مهايئ منفذ USB إلى UART Bridge RS232 هو جهاز USB عالي السرعة مصمم لتوصيل الأجهزة الطرفية التي تتوافق مع معيار TIA / EIA232.

يعتمد المحول على وحدة تحكم Silicon Labs CP2102 وهو مخصص للاستخدام في الأنظمة المزودة بناقل USB. الأجهزة الطرفية متصلة باستخدام موصل DB9 قياسي.

• دعم مواصفات USB 2.0 ؛
• مجموعة كاملة من إشارات واجهة RS232 ؛
• سعة إشارة RS232 ليست أسوأ من ± 5.5 فولت ؛
• USB حافلة تعمل بالطاقة.

تركيب وتوصيل المحول

1. قبل تثبيت وتوصيل محول CP2102 ، تأكد من فصل الطاقة عن الأجهزة الخارجية وتوصيلها بالحلقة الأرضية.
2. ثم اتصل جهاز خارجيإلى موصل DB9.
3. قم بتثبيت المحول في موصل USB مجاني ، وتحقق بصريًا من ملاءمة وسادات التلامس حتى يتوقف في الموصل.
4. إمداد الجهد لجهاز الإدخال والإخراج ، النظام جاهز للتشغيل.

قبل تثبيت محول CP2102 ، يجب أن تدرك أن مواصفات USB قابلة للتوصيل أثناء التشغيل ، ولكنها لا تنطبق على الأجهزة الطرفية للإدخال / الإخراج التسلسلي. عند العمل مع المهايئ ، يجب فقط توصيل المعدات الطرفية غير النشطة! قد يؤدي عدم الالتزام بهذه القواعد إلى خروج مكونات نظام الكمبيوتر!

تثبيت برنامج التشغيل على أساس أنظمة تشغيل Windows

بعد توصيل محول CP2102 بمنفذ USB في بيئة التشغيل أنظمة النوافذ 2K / XP تم اكتشافه على النحو التالي:

أنت الآن بحاجة إلى تنزيل CP210x USB to UART driver. لنبدأ في تثبيته:

أثناء التثبيت المسبق ، يمكن للمستخدم تحديد الدليل الذي سيتم تخزين برامج تشغيل الجهاز فيه CP210x:

إذا طلب نظام التشغيل معلومات حول موقع برامج تشغيل الأجهزة ، فسيُطلب من المستخدم تحديد المسار إليها. يتكون نموذج البرنامج الخاص بمحول CP2102 من جهاز مركب وجسر USB إلى UART ، كل منها موصوف بمفرده إنف-ملف.

لذلك ، أثناء عملية الاكتشاف التلقائي ، يطلب نظام التشغيل كلا الملفين بالتسلسل.

يجب تقديم برامج تشغيل المهايئ إلى النظام للتثبيت من الدليل المحدد أثناء عملية التثبيت المسبق ، ما لم يحدد المستخدم غير ذلك بنفسه. مبدئيًا ، يقوم نظام التشغيل بتثبيت برامج تشغيل للجهاز المركب (جهاز USB المركب):

إذا النسخة الحاليةلم يتم التحقق من برامج تشغيل جهاز USB المركب بواسطة شهادة رقمية مايكروسوفت، يتم تحذير المستخدم من ذلك بالرسالة التالية:

يتم تحديد المسار إلى الملفات اللازمة للجهاز المركب بناءً على شروط التثبيت المسبق:

خطوة التثبيت التالية هي برامج تشغيل جسر USB إلى UART. كما في الخطوة السابقة ، يوصى بالتثبيت التلقائي.

