в верхнем окне программы.

Переходник COM-USB на микроконтроллере Atmega8

Еще одна схема COM-USB адаптера теперь уже на микроконтроллере Atmega8 (Atmega48, Atmega88). Схема обеспечивает обработку Rx, Tx, DTR, RTS, CTS сигналов RS232 интерфейса. Драйвер виртуального порта для этой схемы такой же как и для переходника на attiny2313.

Прошивку для atmega8/48/88 и рисунок печатной  платы можно скачать по следующей ссылке:

Скачать файлы для USB — Com на Atmega8 (1,5 Mb, скачано: 3 994)

Фьюзы при программировании  для atmega8/48/88:

 

www.joyta.ru

Что представляет собой распиновка USB

Универсальная USB-шина является одним из популярных интерфейсов персонального компьютера. Она позволяет производить последовательное подключение различных устройств (до 127-ми единиц). Также USB-шины поддерживают функцию подключения и отключения приборов при работающем персональном компьютере. При этом устройства могут получать питание непосредственно через упомянутый элемент, что освобождает от необходимости использования дополнительных блоков питания. В этой статье мы рассмотрим, что представляет собой стандартная распиновка USB. Эта информация может пригодиться при самостоятельном изготовлении каких либо USB-переходников или устройств, получающих питание через рассматриваемый нами интерфейс. Кроме того, мы разберем, что представляет собой распиновка микро-USB и, конечно же, мини-USB.

Описание и распайка USB-интерфейса

Практически каждый пользователь ПК знает, как выглядит USB-разъем. Это плоский четырехконтактный интерфейс типа А. USB-разъем «мама» имеет маркировку AF, а «папа» — АМ. Распиновка USB типа А состоит из четырех контактов. Первый провод маркируется красным цветом, на него подается напряжение постоянного тока +5 В. Допускается подавать максимальный ток, равный 500 мА. Второй контакт — белого цвета – предназначен для передачи данных (D-). Третий провод (зеленый) также используется для передачи данных (D+). Последний контакт маркируется черным цветом, на него подается нуль напряжения питания (общий провод).

Коннекторы типа А считаются активным, к ним подключаются питающие устройства (компьютеры, хост и т. д.). Разъемы типа В считаются пассивными, к ним присоединяют такие устройства, как принтеры, сканеры и прочее. Разъемы типа В представляют собой квадрат с двумя скошенными углами. «Мама» имеет маркировку BF, а «папа» — ВМ. Распиновка USB типа В имеет те же четыре контакта (два вверху и два внизу), назначение — идентичное типу А.

Распайка коннекторов типа микро-USB

Разъемы такого типа чаще всего используются для подключения планшетов и смартфонов. Они значительно меньше по размерам, чем стандартный USB-интерфейс. Еще одной особенностью является наличие пяти контактов. Маркировка таких коннекторов имеет следующий вид: micro-AF(BF) – «мама» и micro-АМ(ВМ) — «папа».

Распиновка USB типа микро:

— первый контакт (красного цвета) предназначен для подачи напряжения питания + 5 В;

— второй и третий провода (белого и зеленого цветов) используются для передачи данных;

— четвертый контакт сиреневого цвета (ID) в коннекторах типа В не задействован, а в разъемах типа А он замыкается на общий провод для поддержки OTG-функции;

— последний, пятый, контакт (черного цвета) – нуль напряжения питания.

Кроме перечисленных, в кабеле может быть еще один провод, используемый для «экранирования»; номер ему не присваивается.

Распиновка мини-USB

Коннекторы типа мини-USB также содержат пять контактов. Маркируют эти разъемы следующим образом: mini-AF (BF) – «мама» и mini-АМ (ВМ) – «папа». Распайка контактов идентична типу микро-USB.

Заключение

Информация о распайке проводов под разъемы USB весьма актуальна, так как этот тип интерфейса применяется практически во всех мобильных и настольных приборах и гаджетах. Эти разъемы используют как для заряда встроенных аккумуляторных батарей, так и для передачи данных.

fb.ru

РадиоКот :: USB — RS-232 преобразователи

РадиоКот >Схемы >Цифровые устройства >Примочки к ПК >

USB — RS-232 преобразователи

Продолжаем разговор про шину USB и ее применение в радиолюбительской практике.

В прошлый раз (USB 1.1 хаб. Light — версия)
мы довольно успешно снабдили ПК десятком дополнительных USB-портов, теперь пришло время
начинать использовать все это изобилие.

Естественно, первое, что приходит в голову, применить эти порты для обмена данными с собственными
конструкциями на МК. Однако далеко не все МК сейчас имеют периферию для работы непосредственно
с USB, а программная реализация этого протокола достаточно сложна и отнимает немало процессорного
времени. С другой стороны, подавляющее большинство МК имеет «на борту» модуль универсального
асинхронного приемопередатчика, который может работать в режиме, совместимом с протоколом RS-232,
т.е. такой микроконтроллер при условии согласования уровней сигналов можно подключать
непосредственно к COM-порту компьютера. А при чем здесь USB, спросите вы? Отвечу: производители,
как всегда, подсуетились, в результате чего на рынке появилось несколько вариантов
преобразователей интерфейсов USBRS-232. Т.е. в нашем распоряжении есть устройство,
подключаемое к ПК по USB, а на выходе имеющее сигналы, понятные любому МК с модулем USART
(или даже с программно реализованным USART»ом). Здорово? Конечно, здорово, особенно с учетом
того, что ОС воспринимает такой переходник просто как еще один (виртуальный) СОМ-порт
(VCP: Virtual Com Port) и позволяет работать с ним с помощью обычных терминальных средств.

