В данной статье приведена подборка схем, позволяющая собрать несложное, но крайне полезное устройство: переходник Com .
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.
Рабочее напряжение: 3,3...5,5 В, интерфейс: TX RX VCC GND...
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.
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 .
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.
Затем настраиваем виртуальный порт: выставляем в окошке «управление потоком» — НЕТ. Затем выбираем свободный номер порта.
USB — COM переходник на микроконтроллере Attiny2313
Питание 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:
При , фьюзы необходимо выставить следующим образом:
Для работы устройства необходимо установить драйвер виртуального COM порта. Для этого скачиваем его:
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:
Фьюзы при программировании для atmega8/48/88:
В данной теме рассмотрим подборку нескольких радиолюбительских схем, позволяющих собрать переходник USB COM, который часто используется в измерительной и медицинской техники. Устаревший, но все еще актуальный последовательный порт RS-232, он же COM-порт, используется для обмена информацией между компьютером и устройством. Последовательным он назван потому, т.к обмен данными идет бит за битом по одному.
Переходник USB COM на FT8U232BM |
Основа переходника микросборка FT8U232BM. Она поддерживает все требуемые стандартом COM порта уровни (DCD, RX, TX, DTR, GND, DSR, RTS, CTS, RI) согласно распиновки.
Для согласования TTL уровней RS232 с FT8U232BM используются микросборки 74НС00. Микросхема 93С46 используется для хранения персонального номера (PID), код изготовителя (VID) и заводского номера устройства. Поэтому ее можно и исключить, но тогда к адаптеру можно подключить только одно устройство создающее виртуальный COM-порт. Справочная документация драйвера для работы с компьютером и чертеж печатной платы можете скачать по зеленой ссылке выше.
Упрощенный вариант
В ней поддерживаются только сигнальные цепи RX, TX, RTS, CTS. Для согласования уровней используется довольно известная микросхема MAX232.
PL2303HX является преобразователем почти готовым адаптером USB в RS232. В конструкции используется приемо-передатчик MAX232, преобразующий уровни RX, TX.
Имеется два варианта переходника USB COM микросхемы: новая(var D 2012 г.) и старая(var A 2004 г.). По справочнику распиновка у них отличается, так что нужно обязательно уточнить, какая у вас версия микросборки.
PL2303 полностью заменяет COM-порт, но чаще всего используются только контакты Tx и Rx. Для сопряжения уровней между портом USB и COM я применяю широко известную микросхему MAX232. Она нужна для того, что в типовом COM-порту логические уровни это 12 вольт, а USB работает с более низкими уровнями.
Для работы с адаптером необходимо установить в операционной системе компьютера драйвер для виртуального COM-порта, его можно скачать по ссылке выше.
Для проверки работоспособности схемы можно замкнуть контакты преобразующие уровни Rx Tx и отправить в COM-порт какие-нибудь данные, они должны вернуться. Для мониторинга порта отлично подходят .
Питание Attiny2313 происходит от .Схема поддерживает работу только с управляющими сигналами Rx и Tx.
Прошивку к микроконтроллеру, рисунок печатной платы переходника, программу терминал для проверки устройства, драйвер и фьюзы можно скачать по ссылке выше.
При подключении интерфейса к компьютеру должен появиться сообщение «Найдено новое оборудование». Устанавливаем по стандартному алгоритму драйвер и все устройство готово к работе. Для проверки работоспособности кратковременно замыкаем Rx и Tx выводы и с программы терминала выставляем номер COM порта и отправляем любое сообщение. Если адаптер рабочий, то сообщение должно появится в окне программы.
Проблемы при "прошивке" ресиверов. Отсутствие COM порта. Использование ноутбука
В большинстве «старых» компьютеров и ноутбуков, приобретенных более 5лет назад, всегда было несколько COM портов (RS-232). По крайней мере, всегда был хотя бы один разъем «RS-232».
Рис. 1. Разъем на корпусе компьютера
К нему подключали различное внешнее оборудование: мыши, принтеры, модемы, специализированное оборудование. Поэтому проблем с подключением ресивера к компьютеру для «прошивки» не возникало. Достаточно было просто подключить, запустить программу для обновления ПО ресивера и спокойно сделать все необходимое.
В современных компьютерах разъем «RS-232» нередко отсутствует. Тут и возникают проблемы, зачастую весьма неприятные. В большинстве ресиверов нет иных способов «прошивки» кроме использования «RS-232». И «USB» вход для подключения внешнего флешь-накопителя есть не у всех ресиверов.