إذا لم يتم تأكيد الإصدار الحالي من برامج تشغيل USB إلى UART Bridge Controller بشهادة رقمية من Microsoft ، فسيتم تحذير المستخدم بشأن ذلك من خلال رسالة. يتم تحديد المسار إلى الملفات الضرورية بناءً على شروط ما قبل التثبيت:

بعد التثبيت ، تظهر وحدة التحكم في الناقل التسلسلي العالمي CP210x USB Composite Device والمنفذ التسلسلي COM3 المنفذ باستخدام CP210x USB إلى UART Bridge Controller في خصائص النظام ، وتتخذ قائمة الأجهزة الشكل التالي:

كل شيء ، السائق مثبت!

في بيئة تفقد فيها أجهزة الكمبيوتر الحديثة بسرعة منافذ COM ، محول USB<->COM هو شيء مفيد وضروري للغاية لمخترق الراديو. ولكن أيضًا محول USB<->UART هو أيضًا شيء مفيد وضروري. بطبيعة الحال ، كنت أرغب في الحصول على كليهما وشيء آخر ، وكل هذا ليس مكلفًا للغاية.

شراء أو تجميع أي من هذه الأدوات ليس مشكلة اليوم. هناك الكثير من المخططات في الشبكة ، والكثير من الأجهزة في المتاجر. ومع ذلك ، كما اتضح ، يمكنك فقط شرائها بشكل منفصل عن بعضها البعض! وهذا على الرغم من حقيقة أن جميع محولات USB التي فكرت فيها<->تقوم COM بتحويل مستويات الإشارة أولاً إلى TTL ، وبعد ذلك فقط إلى RS-232. بالطبع ، لم يناسبني أي من هذه الحلول من حيث العالمية. لماذا أشتري محول USB منفصل<->UART ، إذا كان مضمنًا بالفعل في USB<->كوم؟ بالتفكير بهذه الطريقة ، قررت أنه ليس لدي أموال إضافية و أفضل حلسيجعل المحول العالمي الخاص بك.

كأساس ، تم أخذ رقاقة cp2102 المعروفة. أولاً ، يسمح لك بمحاكاة منفذ COM كامل (جميع الخطوط ، وليس فقط Rx ، Tx) ، وثانيًا ، يحتوي على الحد الأدنى من مجموعة أدوات الجسم ويسمح لك بإنشاء لوحة ذات حجم صغير ، وثالثًا ، اتضح أنه كن الأكثر سعر مغري. تم أخذ دارة المحول من ورقة البيانات الخاصة بهذا الميكروها بدون أي تغييرات عمليًا ، لقد قمت بقصها إلى النصف حتى أتمكن من فصل USB إلى UART من UART إلى RS-232 إذا لزم الأمر.

تخطيطي لتحويل USB إلى UART:

مخطط محول UART إلى RS232:

نتيجة لذلك ، اتضح أنه لا يوجد حتى اثنان (كما كان مخططًا في الأصل) ، ولكن ما يصل إلى ثلاثة أجهزة في جهاز واحد. يمكن استخدام كلا الجزأين من الجهاز المطور كمحولات USB مستقلة.<->UART و UART<->RS232 (فقط من المؤسف أن هذا الأخير يتطلب قوة خارجية). من خلال توصيل الجزأين معًا ، نحصل على محول USB<->كوم. لإقران أجزاء المحول ، استخدمت موصلات IDC-14F و BH-14 ، والتي ، عندما يتم توصيلها بشكل صحيح ، يتم لحامها بنجاح كبير في الألواح ذات الوجهين (أدناه في الصورة يمكنك أن ترى بالضبط كيف).

صورة للجهاز النهائي:

اللحظة الصعبة الوحيدة هي لحام شريحة cp2102 ، لأنها متوفرة في حزمة QFN. تحتاج إلى لحامه بمجفف شعر ، بعد أن قمت مسبقًا بإشعاع جهات الاتصال الملحومة على الدائرة المصغرة والوسادات الموجودة على السبورة. في هذه الحالة ، ليس من الضروري على الإطلاق استخدام أي تدفقات خاصة باهظة الثمن. يكفي صمغ الصنوبر العادي ، فقط يجب إذابته في الكحول ثم وضعه على المواقع باستخدام حقنة أو فرشاة خاصة. إذا لم يكن هناك كحول ، يمكنك إذابة الصنوبري في الفودكا ، ولكن في هذه الحالة ، بعد وضع المحلول ، عليك الانتظار قليلاً ، لأن الماء يتبخر بشكل أسوأ بكثير من الكحول.