Вот о микросхемах, позволяющих все это реализовывать, у нас и пойдет сегодня речь…

Пожалуй, наиболее распространенными на сегодняшний день являются преобразователи FT232BM
от FTDI Ltd (USB 1.1) (ничего от Maxim не напоминает по названию? 😉 ), TUSB3410 от
Texas Instruments (USB 2.0), а так же PL-2303 от Prolific. Что за звери такие? Будем разбираться…

FT232BM выпускается в 32 выводном корпусе LQFP-32 с шагом выводов 0.8мм.

Микросхема имеет интерфейс для подключения внешней EEPROM памяти (выводы 1,2 и 32),
в которой могут храниться уникальные идентификационные коды производителя и типа устройства,
а также текстовые строки, содержащие информацию о наименовании, производителе устройства и т.п.
Микросхема может питаться либо от шины USB, либо от внешнего стабилизированного источника
питания с напряжением 5В. В качестве генератора тактовой частоты используется кварц на 6MHz,
подключаемый к выводам 27 и 28.

Микросхема имеет встроенный LDO-стабилизатор с выходным напряжением 3.3В, который служит для
питания внутренней логики, но может использоваться и для питания каких-либо внешних устройств
(вывод 6: 3V3OUT), правда, максимальный ток – всего 5мА. Уровень логической единицы на выходах
модуля UART микросхемы (выводы 16-25) задается напряжением на входе VCCIO (вывод 13) и может
изменяться в пределах от 3 до 5В (это нужно для обеспечения совместимости с 3-х вольтовой логикой).

Режим питания микросхемы определяется логическим уровнем на входе PWRCTL: лог.0 – питание
от шины USB (Bus-Powered), лог.1 – питание от стороннего источника (Self-Powered). Инверсный
вход RESET надо через резистор (а можно даже и без него) подтянуть к плюсу питания
микросхемы – этого достаточно для нормальной работы. Выход RSROUT может использоваться для
сброса внешних устройств в момент сброса FT232. Кроме того, к этому выводу подключается
подтягивающий резистор для линии USB Data+. Сами линии Data+ и Data- — это выводы USBDP
и USBDM соответственно.

Замечу, что вход TEST должен быть соединен с землей, в противном случае работа микросхемы
нестабильна.

Выходы SLEEP и PWREN могут использоваться для управления внешними устройствами, в частности,
SLEEP = 0, если микросхема не активна («спит»), а PWREN = 0 после окончания инициализации
микросхемы при подключении и = 1, если микросхема не активна.

На выводах 16-25, как уже отмечалось, присутствуют все сигналы, предусмотренные стандартом RS-232.
При подключении к ним соответствующих микросхем-преобразователей уровня возможна конвертация
исходных данных, поступающих по USB, в поток байт протоколов RS-232, RS-422 или RS-485.

Прием и передача данных по USB могут отображаться светодиодами, подключенными к выходам
RXLED и TXLED соответственно.

Схема, которую я обычно использую, приведена на рисунке:

Как видите, навесных элементов очень немного. Для подключения к МК достаточно использовать
сигналы RX и TX, в ряде случаев может понадобиться организовать гальваническую развязку этой
схемы с остальным устройством. С учетом того, что преобразователь питается от USB, достаточно
добавить на RX и TX по оптрону, причем выход TX может напрямую управлять светодиодом одной
из оптопар.

В качестве EEPROM можно использовать микросхемы памяти 93С46/56/66, достаточно и самой
маленькой по объему:

С железом немножко разобрались, а что касается софта, то здесь тоже ничего сложного нет.
С сайта производителя
доступны для скачивания две версии драйвера: VCP Driver (только драйвер виртуального
СОМ-порта) и D2XX Driver (дает ряд дополнительных возможностей, например, прямой доступ
к USB – более интересен для программистов). Если планируется использование микросхемы
памяти – надо ставить D2XX, кроме того, понадобится также специальная утилита для прошивки:
MProg,
также доступная для скачивания с сайта. В остальном – подключаете устройство к ПК, говорите
ОС откуда взять драйверы, наблюдаете за установкой. В «Диспетчере устройств» в разделе «USB»
должен появиться «USB Serial Converter», а в «Портах» — следующий по номеру «USB Serial Port».
Все, можете с ним работать, как с обычным портом.

Так будет, если ваша FT232 работает без EEPROM (или с пустой) со стандартными VID&PID,
присвоенными производителем. Если с помощью MProg прошить в память новые VID&PID, наименование
устройства, его серийный номер и т.п., ваше устройство будет определяться уже совсем по-другому.
Как – вам виднее, наступает простор для творчества. Хотя я бы все таки не рекомендовал менять
стандартные VID&PID, а то получите сканер какой-нибудь… 😉

Я работал с этой микросхемой на скорости порта 115200, хотя драйвер позволяет выставлять
максимальную скорость до 921600. В разделе «Port Settings» свойств порта есть кнопка «Advanced».
Там в разделе «BM Options» параметр «Latency Timer» стоит поставить поменьше, т.е.
1мс – это увеличит скорость работы.