А иногда имеется и другая проблема: ноутбук имеет «COM» порт, но с ресиверами одной модели он работает, а с другими - нет. Это связано с нарушением производителем ноутбука стандарта передачи данных «RS-232». На это они идут в целях экономии энергии заряда аккумуляторной батареи. Если производитель ресивера был технически щепетилен и точен, то в ресивере будет установлена специальная микросхема для «COM» порта. Благодаря этой микросхеме ресивер будет работать и с ноутбуком, и с компьютером. Но установка микросхемы увеличивает общую стоимость изделия, а в последнее время производители экономят даже на этих мелочах! Поэтому и возникает проблема несовместимости ноутбуков и большинства ресиверов.
При использовании компьютера проблема отсутствия необходимых портов«RS-232» решается просто: необходимо приобрести дополнительный модуль с «COM» портами. Это плата, устанавливаемая в компьютер, называется «PIC-COM» или просто «плата СОМ портов».
Рис. 2. Плата PCI для компьютера с двумя «COM» портами
Если вы не сильны в компьютерах и ранее никогда не имели дело с установкой дополнительного оборудования в компьютер, то обратитесь к специалисту! Иначе можете «умертвить» дорогостоящее оборудование.
После установки платы в компьютер операционная система «Windows» - «ОС» присваивает новым установленным портам номер, например, «1», «2»…«25».
При использовании ноутбука обычную плату от компьютера установить нельзя: не тот стандарт и размер. Имеется два способа решения этой проблемы: дорогой, но качественный, и дешевый, но не полностью совместимый. В первом случае необходимо приобрести для ноутбука специальную плату с портами. Цена на эти платы высока, и приобрести, даже под заказ, эту плату мне не удалось
Рис. 3. Плата для ноутбука с «COM» портом
И тут есть подвох: в «старых» и «новых» ноутбуках два разных стандарта для дополнительного оборудования! Перед приобретением сверьтесь с инструкцией к вашему ноутбуку!
Если же вы не могли приобрести плату на компьютер или ноутбук, то остается один выход: «USB». Практически во всех современных моделях компьютеров имеется «USB» выход, как минимум два, а то и все восемь! В продаже имеются различные преобразователи «USB - COM».
Рис. 4. Преобразователь «USB - COM»
Рис. 5. Схема преобразователя «USB - COM»
Как спаять Переходник USB-COM самостоятельно. Вариант - 1
Как сделать самому переходник USB-COM , который можно использовать для подключения конвертеров и прочих девайсов к компьютерам у которых нет «железного» COM-порта.
Внимание!
Переходник описанный ниже обеспечивает согласование только сигналов RX и TX.
Все прочие модемные сигналы не задействованы.
Большинству устройств, работающих без аппаратного управления потоком, этого более чем достаточно.
С конвертерами Pilot VAF/MAF переходник работает 100%
Поехали!
Для сборки вам потребуются следующие детали:
1. PL2303HX (USB-USART мост от Prolific)-1шт.
2. MAX232CSE (UART-RS232)-1шт.
3. Кварц 12.00 МГц-1шт.
4. Конденсаторы 10 нФ (smd1206)-2шт.
5. Конденсаторы 1 мкФ (smd1206)-6шт.
6. Резисторы 27Ом (smd1206) -2шт.
7. Резисторы 1.5КОм (smd1206)-1шт.
8. Разъем mini-USB -1шт.
9. Разеъем DB-9 папа – 1шт.
10. Фольгированный текстолит для платы 48*22мм – 1шт
Схема переходника
Печатная плата
Файлы схемы и печатки в формате Eagle PCB Editor можно скачать по этой ссылке
Сборка и настройка
Здесь собственно все элементарно - делаем плату, сверлим 4-ре отверстия и напаиваем все детальки.
В итоге у вас должен получиться вот такой вот переходничок:
Плату, чтобы не окислялась, можно задуть полиуретановым лаком или любым быстросохнущим автомобильным лаком, какой есть под рукой.
Далее этот девайс подключаем к порту USB компьютера.
Windows обнаружит новое устройство и попросит драйвера
Идем на сайт пролифика и выкачиваем самую последнюю версию дров
На момент написания статьи, самый последний драйвер был вот этот .