موصل USB متصل بشكل خاص باللوحة بسلك مرن ، وليس ملحومًا به بشدة. كما تبين الممارسة ، غالبًا ما تستخدم هذه المحولات لتوصيل محولات مختلفة بجهاز كمبيوتر (COM إلى HART ، و COM إلى RS485 ، وما إلى ذلك) وعندما يتم لحام موصل USB بشدة ، فإنه غالبًا ما ينقطع ، غير قادر على تحمل وزن جميع المعدات المتصلة بالمحول.

بشكل منفصل ، أود أن أتطرق إلى مسألة اختيار المكثفات. تعرض ورقة البيانات تصنيفات المكثفات لإمداد الطاقة 4.7 فائق التوهج و 1 فائق التوهج. في كثير من الأحيان ، لتوفير مساحة على السبورة أو لسبب آخر ، يقومون بوضع مكثفات أصغر بدلاً من ذلك. مرة أخرى ، كما تبين الممارسة ، يمكن أن يؤدي ذلك إلى عدم الاستقرار في إمداد الطاقة للأجهزة المتصلة بالمحول (التي لا تحتوي على مصدر طاقة خارجيويجب أن يتم تشغيله من منفذ COM) ونتيجة لذلك ، إلى عدم قابليتها للتشغيل.

يتم دعم واجهة UART بواسطة جميع وحدات التحكم الدقيقة تقريبًا وهي مريحة للغاية عند تطوير وتصحيح جميع أنواع أجهزة MK: قم بتحميل البرنامج الثابت من خلال أداة تحميل التشغيل وعرض سجلات تصحيح أخطاء الجهاز على الكمبيوتر. ولكن ، للأسف ، في أجهزة الكمبيوتر الحديثة ، يختفي منفذ COM تدريجيًا من قائمة الواجهات المتاحة ، ويحل محله ناقل USB ، وأكثر من ذلك في أجهزة الكمبيوتر المحمولة. جعلني هذا في حيرة من مسألة تصنيع محول USB -> COM. عادة ، يتم تصنيع هذه المحولات على أساس الدائرة المصغرة لسلسلة FT232 الشهيرة ، ولكن لها بعض العيوب: 1) تكلفة الدائرة المصغرة هي 150 روبل تقريبًا 2) أبعاد مجهرية مع كل الصعوبات المترتبة على اللحام وتصنيع المطبوع. لوحة دائرة كهربائية.

كبديل لـ FT232 ، تم اكتشاف CP2102 الأقل شهرة ، والذي يكلف مرتين أرخص ، وله أبعاد أصغر مرتين ، وحتى هيكل QFN-28 (5 مم × 5 مم). هذه الدائرة المصغرة عبارة عن محول USB-UART مكتمل تمامًا ولا يتطلب أي أسلاك خارجية (لا يتم احتساب زوج من مكثفات المرشح في ناقل الطاقة) ولها الميزات التالية:

• متوافق مع مواصفات USB 2.0 ، عالي السرعة (12 ميجابت في الثانية)
• متكامل 1024 بايت EEPROM لتخزين معرف الشركة المصنعة ومعرف المنتج والرقم التسلسلي ووصف الجهاز ، إلخ.
• سرعة RS232 الافتراضية من 300 بت في الثانية إلى 1 ميجابت
• دعم تنسيقات نقل البيانات من 5 و 6 و 7 و 8 بايت من البيانات ؛ 1 ، 1.5 و 2 بت توقف ، تكافؤ مختلف
• المخزن المؤقت للمستقبل - 576 بايت ، المخزن المؤقت لجهاز الإرسال - 640 بايت
• مصادر تردد مرجعية مدمجة ، منظم 3.3 فولت مدمج
• برامج تشغيل لأنظمة التشغيل Windows Vista / XP / Server 2003/2000 ، Linux ، نظام التشغيل MacOS-X/ OS-9

مخطط

تم أخذ مخطط المحول من ورقة البيانات ، وتم التخلص من الأجهزة الطرفية الاختيارية وتمت إضافة مؤشر LED للإشارة إلى وجود الطاقة.