Если вы всерьез соберетесь использовать эту микросхему, советую ознакомиться с материалами
на странице ,
там действительного много полезного и интересного, а многие моменты объяснены гораздо подробнее,
чем в этой статье.

С TUSB3410 все будет несколько сложнее. Дело в том, что эта микросхема по своей
сути – микроконтроллер с интегрированным интерфейсным модулем USB. Поэтому, как всякий
микроконтроллер, ее придется еще и программировать…

Так получилось, что эта микросхема выпускается в таком же корпусе:

Функциональная оснащенность примерно та же: полный последовательный порт (выводы 13-21,
только RX/TX называются SIN/SOUT), интерфейс для EEPROM (здесь это I2C), кварц, питание,
Reset и четыре программируемые линии ввода/вывода общего назначения Р3.0 – Р3.4 – вот их-то
у FTDI-ки точно не было… Напряжение питания микросхемы – 3.3В, что не очень удобно,
поскольку при питании от USB заставляет использовать LDO-стабилизатор. Зато никаких хитрых
режимов питания нет.

Ну что, как всегда, кратенько пробежимся по функциональному назначению выводов? Поехали…

С последовательным портом все вроде бы понятно, скажу лишь, что при соответствующей прошивке
он может работать не только по протоколу RS-232, но и как IrDA приемопередатчик. Четыре линии
ввода/вывода тоже не экзотика, производитель, в частности, предоставляет пример, где они
используются для подключения нескольких кнопок, а устройство определяется ОС как HID-совместимое,
что позволяет достаточно легко реализовать опрос этих самых кнопок.

DP, DM – линии Data+ и Data- USB, PUR служит для подключения подтягивающего резистора для
линии Data+.

На линию VDD18 надо подать напряжение 1.8В от внешнего источника или, что проще, подать лог.0
на вывод VREGEN, включив тем самым внутренний источник на 1.8В, а на VDD18 добавить конденсатор
0.1мкФ на землю…

На RESET – обычную RC-цепочку, более чем достаточно, TEST0 и TEST1 надо подтянуть через 10кОм
к питанию, а выход тактовой частоты CLKOUT мы использовать не будем.

Кварц 12МГц на ноги Х1 и Х2, выход индикатора SUSPEND – по вкусу, вход пробуждения WAKEUP можно
оставить неподключенным или подтянуть через резистор к плюсу питания.

К линиям последовательного порта этой микросхемы также можно подключать непосредственно МК,
опторазвязки или преобразователи уровней.

Вроде как все необходимое для минимальной конфигурации подключили, схема получилось вот такая:

Микросхема EEPROM здесь также не является обязательным элементом и лично я ее так ни разу и
не использовал…

Итак, собрали мы эту схему, воткнули в комп, ОС нашла некое устройство и попросила ткнуть ее
носом в драйвера для него. Вот тут-то самое интересное и начинается.

Как я уже говорил, TUSB3410 на самом деле микроконтроллер, внутри у него 8052-совместимое ядро.
Соответственно, функционал нашего устройства определяется залитой прошивкой. Нам требуется пока
что – преобразователь интерфейсов.

В принципе, при условии регистрации и предоставлении информации о вашем проекте производитель
предоставляет и исходники, и прошивку для применения микросхемы в качестве преобразователя
интерфейсов, но можно пойти и по другому пути. Эта микросхема используется в таком качестве
в некоторых интерфейсных шнурках для мобильных телефонов, в GSM-модемах, в некоторых других
устройствах. А драйвера для них доступны для свободной закачки. Более того, все эти драйвера
содержат необходимую прошивку. Это связано с особенностями работы микросхемы.

Дело в том, что при установке драйвера прошивка для микроконтроллера копируется в
/System32/drivers. Далее, при включении устройства TUSB проверяет наличие EEPROM и прошивки в ней.
Если все в порядке – грузится с нее, если нет – подгружает прошивку с компа и записывает в EEPROM,
если она есть. Или не записывает и просто работает. Если EEPROMа нет, при следующем включении
процесс повторяется.

В общем, в результате анализа нескольких комплектов драйверов к готовым устройствам методом
проб и ошибок, последовательных приближений и высоконаучного тыка был сгенерирован собственный
работоспособный комплект. Во всех файлах драйверов и даже внутри прошивок стоят копирайты
Texas Instruments, поэтому скажу, что все предпринятые над драйверами действия цели имели
исключительно образовательные и некоммерческие, а здесь результат публикуется сугубо для
ознакомления.

После подключения к ПК ОС найдет новое устройство «TUSB3410 Device» и потребует установку
драйвера, надо указать на файл umpusbXP.inf. В ходе установки в системную директорию будут
скопированы файлы umpusbxp.sys и umpf3410.i51 (прошивка). Далее система найдет виртуальный
СОМ-порт, для него потребуется драйвер UmpComXP.inf.

В обоих *.inf-файлах помечены строки, изменив которые можно отредактировать названия
определяемых системой устройств и установленные по умолчанию VID&PID, передаваемые ОС.
Однако, как и в прошлый раз, я бы не стал этого делать без полного понимания того, к чему
это может привести.

Для чего TUSB3410 нужна EEPROM я уже упоминал. Добавлю, что лично я с ней не экспериментировал,
однако на сайте производителя доступны для скачивания утилита для генерации бинарного файла
прошивки EEPROM на основе umpf3410.i51 и конфигурационного файла (содержит серийный номер
устройства, VID&PID, строковые данный по аналогии с FT232BM) и утилита для непосредственной
прошивки полученного файла в микросхему.