После скармливания винде драйвера, в системе должен появиться новый COM порт Prolific:
Теперь необходимо проверить работоспособность переходника
Для этого на переходнике в разъеме COM-порта, отверткой или проволочкой замыкаем между собой контакты 2 и 3 (на самом разъеме обычно выбиты цифры с номерами контактов – приглядитесь повнимательнее) Как вариант, можно напаять временную перемычку:
Далее запускаем программу «Гипертерминал» (Пуск->Программы->Стандартные->Связь->Гипертерминал)
На висте и семерке гипертерминала нет! Поэтому придется сходить в гугл/яндекс выкачать гипертерминал или любой его аналог.
Выбираем в настройках соединения наш новый сом-порт:
Теперь запускам соединение, выбираем английскую раскладку и пробуем чего-нибудь печатать.
На экране должны появиться символы нажимаемых клавиш:
Если буквы не появляются, то проверяйте монтаж
Вот собственно и все!
Теперь остается убрать перемычку с контактов 2-3 и можно пользоваться переходником по прямому назначению.
Т.е. в свободный разъем «USB» ноутбука подключается вход такого «преобразователя», с диска из комплекта устанавливается драйвер (программа управления) и в системных настройках появляется виртуальный COM порт с присвоенным порядковым номером.
Как спаять Переходник USB-COM самостоятельно. Вариант - 2
| Рисунок 1. Общий вид |
 |
Предлагаемый блок в собранном виде позволяет реализовать принцип: купил – подключил. Устройство позволит пользователям персональных компьютеров подключить к USB-порту устройства, работающие от COM-порта (RS232C).
Ориентировочная розничная цена: 540 руб
Переходник будет полезен в практических приложениях: для подключения к персональному компьютеру различных устройств, а так же модемов и программаторов.
Технические характеристики
Напряжение питания от USB порта: 5 В.
Ток потребления: 20 мА.
Скорость соединения RS232C: 110-230000 бит/с
Интерфейс: USB1.1, USB2.0.
Поддерживаемые операционные системы: Win98, Win2000, WinXP, Vista, Linux и др.
Габаритные размеры устройства: 60x30 мм.
Комплект поставки
Блок переходника в сборе: 1.
Инструкция: 1.
Конструкция
Конструктивно переходник выполнен на двусторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита, защищенной прозрачной термоусадочной трубкой.
Переходник обеспечивает все модемные сигналы: DSR, DTR, RTS, CTS, RI, DCD, а также основные сигналы RXD и TXD.
Рисунок 2. Схема электрическая принципиальная
.gif)
Рисунок 3. Вид печатной платы со стороны деталей
Описание работы блока
Принципиальная электрическая схема приведена на рис 2 .
Центральная часть устройства – микроконтроллер CP2102 производства SILICON LABORATORIES. В качестве микросхемы драйвера уровней применен преобразователь MAX3243 производства фирмы Texas Instruments. Переходник обеспечивает все модемные сигналы: DSR, DTR, RTS, CTS, RI, DCD, а также основные сигналы RXD и TXD.
Установка устройства в ОСДля установки драйверов для компьютера следует сначала скачать соответствующий вашей операционной системе драйвер.
Далее инсталлируйте драйвер на свой персональный компьютер. Подключите переходник. Операционная система обнаружит его и «попросит» драйвер, следует указать ей месторасположение этого драйвера (то место, куда он был распакован).
После успешной установки на переходнике должен засветиться светодиод, сигнализирующий готовность устройства к работе!
NEW Обновлённый драйвер от 25.01.2011 г.
1. Драйвер для Win Vista Вы можете скачать
2. Драйвер для Windows 2000/XP/Server 2003/Vista (v5.0) Вы можете скачать
3. Драйвер для Linux Вы можете скачать
4. Драйвер для Win98SE Вы можете скачать
5. Драйвер для OC Mac Вы можете скачать
6. an144sw.zip - c помощью данной программы можно изменить ID коды USB-COM переходника. Это нужно для того, чтобы получить возможность использовать несколько 8050 на одном ПК. Использовать только опытным пользователям! Вы можете скачать
ПРОВЕРКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ BM8050 БЕЗ ВНЕШНЕГО ОБОРУДОВАНИЯ
Для проверки передачи и приема всех необходимых модемных сигналов согласно подключения СОМ-устройства.
Установите перемычки на контакты 2-3, 4-6, 7-8 СОМ-разъема ВМ8050 .