يتم توصيل قابس DB9 بشكل مشابه لإخراج منفذ COM للكمبيوتر ، وهنا الأسلاك الخاصة به (يشار إلى اتجاه الإشارات بالنسبة للكمبيوتر).

المشكلة الرئيسية لتصميم المحول - تم حل مشكلة لوحة الدوائر المطبوعة وتركيب QFN-28 عن طريق لصق الدائرة الصغيرة رأسًا على عقب على لوحة الدوائر المطبوعة ولحام خيوطها بسلك 0.1 مم PEV. كئيب إلى حد ما ، لكنه صغير. ها هي النتيجة:

وفي حالة DB-9 ، كل شيء يبدو كالتالي:

السائقين

الآن ، بعد فحص التثبيت بعناية ، يمكنك اختباره. تم اكتشاف الجهاز بواسطة النظام ولكن سائقي الويندوزلا يمكن إيجاد. قمت بتنزيلها. بعد ذلك ، ظهر منفذ جديد في نظامي - COM5 على Windows و / dev / ttyUSB0 على نظام Linux. الآن ، من خلال توصيل RXD بـ TXD (الدبابيس 2 و 3 من قابس المحول) وتشغيل أي طرف COM ، يمكنك التأكد من إرسال البايتات .. واستلامها .. علاوة على ذلك ، يتزامن الأخير مع الأول ..

نقطة واحدة مهمة: مستويات الإشارة عند خرج المحول هي TTL وتختلف عن مستويات الإشارة لواجهة RS232 القياسية ، وبالتالي ، لا يمكن توصيل الأجهزة العادية لمنفذ COM مباشرة بالمحول ، علاوة على ذلك ، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تلف المحول . لتوصيل أجهزة COM القياسية ، تحتاج إلى إضافة محول مستوى على شريحة عائلة MAX232.

يمكنك أدناه تنزيل مشروع في Eagle ، بالإضافة إلى رسم نهائي للوحة دوائر مطبوعة لمكواة ليزر (لكيي لوحة دوائر مطبوعة على الوجهين ، أوصي بطباعة رسم على ورق تتبع).

استمرارًا لموضوع "AVR910 Programmer" ، حول جهاز صغير ، أود أن ألفت انتباهك إلى "جهازي" التالي.
في وقت من الأوقات ، بدأت في إتقان وحدة التحكم الدقيقة ، وكان هدفًا هو تبادل البيانات مع جهاز الكمبيوتر بمساعدة منه.

تحتوي وحدة التحكم ATmega16 على UART (RS-232) أو ، بشكل أكثر بساطة ، منفذ COM ، فقط بمستويات 5 فولت.
لتقليلها باستخدام جهاز كمبيوتر ، تحتاج إلى زيادة هذه المستويات إلى 10 فولت.
تتم هذه العملية بشكل أساسي بواسطة شريحة MAX232.

يمكن استخدامه عند استخدام منفذ COM على الكمبيوتر (الأجهزة).
لكنني أردت استخدام منفذ USB. ذهبت إلى المتجر واشتريت كابل بيانات بسيطًا لـ الهاتف الخلوي.
كما اعتقدت ، فإن جميع الكابلات متشابهة والدبابيس الموجودة بها هي RX و TX.
كنت مخطئا ... الكابلات التي صادفتها مصنوعة على شريحة PL2303 ، والتي لا توفر منفذ COM كامل.
من بين الكابلات الثلاثة التي تم شراؤها ، حصلت على واحد ، والذي ، كما يقولون ، يعمل "بضجة كبيرة".
يعتمد على رقاقة CP-2102. هذه منفذ USB-RS232مشترك كهربائي.