На странице,
посвященной этой микросхеме при желании можно найти подробный даташит, ряд аппноутов,
документы, описывающие особенности применения, ссылки на исходные коды и утилиты для работы.
Настоятельно рекомендую посмотреть.

Результатом всех этих изысканий стало создание двух модулей преобразования протокола USB в RS-232,
на FT232BM и TUSB3410 соответственно, которые можно рассмотреть на фотографии:

Монтаж, как видно, поверхностный, все детали на одной стороне, с изнанки – пара перемычек.
Модули рассчитаны на вертикальное впаивание в плату, поэтому на них нет разъемов, а установлены
PLS штырьки, которые, собственно, в плату и впаиваются. На дальней от нас стороне платы
сделаны контактные площадки RX/TX (на модуле FT232BM их загораживает конденсатор), остальные
сигналы последовательного интерфейса не выведены за ненадобностью: эти модули используются для сопряжения
исключительно с МК.

Немножко возвращаясь к FT232BM. Ниже вы можете увидеть фото (а в конце статьи — скачать варианты разводки плат)
для двух конструкций на FT232BM с полным RS-232 портом.

В первой из них

cигналы RS-232 имеют TTL-уровень и выведены на двухрядный разъем BH-10 (по аналогии с материнскими платами),
причем коммутацией входа VCCIO (вывод 13) на 5В или сторонний источник 3.3В (в данном случае применен LDO-стабилизатор,
но можно, например, и параметрический использовать или регулируемый на LM317) при помощи джампера можно выбирать соответствующий
уровень логической «1» на выводах порта RS-232.
Эта конструкция разарабатывалась для отладки устройств, имеющих напряжение питания 3.3В

Еще один вариант модуля с полным RS-232 портом содержит в своем составе микросхему MAX213 — преобразователь уровней —
и, таким образом, по уровню напряжений обеспечивает совместимость с последовательными портами ПК.

Схема модуля представлена на рисунке:

А готовое устройство выглядит так:

Теперь о PL-2303: микросхема выпускается в 28-выводном SSOP корпусе с шагом выводов 0.65мм:

Микросхема во многом похожа на FT232, но есть и некоторые черты TUSB3410.
Для работы требуется кварцевый резонатор на 12 МГц (выводы 27-28), уровень логической единицы последовательного порта
определяется напряжением на входе VDD_232 (4), выводы 1-3, 5, 6 и 9-11 — полный последовательный порт.
По аналогии с TUSB3410 микросхема имеет пару выводов (13-14) для подключения EEPROM через I2C (память также служит для хранения
идентификаторов устройства).
Вход 23 определяет режим токовой нагрузки USB-порта («1» — 500мА, «0» — 100мА), вход TRI-STATE определяет состояние выходов
последовательного порта при инициализации микросхемы: «1» — высокий уровень, «0» — высокоимпедансное состояние.
Отдельные входы питания для логики (8, 20) и PLL (24) в общем случае могут быть присоединены к шине питания USB, однако желательно
в непосредственной близости от них установить керамические конденсаторы на землю. PL-2303 имеет встроенные источник напряжения 3.3В
для питания USB-трансивера (вывод 17), который используется также для установки подтягивающего резистора к линии Data+.
Как обычно, за более полным, точным и правильным описанием стоит обратиться на сайт производителя.
Схема модуля, разработанного на основе этой микросхемы, представлена на рисунке:

Фотографии готового устройства:

Как видно, этот модуль также содержит в своем сотаве микросхему MAX213 (SP213), поэтому обеспечивает поддержку полнофункционального
порта RS-232, совместимого по уровням с портами ПК.

Для полноценой работы этого устройства под управлением ОС семейства Windows понадобятся драйверы, доступные для скачивания
на сайте производителя. Поскольку на этих чипах
делается достаточно много интерфейсных шнурков для подключения мобильных телефонов к ПК, вполне вероятно, что подойдут
драйвера и от них.

Вопросы, как обычно, складываем тут.

Файлы:
Модуль FT232BM (формат SL5)
Модуль FT232BM + EEPROM (формат SL5)
Модуль FT232BM + EEPROM с 3.3В интерфейсом и полным портом RS-232 (SL5)
Модуль FT232BM + EEPROM с полным RS-232 и MAX213 (плата SL5 и схема SPlan)
Модуль TUSB3410 (формат SL5)
Драйвер TUSB3410 (WinXP)
Схема и плата для PL-2303 (SL5)


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

www.radiokot.ru

особенности цоколевки всех видов разъема ЮСБ, цветовая схема

Интерфейс USB широко используется в современных электронных устройствах. Практически на всех мобильных устройствах установлен микро- или мини-ЮСБ коннектор. Если разъем перестал работать, то для его ремонта необходимо знать распиновку micro-USB. Ситуация усложняется тем, что многие производители гаджетов выполняют распайку контактов по-своему. Изучив возможные варианты цоколевки, можно справиться с проблемой.

Назначение и виды

Коннектор USB обладает хорошим набором функций. С его помощью можно не только передавать большие объемы информации с высокой скоростью, но и обеспечить девайс питанием. Новый интерфейс довольно быстро заменил на компьютерах старые порты, например, PS/2. Сейчас вся периферия подключается к ПК именно с помощью портов ЮСБ.

