5.7. Пример последовательного подключения микроконтроллера к usb

При помощи FTDI-контроллера можно довольно быстро и без особых затрат преобразовать адаптер из последовательного в USB. Для самой простой передачи сообщений микроконтроллера к USB требуются только сигналы TxD, RxD и заземляющая шина.

Для этого может использоваться также USB-флэш-адаптер. TxD USB-адаптера (штырьковый вывод 7 соединительного штекера) соединяется с RxD микроконтроллера, a RxD USB-адаптера (штырьковый вывод 6 соединительного штекера) с TxD микроконтроллера. Теперь отсутствует только лишь общее соединение на корпус (соединение с "землей") с штырьковым выводом 2 соединительного штекера (табл. 5.1).

Таблица 5.1

Последовательный сигнал	USB-адаптер		Микроконтроллер
TxD	Штырьковый вывод 7	Отправка данных	D0	Вход
RxD	Штырьковый вывод 6	Прием данных	D1	Выход
“земля”	Штырьковый вывод 2		D2	“земля”

После установки FTDI-драйвера по (виртуальному) соm-порту может осуществляться сообщение с микроконтроллером.

Схема на рис. 1Е приложения Е показывает не только простое последовательное соединение, но также и то, как микроконтроллер одновременно питается тактом в 12 МГц от микросхемы FT232R на выходе CBUS 0 и PWREN для режима простоя USB.

5.8. Согласование уровней rs232/485

Если вы хотите использовать FTDI-чип в качестве конвертера USB для последовательного порта RS232 или 485, следует согласовать уровни. Структурные элементы серии 213 (Sipex SP213ECA, Maxim MAX213CAI или аналоговые устройства ADM213E) содержат необходимые драйверы аппаратного обеспечения RS232 для четырех сигналов отправки и пяти сигналов приема. Эти элементы дополнительно поддерживают Shut Down Mode (режим отключения), таким образом для сохранения USB-договоренностей они могут переводиться в режиме простоя ПК на минимальное потребление электроэнергии (рис. 1Ж приложения Ж).

Если требуется только 4 сигнальных линии RXD, TXD, RTS и CTS (не нужна поддержка через режим Suspend), то вы можете использовать преобразователь уровней Мах232 или ST232.

Схема с Max232 довольно простая (рис. 2Ж приложения Ж). Изображенные электролитические конденсаторы имеют емкость 1мкФ (рис. 3Ж приложения Ж).

У RS485-портов TxD и RXD передаются как дифференциальные сигналы. Сигнал CBUS2 (TXDEN) активирует драйвер отправителя, CBUS3 (PWREN)— прием данных. Элемент SP481 здесь приведен только для примера, такие же элементы имеются и в устройствах Maxim, и в аналоговых устройствах.

5.9. Бод-генератор

Для передачи данных у последовательного USB-адаптера особенно важным является настройка скорости передачи в бодах. Принципиальным образом FTDI поддерживает все стандартные скорости передачи в бодах (300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 14400, 19200, 38400, 115200, 230400, 460800 и т.д.).

Скорости передачи в бодах обычно установлены в программе-приложении или в ОС и могут быть настроены при помощи вызова функции FT_SetBaudRate.

Если раньше хотели использовать нестандартные скорости в бодах, нужно было детально разбираться и ориентироваться в генерировании скорости передачи данных и возможных коэффициентах деления. Коэффициенты деления после пересылки скорости в бодах также должны были передаваться при ПОМОЩИ вызова функции FT_SetDivisor.

В новых версиях драйверов FTDI этого больше не требуется: достаточно просто ввести скорость передачи (например, 49000), и драйвер автоматически определяет лучшие настройки.

Чтобы обойти процедуру настройки скорости в бодах (допустим, нужно перенастроить скорость передачи в 115 на 512 К), потребуется файл FTDIPortinf. Там вы найдете запись [FtdiPort232.NT.HW.AddReg]. В записи

HKR ConfigData ,1,01,00,3F,3F,10,27,88,13

каждой скорости передачи сопоставляются два последовательных байта. Пара 10,27 соответствует скорости передачи 300, а 88,13 — скорости передачи 600 бод, и т. д.

Все стандартные значения для FTDI в руководстве "Aliasing Using the Original Sub-Integer Divisors".

Существует несколько программ, которые используют последовательный порт для программирования микроконтроллеров. При этом выходные сигналы ТхО, RTS и DTR обслуживаются непосредственно через (флэш)-программу. Так как обычно USB работает во временных тактах 1 мс, то по сигнальным линиям USB может быть изменена "только" каждая миллисекунда, тогда как при нормальном последовательном интерфейсе это значительно быстрее.

Принципиальным образом в этом случае рекомендуется использовать также конвертер USB/последовательный порт, но передача данных будет со скоростью несколько байтов в секунду.

Вывод

В данной курсовой работе приведены основные сведения о таких интерфейсах передачи данных, как то USB 2.0 и USB 3.0, вкратце описаны сведения о драйверах, используемых при работе с данными и интерфейсами.

Во второй части основное внимание уделено вопросу аппаратного обеспечения, даны описание и принципиальные электрические схемы адаптеров различных производителей, также рассмотрен пример последовательного подключения микроконтроллера к USB и бод-генератор.

Список использованной литературы:

1. Хульцебош Ю. USB в электронике: Пер. с нем. / Ю. Хульцебош. – СПб.: БХВ-Петербург, 2009. – 224 с.: ил.

2. Козлов Ю.И. Создание USB-устройств / Юрий Козлов, Вячеслав Пронин. – М.: Евразия, 2001. – 344 с.: ил.

3. Аксельсон Ж. Обзор USB: пер. с англ. / Жан Аксельсон. – М.: Вильямс, 2001. – 179 с.

4. Интернет-ресурс radiofiles.ru.

5. Интернет-сайт ru.wikipedia.ru