Соедините устройство c USB-портом ПК.
Посмотрите, какой порт ОС выделила для устройства, для чего войдите в Пуск --- Настройка --- Панель Управления --- Система --- Оборудование --- Диспетчер Устройств --- Порты (СОМ и LPT) --- Silicon Labs CP210x USB to UART Bridge (COM1).
Запустите стандартное приложение HiperTerminal для Windows из Пуск --- Программы --- Стандартные --- Связь --- HiperTerminal.
Остановите запущенное подключение, если оно активно, для чего нажмите вверху Вызов --- Остановить.
Посмотрите, какой порт используется программой для связи с устройством, для чего войдите слева вверху Файл --- Свойства и напротив "Подключаться через" выберите такой же порт, как и в Диспетчере Устройств (в нашем случае COM1).
В этом же окне убедитесь, что выбрано управление потоком "Аппаратное" в программе, для чего нажмите кнопку в центре "Настроить" и в нижнем окне "Управление потоком" выберите "Аппаратное".
Выйдите из настройки программы, для чего нажмите ОК, еще раз ОК.
Напечатайте текст "Текст" в программе HiperTerminal, при этом на экране печатается текст "Текст", что подтверждает исправность устройства.
Снимите перемычки с контактов 2-3, 4-6, 7-8 СОМ-разъема ВМ8050 .
Напечатайте текст "Текст" в программе HiperTerminal, при этом на экране печать отсутствует, что подтверждает исправность устройства.
Настройка драйвера и выбор порта для переходника USB-COM
Тут нас поджидают первые проблемы: во-первых, ОС могла присвоить виртуальному порту слишком большой номер, например,«25». А программа для «прошивки» ресивера позволяет работать с номерами портов от одного до четырех. Во-вторых, не все преобразователи «USB -COM» могут работать с программой для «прошивки» и самим ресивером. Причина в том, что производители оборудования по-разному изготовили свои изделия и программы к ним. Проверять все преобразователи необходимо индивидуально под вашу программу и ваш ресивер. Часто бывает, что с одним оборудованием преобразователь работает, а с другим- нет.
Если первая проблема устраняется изменением номера порта в настройках ОС, то проблему совместимости оборудования, программы и преобразователя устранить нельзя.
Для изменения присвоенного ОС номера необходимо изменить его вручную. Для этого необходимо войти в «Диспетчер устройств»: «Пуск» - «Настройка» -«Панель управления» - «Система».
Рис. 15.6. «Панель управления»
В появившемся окне выбрать вкладку «Оборудование» и щелкнуть по кнопке «Диспетчер устройств». Откроется окно «Диспетчер устройств». В появившемся окне в древовидном списке выбрать строчку «Порты (COM и LPT). В раскрывшемся списке вы увидите все порты, имеющиеся в вашем компьютере. Выберите ваш виртуальный порт: «преобразователь «USB - COM». У меня преобразователь модели «Prolific».
Рис. 15.7. Список имеющихся портов
Щелкните по этой строчке ПРАВОЙ кнопкой мыши, в открывшемся окне выберите стройку «Свойства».
Рис. 15.8. Настройка выбранного порта
В появившемся окне выберите вкладку «Параметры порта». В строчке «Скорость» выберите «115200», затем щелкните по кнопке «Дополнительно».
Рис. 15.9. Настройка параметров порта
В нижней части открывшегося окна найдите вкладку «Номер COM порта».
Рис. 16. Изменение номера COM порта
Щелкните по вкладке и выберите необходимый номер COM порта.
Обратите внимание, что некоторые номера порта могут быть заняты уже имеющимся оборудованием, например, встроенным модемом. Использовать одновременно один порт нельзя!
После завершения настройки нажмите «ОК» для сохранения внесенных изменений и полностью выйдите из режима настроек, закрыв все ранее открытые окна. После этого перезагрузите компьютер для внесения необходимых изменений. Если же вы изменяли номер «COM» порта «USB - COM» преобразователя, то достаточно просто вынуть его из разъема компьютера и заново подключить.
Готовые решения USB-COM адаптеров от производителей.
Кабель-адаптер COM 9/25M -> USB AM 1м
Цена - 300 руб.
Описание Кабель для подключения устройств с последовательным интерфейсом (RS-232) к USB порту.