На сегодняшний день было создано 3 версии коннектора USB:

  • Стандарт 1.1 — не смог выдержать конкуренцию с более быстрыми интерфейсами. С помощью ЮСБ 1.1 можно было передавать информацию со скоростью не более 12 Мбит/с. В то время компания Apple уже имела интерфейс с пропускной способностью до 400 Мбит/с.
  • Версия 2.0 — именно ей коннектор обязан своей популярностью. Скорость до 500 Мбит/с пришлась по душе не только пользователям, но и производителям электронных гаджетов.
  • Стандарт 3.0 — максимальная скорость обмена информацией составила 5 Гбит/с. Хотя в схеме USB разъема этой версии количество контактов увеличилось с 4 до 9, форма коннектора не изменилась, и он совместим с предыдущими стандартами.

Особенности распиновки

При разговоре о цоколевке USB-разъёма необходимо разобраться в обозначениях, указанных на схемах. Начать стоит с вида коннектора — активный (тип А) либо пассивный (тип В). С помощью активного разъема возможен обмен информацией в двух направлениях, и пассивный позволяет только ее принимать. Также следует различать две формы соединителя:

  • F — «мама».
  • M — «папа».

В этом вопросе все должно быть понятно и без объяснений.

Коннектор стандарта USB

Сначала несколько слов нужно сказать о совместимости трех версий интерфейса. Стандарты 1.1 и 2.0 полностью аналогичны конструктивно и отличаются только скоростью передачи информации. Если в соединении одна из сторон имеет старшую версию, то работа будет проводиться с низкой скоростью. При этом ОС выведет следующее сообщение: «Это устройство способно работать быстрее».

С совместимостью 3.0 и 2.0 все несколько сложнее. Устройство или кабель второй версии можно подключить к новому разъему, а обратная совместимость существует только у активных разъемов типа А. Следует заметить, что интерфейс ЮСБ позволяет подавать на подключенный гаджет напряжение в 5 В при силе тока не более 0,5 А. Для стандарта USB 2.0 распайка по цветам слева направо имеет следующий вид:

  • Красный — положительный контакт постоянного напряжения в 5 В.
  • Белый — data-.
  • Зеленый — data+.
  • Черный — общий провод или «земля».

Схема разъема достаточно проста, и при необходимости починить его будет несложно. Так как в версии 3.0 увеличилось количество контактов, то и его распиновка отличается от предыдущего стандарта. Таким образом, цветовая схема контактов имеет следующий вид:

  • Красный — 5 В+.
  • Белый — данные-.
  • Зеленый — данные+.
  • Черный — общий.
  • Фиолетовый — прием-.
  • Оранжевый — прием+.
  • Без цвета — земля.
  • Синий — передача-.
  • Желтый — передача+.

Разъемы micro и mini

Коннекторы этого форм-фактора имеют пять контактов, один из которых задействован не всегда. Проводники зеленого, черного, красного и белого цветов выполняют аналогичные USB 2.0 функции. Распиновка mini-USB соответствует цоколевки micro-USB. В разъемах типа А фиолетовый проводник замкнут с черным, а в пассивных он не используется.

Эти коннекторы появились благодаря выходу на рынок большого количества устройств небольших габаритов. Так как они внешне похожи, часто у пользователей возникают сомнения о принадлежности разъема к тому либо иному форм-фактору. Кроме некоторого отличия в габаритах, у микро-ЮСБ на задней стороне расположены защелки.

Миниатюризация коннектора негативно повлияла на надежность. Хотя mini-USB и обладает большим ресурсом, через довольно короткий временной отрезок он начинает болтаться, но при этом из гнезда не выпадает. Микро-ЮСБ представляет собой доработанную версию mini-USB. Благодаря улучшенному креплению он оказался более надежным. Начиная с 2011 года этот коннектор стал единым стандартом для зарядки всех мобильных устройств.

Однако производители вносят в схему некоторые изменения. Так, распиновка микро-USB разъема для зарядки iPhone предполагает два изменения в сравнении со стандартной. В этих девайсах красный и белый провода соединяются с черным через сопротивление 50 кОм, а с белым — 75 кОм. Также есть отличия от стандарта и у смартфонов Samsung Galaxy. В нем белый и зеленый проводники замкнуты, а 5 контакт соединен с 4 с помощью резистора номиналом в 200 кОм.

Зная цоколевку различных видов коннекторов USB, можно найти и устранить неисправность. Чаще всего это требуется в ситуации, когда из строя вышло «родное» зарядное устройство, но у пользователя есть блок питания от смартфона другого производителя.


220v.guru

РадиоКот :: USB — RS-232 преобразователи

РадиоКот >Схемы >Цифровые устройства >Примочки к ПК >

USB — RS-232 преобразователи

Продолжаем разговор про шину USB и ее применение в радиолюбительской практике.

В прошлый раз (USB 1.1 хаб. Light — версия)
мы довольно успешно снабдили ПК десятком дополнительных USB-портов, теперь пришло время
начинать использовать все это изобилие.