بعد العثور على رسم تخطيطي لمحول يعتمد على هذه الشريحة على الشبكة ، بدأت في تجميع الجهاز. يمكن برمجة هذه الشريحة وفقًا لبياناتك (الشركة المصنعة ، الرقم التسلسلي ، اسم الجهاز ، إذا كنت تريد توصيل جهازك بجهاز كمبيوتر). كل ذلك في المرفقات.

مخططها بسيط للغاية.
علاوة على ذلك ، يمكن توصيل وحدة التحكم على الفور ، بدون ترجمة المستوى (5-10 فولت).
التنفيذ ، كما هو الحال دائمًا ، مصغر للغاية.

جزء مستبعد. مجلتنا موجودة على تبرعات من القراء. النسخة الكاملة من هذه المقالة متاحة فقط

الملفات

--
شكرا للاهتمام!

برنامج لصنع السائقين الخاصين بك
▼ 🕗 13/12/08 238.88 كيلوبايت 416 مرحبًا أيها القارئ!اسمي إيغور ، أبلغ من العمر 45 عامًا ، وأنا مهندس إلكترونيات هواة متعطش لسيبيريا. لقد توصلت إلى هذا الموقع الرائع وصممته وصيانته منذ عام 2006.
لأكثر من 10 سنوات ، مجلتنا موجودة فقط على حسابي.

جيد! الهدية الترويجية قد انتهت. إذا كنت تريد ملفات ومقالات مفيدة - ساعدني!

--
شكرا للاهتمام!
إيغور كوتوف ، رئيس تحرير مجلة داتاغور

مخطط وختم
▼ 🕗 13/12/08 ⚖️ 41.22 كيلوبايت ⇣ 461

يمكنك برمجة العديد من وحدات التحكم التي تشبه arduino وغير aduino ، وتلقي معلومات على جهاز كمبيوتر من كل شيء يحتوي على واجهة تسلسلية مع منطق TTL.
أستخدمه في مشاريعي مع Arduino Pro MIni و Gboard / Iboard وأجهزة التحكم محلية الصنع.

كيف تختلف عن غيرها من الأجهزة المماثلة؟

1. دبوس DTR إضافي يمكن توصيله مباشرة بإدخال RESET على وحدات التحكم التي لا تحتوي على USB على اللوحة. بعد ذلك ، عند البرمجة ، ليس من الضروري الضغط على زر إعادة الضبط. بالنسبة لي ، يعد هذا مناسبًا جدًا عندما تكون وحدة التحكم مخفية في أحشاء مركبتي ويمكن أن يكون الوصول إلى الزر أمرًا صعبًا للغاية.
2. دعم الشركة المصنعة ، والتوافق مع برامج التشغيل والبرامج الأصلية ، على عكس FTDI المزيف ، الذي يواجه مشاكل مع برامج التشغيل الأصلية
3. دبابيس إضافية (فتحات للتلامس) على اللوحة ، على سبيل المثال ، تسمح بوضع USB في وضع توفير الطاقة.
4. فرصة مثيرة للاهتمام لتغيير VID و PID والنص الذي يتم التعرف على اللوحة من خلاله ، لتجميع برنامج التشغيل الخاص بك مع المعلمات المطلوبة ، وهو أمر مثير للاهتمام للغاية في المشاريع التجارية. سوف أتحدث عن هذا أكثر.