Разъемы кабеля или переходника COM25M, COM9M, USB A
Совместимость
Совместимость USB 1.1/2.0
Поддержка ОС Windows 2000, Windows XP
Прочее
Длина кабеля 1 метр
Логистика
Размеры упаковки (измерено в НИКСе) 21.5 х 14.5 х 4.1 см
Вес брутто (измерено в НИКСе) 0.136 кг
Кабель-адаптер TRENDnet 
Цена - 500 руб.
Основные
Производитель TRENDnet
Модель TU-S9
Тип оборудования Кабель-переходник
Диаметр 28/24 AWG
Параметры производительности
Скорость передачи данных 500 Кбит/сек
Питание От USB порта
Потребление энергии 500 мА - максимальное
Совместимость
Требования к системе RAM 64 Мб
Поддержка ОС Windows ME, Windows 2000, Windows XP
Прочее
Соответствие стандартам RoHS
Длина кабеля 0.6 метра
Вес 75 грамм
Рабочая температура 0 ~ 40°C
Размеры упаковки (измерено в НИКСе) 23 x 16.8 x 4.6 см
Вес брутто (измерено в НИКСе) 0.135 кг
Внешние источники информации
Ссылка на сайт производителя www.trendnet.com
Адаптер - переходник USB-COM (RS-232)
Цена - 1500 руб.
Адаптер предназначен для использования приборов и адаптеров расчитанных для включения через Com (RS232) порт, например это очень актуально при использовании современных компьютеров, которые имеют только USB, в этом случае, с помощью этого переходника вы можете использовать современные компьютеры и ноутбуки совместно с нашими приборами и адаптерами, такими как Сканер BMW, Сканер Mercedes, Scanmatik и др.
Оборудование для автосервисов, автодиагностика, диагностическое оборудование, диагностика авто, автомобильный сканер, автосканер, диагностический пост, чип тюнинг, оборудование для автодиагностики Carbrain, UNISCAN, ADP-504, KKL-USB, KKL-COM, сканер BMW, сканер Opel, BMW 1.3.6, Automan, Opel scanner, BMW scanner, мотор тестер, газоанализатор, диагностика двигателя, диагностика панели приборов Программатор транспондеров, OBD-2, OBD2, корректировка одометра, U-581, запуск двигателя, crash data, креш дата, крэш дата, спидометр, тахометр.
Хотя может нужно воспользоваться нуль модемным кабелем (2-3, 3-2, 5-5) и переходником типа -
К переходнику добавляете USB удлинитель вот вам и прямой нуль-модемный кабель.
- Розничная стоимость 100р .
- Тип A-A
- Длина: 1.5 м
Но для остальных ресов нужен "перевёрнутый " нуль-модемный кабель.
- Розничная цена 155.00 руб.
- Тип разъема: DB9 F - DB9 F
- Длина: 1.8 м
или такой переходник:
STLab U-350 (RTL) Адаптер COM 9M -> USB AM
Цена - 350 руб.
Основные
Производитель St-Lab
Модель USB DONGLE SERIAL 1 PORT
Описание Переходник позволяет подключить устройство с интерфейсом RS-232 (например, модем) к порту USB компьютера.
Тип оборудования Кабель-переходник
Разъемы кабеля или переходника COM9M, USB A
Встроенный USB-коннектор Да
Параметры производительности
Скорость передачи данных 115200 бит/сек
Интерфейс USB 1.1
Питание От USB порта
Поддержка ОС Windows 2000, Windows ME, Windows XP, Windows Vista, Windows 2003 Server
Размеры упаковки (измерено в НИКСе) 17 x 13 x 3.2 см
Вес брутто (измерено в НИКСе) 0.077 кг
Внешние источники информации Ссылка на сайт производителя
Наконец-то закончились праздники, и пришло время чего-нибудь сделать.
Начнем, пожалуй, с необходимого устройства, облегчающего жизнь рядового электронщика – устройства связи с компьютером. Это нужно для того, чтобы передать данные в компьютер (температура с датчиков, положение дверей, частота вращения двигателя, таблица значений с регистратора …) или принять данные из компьютера (таблицы значений для вычислений, настоечные данные для устройств, новая прошивка для загрузчика…). Для отладки нового устройства (посмотреть что там, в мозгах микроконтроллера, происходит) вообще незаменимая вещь.