Естественно, первое, что приходит в голову, применить эти порты для обмена данными с собственными
конструкциями на МК. Однако далеко не все МК сейчас имеют периферию для работы непосредственно
с USB, а программная реализация этого протокола достаточно сложна и отнимает немало процессорного
времени. С другой стороны, подавляющее большинство МК имеет «на борту» модуль универсального
асинхронного приемопередатчика, который может работать в режиме, совместимом с протоколом RS-232,
т.е. такой микроконтроллер при условии согласования уровней сигналов можно подключать
непосредственно к COM-порту компьютера. А при чем здесь USB, спросите вы? Отвечу: производители,
как всегда, подсуетились, в результате чего на рынке появилось несколько вариантов
преобразователей интерфейсов USBRS-232. Т.е. в нашем распоряжении есть устройство,
подключаемое к ПК по USB, а на выходе имеющее сигналы, понятные любому МК с модулем USART
(или даже с программно реализованным USART»ом). Здорово? Конечно, здорово, особенно с учетом
того, что ОС воспринимает такой переходник просто как еще один (виртуальный) СОМ-порт
(VCP: Virtual Com Port) и позволяет работать с ним с помощью обычных терминальных средств.

Вот о микросхемах, позволяющих все это реализовывать, у нас и пойдет сегодня речь…

Пожалуй, наиболее распространенными на сегодняшний день являются преобразователи FT232BM
от FTDI Ltd (USB 1.1) (ничего от Maxim не напоминает по названию? 😉 ), TUSB3410 от
Texas Instruments (USB 2.0), а так же PL-2303 от Prolific. Что за звери такие? Будем разбираться…

FT232BM выпускается в 32 выводном корпусе LQFP-32 с шагом выводов 0.8мм.

Микросхема имеет интерфейс для подключения внешней EEPROM памяти (выводы 1,2 и 32),
в которой могут храниться уникальные идентификационные коды производителя и типа устройства,
а также текстовые строки, содержащие информацию о наименовании, производителе устройства и т.п.
Микросхема может питаться либо от шины USB, либо от внешнего стабилизированного источника
питания с напряжением 5В. В качестве генератора тактовой частоты используется кварц на 6MHz,
подключаемый к выводам 27 и 28.

Микросхема имеет встроенный LDO-стабилизатор с выходным напряжением 3.3В, который служит для
питания внутренней логики, но может использоваться и для питания каких-либо внешних устройств
(вывод 6: 3V3OUT), правда, максимальный ток – всего 5мА. Уровень логической единицы на выходах
модуля UART микросхемы (выводы 16-25) задается напряжением на входе VCCIO (вывод 13) и может
изменяться в пределах от 3 до 5В (это нужно для обеспечения совместимости с 3-х вольтовой логикой).

Режим питания микросхемы определяется логическим уровнем на входе PWRCTL: лог.0 – питание
от шины USB (Bus-Powered), лог.1 – питание от стороннего источника (Self-Powered). Инверсный
вход RESET надо через резистор (а можно даже и без него) подтянуть к плюсу питания
микросхемы – этого достаточно для нормальной работы. Выход RSROUT может использоваться для
сброса внешних устройств в момент сброса FT232. Кроме того, к этому выводу подключается
подтягивающий резистор для линии USB Data+. Сами линии Data+ и Data- — это выводы USBDP
и USBDM соответственно.

Замечу, что вход TEST должен быть соединен с землей, в противном случае работа микросхемы
нестабильна.

Выходы SLEEP и PWREN могут использоваться для управления внешними устройствами, в частности,
SLEEP = 0, если микросхема не активна («спит»), а PWREN = 0 после окончания инициализации
микросхемы при подключении и = 1, если микросхема не активна.

На выводах 16-25, как уже отмечалось, присутствуют все сигналы, предусмотренные стандартом RS-232.
При подключении к ним соответствующих микросхем-преобразователей уровня возможна конвертация
исходных данных, поступающих по USB, в поток байт протоколов RS-232, RS-422 или RS-485.

Прием и передача данных по USB могут отображаться светодиодами, подключенными к выходам
RXLED и TXLED соответственно.

Схема, которую я обычно использую, приведена на рисунке:

Как видите, навесных элементов очень немного. Для подключения к МК достаточно использовать
сигналы RX и TX, в ряде случаев может понадобиться организовать гальваническую развязку этой
схемы с остальным устройством. С учетом того, что преобразователь питается от USB, достаточно
добавить на RX и TX по оптрону, причем выход TX может напрямую управлять светодиодом одной
из оптопар.

В качестве EEPROM можно использовать микросхемы памяти 93С46/56/66, достаточно и самой
маленькой по объему:

С железом немножко разобрались, а что касается софта, то здесь тоже ничего сложного нет.
С сайта производителя
доступны для скачивания две версии драйвера: VCP Driver (только драйвер виртуального
СОМ-порта) и D2XX Driver (дает ряд дополнительных возможностей, например, прямой доступ
к USB – более интересен для программистов). Если планируется использование микросхемы
памяти – надо ставить D2XX, кроме того, понадобится также специальная утилита для прошивки:
MProg,
также доступная для скачивания с сайта. В остальном – подключаете устройство к ПК, говорите
ОС откуда взять драйверы, наблюдаете за установкой. В «Диспетчере устройств» в разделе «USB»
должен появиться «USB Serial Converter», а в «Портах» — следующий по номеру «USB Serial Port».
Все, можете с ним работать, как с обычным портом.