من أين تطلب؟

الخصائص

• رقاقة CP2102 من مختبرات السيليكون
• معدل تبادل البيانات عبر UART 300bps - 1Mbps
• قراءة المخزن المؤقت 576 بايت ، وكتابة 640 بايت
• دعم USB 2.0 12Mbps
• دعم وضع USB المعلق
• منظم طاقة مدمج 3.3 فولت 100 مللي أمبير
• EEPROM مع معلمات التكوين 1024 بايت
• نظام التشغيل المدعوم Windows 8/7 / Vista / Server 2003 / XP / 2000 ، Windows CE ، Mac OS-X / OS-9 ، Linux ، Android
• القدرة على تخصيص إعدادات اللوحة والسائق لمشاريعك
• أبعاد اللوح 26.5 × 15.6 مم

تحتوي اللوحة على فتحات إضافية حيث يمكنك لحام مخرجات التحكم الإضافي في المودم ونقل USB إلى الوضع SUSPENDED

يختلف حجم اللوحة قليلاً عن محولات USB / UART الأخرى المماثلة

1. تم أخذ لوحة FOCA 2.2 للمشاريع التجارية باستخدام وحدات تحكم Gboard / Iboard
2. يستخدم محول FT232 الرخيص حتى الآن
3. CP2102 مسحها

توصيل وتثبيت CP2102

قبل استخدام اللوحة ، تحتاج إلى تثبيت برامج التشغيل من الموقع الرسمي لـ Si-Labs

• للتوصيل بوحدة التحكم ، يلزم وجود 5 أسلاك:
• GND-GMD
• VCC - V5.0 (V3.3) اعتمادًا على اللوحة المستخدمة
• TX-RX
• RX - TX
• إعادة تعيين تحكم - DTE

الآن يمكن برمجة وحدة التحكم دون الضغط على زر RESET.

تغيير VID و PID والخصائص الأخرى للمحول

يتم التعرف على اللوحة في النظام باسم Silicon Labs CP210X USB إلى UART Bridge (COM35)

في بعض الأحيان في المشاريع التجارية من الضروري أن يكون للجهاز اسم تجاري خاص به عند البرمجة. توفر شريحة CP2102 واللوحة الموجودة عليها فرصًا رائعة لذلك

أولاً ، قم بتنزيل وتشغيل الأداة المساعدة لتكوين معلمات EEPROM CP1202 (كنت بحاجة أيضًا إلى تنزيل Java Runtime لتشغيل الأداة المساعدة)

الآن يمكنك تغيير الإعدادات التالية:

• معرف البائع (VID). معرف الشركة المصنعة. القيمة الافتراضية هي 10C4 (سداسي عشري). في هذه الحالة ، تنتمي إلى SiLabs.
• معرف المنتج (PID). معرف المنتج. القيمة الافتراضية هي EA60 (سداسي عشري). في هذه الحالة ، يشير إلى جميع جسور CP210x.
• قوة قصوى. الحد الأقصى للاستهلاك الحالي الذي يطلبه الجسر في ناقل USB. القيمة الافتراضية هي 32 (سداسي عشري). الحد الأقصى للقيمة 500mA
• سمات استخدام الطاقة. حمية. تعمل بالحافلة (تعمل بواسطة ناقل USB) أو تعمل بالطاقة الذاتية (تعمل بالطاقة من مصدر خارجي).
• الإصدار. رقم الإصدار. القيمة الافتراضية هي 1.0. يمكن أن تأخذ الحقول القيم من 1-99 في عدد صحيح وأجزاء كسرية.
• رقم سري. رقم سري. القيمة الافتراضية هي "0001" (تنسيق النص). يمكن أن يستغرق الحقل أي قيمة نصية تصل إلى 64 حرفًا. مطلوب لتوصيل أجهزة متعددة بجهاز كمبيوتر
• سلسلة المنتج. يمكن أن يقبل الحقل أي قيمة نصية تصل إلى 126 حرفًا. يتم عرض هذا المعرف بتنسيق نظام التشغيلعند توصيل جسر CP210x بالكمبيوتر لأول مرة ويوجه المستخدم في اختيار المشغل المناسب
• قفل البيانات المخصص. حماية بيانات التكوين.