Как Вы знаете, существует множество интерфейсов, посредством которых микроконтроллер может общаться с внешним миром. Но если речь идет о связи с компьютером – вне конкуренции интерфейс RS-232 (COM порт). Причина — простота работы с портом со стороны компьютера и наличие большого количества программ для этого предназначенных. Кроме того, почти в каждом микроконтроллере есть аппаратно поддерживаемый интерфейс USART (это тот-же RS-232, только с напряжениями 0 — 5v), что делает процесс связи легко реализуемым.
Для того, чтобы привести уровни сигнала микроконтроллерного USART к уровням COM порта компьютера нужно собрать несложный преобразователь (например, на МАХ232), но можно пойти по более интересному пути
Более интересный путь — собрать преобразователь UART to USB. При этом USB порт воспринимается компьютером как виртуальный COM порт. В этом случае мы убиваем сразу несколько зайцев:
– USB порт есть в любом компьютере (хотя COM порт встречается еще довольно часто, но на ноутбуках его уже нет);
– как оказалось преобразователь UART to COM(RS-232) сделать гораздо сложнее, чем UART to USB (два раза делал программатор для СОМ порта с преобразователем МАХ232 – оба раза неудачно);
– если подключать преобразователь через USB хаб, то мы получаем сразу несколько виртуальных COM портов на одном USB, плюс безопасность для компьютера, так как хаб выступает в роли буфера.
Вот схема преобразователя UART to USB.
Это не мое устройство. Взята данная схема с сайта www.recursion.jp/avrcdc/ . Причина, по которой я ее здесь привожу – это простота схемы и дешевизна изготовления. Собрать схему довольно просто (можно даже на макете).
Готовое устройство я выполнил в форме «флешки» для того, чтобы удобней было пользоваться в «полевых» условиях. Для большего комфорта можно взять USB удлинитель, одним разъемом прицепить к компьютеру, во второй вставить нашу «флешку-преобразователь» и получим мобильное устройство, которое можно без проблем подключить к любой схеме.
Печатная плата двухсторонняя, подходит для микроконтроллеров ATmega8/48/88/168
Вот вариант для изготовления по технологии описанной
Прошивки для различных микроконтроллеров:
Фьюзы для CodeVisionAVR, PonyProg ставятся инверсно
SPI интерфейс для программатора выведен вместе со всеми интерфейсами сзади «флешки» – подключаем программатор прямо там. Штырек сброса паяем возле ножки сброса (чтоб не мешал). При программировании преобразователь нужно запитать напряжением 5v со стороны интерфейсов. Через USB нежелательно, так как напряжение питания через светодиод уменьшится. Если возникают проблемы по причине больших шумов – вешаем подтягивающий к питанию резистор на ножку сброса (5-10кОм). Наличие светодиода обязательно – он используется в качестве регулятора напряжения. Прошивка предусматривает работу управляющих линий (CTS, RTS, DTR), но для UART они не нужны и я их не выводил на разъем интерфейсов. Если они Вам нужны — просто нужно «кинуть» перемычки с ножек микроконтроллера на ножки разъема интерфейсов.
После того как устройство собрано,
необходимо установить драйвер виртуального COM порта.
В архиве есть папки для разных Win:
/raw — для (Windows 2000/XP)
/w2k — для Windows 2000 (bulk mode only)
/xpvista7 — для Windows XP/Vista/7 x32
/vista64 — для Windows Vista x64
Делается это очень просто:
1
Вставляем «флешку-преобразователь» в USB порт;
2
Получаем в трее сообщение о том, что найдено новое устройство;
3
Запустится «Мастер нового оборудования», выбираем «Установка из указанного места», жмем «Далее»;
4
Выбираем «Включить следующее место для поиска» и в окошке указываем нужный путь к драйверу;
5
Жмем «Далее», драйвер установится, жмем «Готово»
Теперь в «Свойствах» «моего компьютера» в закладке «Оборудование» нажимаем кнопку «Диспетчер устройств». В окошке диспетчера устройств в разделе «Порты (COM и LPT)» увидим новое устройство — «Virtual Communications Port (COM5)» .
Для каждого USB порта будет назначен свой виртуальный COM порт (COM5, COM6, COM7 и т.д.).
Готово! Теперь можно пользоваться преобразователем.
Проверим работоспособность преобразователя, для этого нужно закоротить вход с выходом (RxD, TxD) и посылать с компьютера сообщения по виртуальному порту. Посланные сообщения должны возвращаться как принятые.
На нужные штырьки цепляем «джампер»-перемычку. Запускаем программу для работы с COM портом. Можно использовать стандартный виндовский гипертерминал, но мне больше нравиться другая программка — маленькая, портативная и функциональная.