Так будет, если ваша FT232 работает без EEPROM (или с пустой) со стандартными VID&PID,
присвоенными производителем. Если с помощью MProg прошить в память новые VID&PID, наименование
устройства, его серийный номер и т.п., ваше устройство будет определяться уже совсем по-другому.
Как – вам виднее, наступает простор для творчества. Хотя я бы все таки не рекомендовал менять
стандартные VID&PID, а то получите сканер какой-нибудь… 😉

Я работал с этой микросхемой на скорости порта 115200, хотя драйвер позволяет выставлять
максимальную скорость до 921600. В разделе «Port Settings» свойств порта есть кнопка «Advanced».
Там в разделе «BM Options» параметр «Latency Timer» стоит поставить поменьше, т.е.
1мс – это увеличит скорость работы.

Если вы всерьез соберетесь использовать эту микросхему, советую ознакомиться с материалами
на странице ,
там действительного много полезного и интересного, а многие моменты объяснены гораздо подробнее,
чем в этой статье.

С TUSB3410 все будет несколько сложнее. Дело в том, что эта микросхема по своей
сути – микроконтроллер с интегрированным интерфейсным модулем USB. Поэтому, как всякий
микроконтроллер, ее придется еще и программировать…

Так получилось, что эта микросхема выпускается в таком же корпусе:

Функциональная оснащенность примерно та же: полный последовательный порт (выводы 13-21,
только RX/TX называются SIN/SOUT), интерфейс для EEPROM (здесь это I2C), кварц, питание,
Reset и четыре программируемые линии ввода/вывода общего назначения Р3.0 – Р3.4 – вот их-то
у FTDI-ки точно не было… Напряжение питания микросхемы – 3.3В, что не очень удобно,
поскольку при питании от USB заставляет использовать LDO-стабилизатор. Зато никаких хитрых
режимов питания нет.

Ну что, как всегда, кратенько пробежимся по функциональному назначению выводов? Поехали…

С последовательным портом все вроде бы понятно, скажу лишь, что при соответствующей прошивке
он может работать не только по протоколу RS-232, но и как IrDA приемопередатчик. Четыре линии
ввода/вывода тоже не экзотика, производитель, в частности, предоставляет пример, где они
используются для подключения нескольких кнопок, а устройство определяется ОС как HID-совместимое,
что позволяет достаточно легко реализовать опрос этих самых кнопок.

DP, DM – линии Data+ и Data- USB, PUR служит для подключения подтягивающего резистора для
линии Data+.

На линию VDD18 надо подать напряжение 1.8В от внешнего источника или, что проще, подать лог.0
на вывод VREGEN, включив тем самым внутренний источник на 1.8В, а на VDD18 добавить конденсатор
0.1мкФ на землю…

На RESET – обычную RC-цепочку, более чем достаточно, TEST0 и TEST1 надо подтянуть через 10кОм
к питанию, а выход тактовой частоты CLKOUT мы использовать не будем.

Кварц 12МГц на ноги Х1 и Х2, выход индикатора SUSPEND – по вкусу, вход пробуждения WAKEUP можно
оставить неподключенным или подтянуть через резистор к плюсу питания.

К линиям последовательного порта этой микросхемы также можно подключать непосредственно МК,
опторазвязки или преобразователи уровней.

Вроде как все необходимое для минимальной конфигурации подключили, схема получилось вот такая:

Микросхема EEPROM здесь также не является обязательным элементом и лично я ее так ни разу и
не использовал…

Итак, собрали мы эту схему, воткнули в комп, ОС нашла некое устройство и попросила ткнуть ее
носом в драйвера для него. Вот тут-то самое интересное и начинается.

Как я уже говорил, TUSB3410 на самом деле микроконтроллер, внутри у него 8052-совместимое ядро.
Соответственно, функционал нашего устройства определяется залитой прошивкой. Нам требуется пока
что – преобразователь интерфейсов.

В принципе, при условии регистрации и предоставлении информации о вашем проекте производитель
предоставляет и исходники, и прошивку для применения микросхемы в качестве преобразователя
интерфейсов, но можно пойти и по другому пути. Эта микросхема используется в таком качестве
в некоторых интерфейсных шнурках для мобильных телефонов, в GSM-модемах, в некоторых других
устройствах. А драйвера для них доступны для свободной закачки. Более того, все эти драйвера
содержат необходимую прошивку. Это связано с особенностями работы микросхемы.

Дело в том, что при установке драйвера прошивка для микроконтроллера копируется в
/System32/drivers. Далее, при включении устройства TUSB проверяет наличие EEPROM и прошивки в ней.
Если все в порядке – грузится с нее, если нет – подгружает прошивку с компа и записывает в EEPROM,
если она есть. Или не записывает и просто работает. Если EEPROMа нет, при следующем включении
процесс повторяется.

В общем, в результате анализа нескольких комплектов драйверов к готовым устройствам методом
проб и ошибок, последовательных приближений и высоконаучного тыка был сгенерирован собственный
работоспособный комплект. Во всех файлах драйверов и даже внутри прошивок стоят копирайты
Texas Instruments, поэтому скажу, что все предпринятые над драйверами действия цели имели
исключительно образовательные и некоммерческие, а здесь результат публикуется сугубо для
ознакомления.

После подключения к ПК ОС найдет новое устройство «TUSB3410 Device» и потребует установку
драйвера, надо указать на файл umpusbXP.inf. В ходе установки в системную директорию будут
скопированы файлы umpusbxp.sys и umpf3410.i51 (прошивка). Далее система найдет виртуальный
СОМ-порт, для него потребуется драйвер UmpComXP.inf.

В обоих *.inf-файлах помечены строки, изменив которые можно отредактировать названия
определяемых системой устройств и установленные по умолчанию VID&PID, передаваемые ОС.
Однако, как и в прошлый раз, я бы не стал этого делать без полного понимания того, к чему
это может привести.

Для чего TUSB3410 нужна EEPROM я уже упоминал. Добавлю, что лично я с ней не экспериментировал,
однако на сайте производителя доступны для скачивания утилита для генерации бинарного файла
прошивки EEPROM на основе umpf3410.i51 и конфигурационного файла (содержит серийный номер
устройства, VID&PID, строковые данный по аналогии с FT232BM) и утилита для непосредственной
прошивки полученного файла в микросхему.

На странице,
посвященной этой микросхеме при желании можно найти подробный даташит, ряд аппноутов,
документы, описывающие особенности применения, ссылки на исходные коды и утилиты для работы.
Настоятельно рекомендую посмотреть.

Результатом всех этих изысканий стало создание двух модулей преобразования протокола USB в RS-232,
на FT232BM и TUSB3410 соответственно, которые можно рассмотреть на фотографии:

Монтаж, как видно, поверхностный, все детали на одной стороне, с изнанки – пара перемычек.
Модули рассчитаны на вертикальное впаивание в плату, поэтому на них нет разъемов, а установлены
PLS штырьки, которые, собственно, в плату и впаиваются. На дальней от нас стороне платы
сделаны контактные площадки RX/TX (на модуле FT232BM их загораживает конденсатор), остальные
сигналы последовательного интерфейса не выведены за ненадобностью: эти модули используются для сопряжения
исключительно с МК.

Немножко возвращаясь к FT232BM. Ниже вы можете увидеть фото (а в конце статьи — скачать варианты разводки плат)
для двух конструкций на FT232BM с полным RS-232 портом.

В первой из них

cигналы RS-232 имеют TTL-уровень и выведены на двухрядный разъем BH-10 (по аналогии с материнскими платами),
причем коммутацией входа VCCIO (вывод 13) на 5В или сторонний источник 3.3В (в данном случае применен LDO-стабилизатор,
но можно, например, и параметрический использовать или регулируемый на LM317) при помощи джампера можно выбирать соответствующий
уровень логической «1» на выводах порта RS-232.
Эта конструкция разарабатывалась для отладки устройств, имеющих напряжение питания 3.3В

Еще один вариант модуля с полным RS-232 портом содержит в своем составе микросхему MAX213 — преобразователь уровней —
и, таким образом, по уровню напряжений обеспечивает совместимость с последовательными портами ПК.

Схема модуля представлена на рисунке:

А готовое устройство выглядит так:

Теперь о PL-2303: микросхема выпускается в 28-выводном SSOP корпусе с шагом выводов 0.65мм:

Микросхема во многом похожа на FT232, но есть и некоторые черты TUSB3410.
Для работы требуется кварцевый резонатор на 12 МГц (выводы 27-28), уровень логической единицы последовательного порта
определяется напряжением на входе VDD_232 (4), выводы 1-3, 5, 6 и 9-11 — полный последовательный порт.
По аналогии с TUSB3410 микросхема имеет пару выводов (13-14) для подключения EEPROM через I2C (память также служит для хранения
идентификаторов устройства).
Вход 23 определяет режим токовой нагрузки USB-порта («1» — 500мА, «0» — 100мА), вход TRI-STATE определяет состояние выходов
последовательного порта при инициализации микросхемы: «1» — высокий уровень, «0» — высокоимпедансное состояние.
Отдельные входы питания для логики (8, 20) и PLL (24) в общем случае могут быть присоединены к шине питания USB, однако желательно
в непосредственной близости от них установить керамические конденсаторы на землю. PL-2303 имеет встроенные источник напряжения 3.3В
для питания USB-трансивера (вывод 17), который используется также для установки подтягивающего резистора к линии Data+.
Как обычно, за более полным, точным и правильным описанием стоит обратиться на сайт производителя.
Схема модуля, разработанного на основе этой микросхемы, представлена на рисунке:

Фотографии готового устройства:

Как видно, этот модуль также содержит в своем сотаве микросхему MAX213 (SP213), поэтому обеспечивает поддержку полнофункционального
порта RS-232, совместимого по уровням с портами ПК.

Для полноценой работы этого устройства под управлением ОС семейства Windows понадобятся драйверы, доступные для скачивания
на сайте производителя. Поскольку на этих чипах
делается достаточно много интерфейсных шнурков для подключения мобильных телефонов к ПК, вполне вероятно, что подойдут
драйвера и от них.

Вопросы, как обычно, складываем тут.

Файлы:
Модуль FT232BM (формат SL5)
Модуль FT232BM + EEPROM (формат SL5)
Модуль FT232BM + EEPROM с 3.3В интерфейсом и полным портом RS-232 (SL5)
Модуль FT232BM + EEPROM с полным RS-232 и MAX213 (плата SL5 и схема SPlan)
Модуль TUSB3410 (формат SL5)
Драйвер TUSB3410 (WinXP)
Схема и плата для PL-2303 (SL5)


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

radiokot.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о