Запускаем программу, устанавливаем нужный порт (смотрим номер порта в диспетчере устройств), скорость и другие параметры оставляем как есть, нажимаем «Connect», в окошке возле кнопки «->Send», пишем сообщение, нажимаем «->Send» и сморим результат. Нижнее окно — отправленное сообщение, большое окно — принятое сообщения. Если все работает — сообщения будут одинаковыми.
Данная «флешка — преобразователь интерфейсов» позже превратится в I2C toUSB, SPI to USB, SPI to UART и т.д. необходимо лишь перепрошивать ее необходимой прошивкой. (Что-то я у себя начинаю замечать тягу к универсализации:)).
P.S. Сайт-источник рекомендует для согласования уровней напряжения преобразователя(3.3v) и устройства(5v) соединять их через схему согласования. Но я думаю резисторов в пределах полукилоома в линиях RxD, TxD должно хватить для согласования — нужно попробовать.
P.P.S. Это первая практическая схема в блоге – дальше их будет больше, так как с основами мы, вроде-бы, разобрались (еще остались кой-какие вопросы – потихоньку буду писать).
(Visited 31 429 times, 4 visits today)
Сначала пара слов про микросхему PL2303 . Существует 2 распространенных варианта данной микросхемы: новая(var D 2012 г.) и старая(var A 2004 г.). По Datasheet распиновка у них отличается, так что нужно смотреть, какая у вас версия микросхемы. Данная статья касается только старой версии микросхемы.
Вариант переходника с сопряжением уровней.
Микросхема PL2303 способна полностью заменить COM-порт, но я использую только контакты Tx и Rx. Остальные откидываю за ненадобностью. Схема данного переходника представлена на рисунке 1.
Для сопряжения уровней между USB и COM портом я использую микросхему MAX232. Эта микросхема нужна из-за того, что в классическом COM-порту логические уровни это +-12 вольт, а USB работает с уровнями 0-5 вольт.
Рисунок 1 - Схема переходника USB-COM-порт на микросхеме PL2303 с сопряжение уровней
Печатная плата этого переходника содержится в файлах к статье.
Вариант переходника без сопряжения уровней
Если нет необходимости в сопряжении уровней, можно отбросить часть схемы с микросхемой MAX232. После изменения получается схема представленная на рисунке 2. Данная вариация схемы хорошо подходит для подключения микроконтроллеров по UART (масса у микроконтроллера и переходника должна быть общая).
Рисунок 2 - Схема переходника USB-COM-порт на микросхеме PL2303 без сопряжения уровней
Печатная плата так же содержится в файлах к статье.
На рисунке 3 представлено готовое устройство. Хотя изначально плата была сделана для первого варианта, позже микросхема MAX232 была демонтирована за ненадобностью. Сейчас переходник успешно применяется для связи микроконтроллеров AVR c компьютером по UART.
Рисунок 3 - Фото готового устройства
Драйвер для микросхемы PL2303
За драйвером идем на сайт производителя и скачиваем последнюю версию драйвера. Ссылка на драйвер
Возможные проблемы
Проблема с драйвером, пишет "Запуск этого устройства невозможен. (Код 10)". Есть два варианта решения:
1) установить старую версию драйвера. Скачать старый драйвер можно там же. У меня windows 10 и этот способ мне не очень помог.
2) скачать костыль к драйверу (лежит в файлах к статье.). Не помню откуда взял, но мне помогло. После скачивания:
- ser2pl.inf- правой кнопкой и установить
- Все скопировать в С:/Windows/System32/Drivers
Для проверки работоспособности переходника нужно замкнуть контакты Rx Tx и отправить в COM-порт какие-нибудь данные, данные должны вернуться. Для мониторинга СOM-порта я использую программу Advanced Serial Port Monitor .
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| U1 | Преобразователь USB в RS-232 | PL2303 | 1 | В блокнот | ||
| U2 | ИС RS-232 интерфейса | MAX232 | 1 | если надо | В блокнот | |
| C1, C22 | Конденсатор | 22 пФ | 2 | В блокнот | ||
| C3, C88 | Конденсатор | 1 мкФ | 6 | В блокнот | ||
| R1, R2 | Резистор | 27 Ом | 2 | В блокнот | ||
| R3 | Резистор | 1.5 кОм | 1 |