El adaptador de puerto USB a UART Bridge RS232 es un dispositivo USB de alta velocidad diseñado para conectar periféricos que cumplen con el estándar TIA/EIA232.

El adaptador se basa en el controlador CP2102 de Silicon Labs y está diseñado para usarse en sistemas equipados con un bus USB. Los dispositivos periféricos se conectan mediante un conector DB9 estándar.

• compatibilidad con la especificación USB 2.0;
• conjunto completo de señales de interfaz RS232;
• Amplitud de la señal RS232 no peor que ±5.5V;
• Alimentado por bus USB.

Instalación y conexión del adaptador

1. Antes de instalar y conectar el adaptador CP2102, asegúrese de que los dispositivos externos estén desenergizados y conectados al circuito de tierra.
2. Luego, conecta dispositivo externo al conector DB9.
3. Instale el adaptador en un conector USB libre, verificando visualmente el ajuste de las almohadillas de contacto hasta que se detenga en el conector.
4. tensión de alimentación al dispositivo de entrada-salida, el sistema está listo para funcionar.

Antes de instalar el adaptador CP2102, tenga en cuenta que la especificación USB se puede conectar en marcha, pero no se aplica a los periféricos de E/S serie. ¡Al trabajar con el adaptador, solo se deben conectar equipos periféricos desenergizados! ¡El incumplimiento de estas normas puede dar lugar a la salida de los componentes del sistema informático!

Instalación del controlador basado en sistemas operativos Windows

Después de conectar el adaptador CP2102 al puerto USB en un entorno operativo sistemas Windows 2K/XP se detecta así:

Ahora necesita descargar el controlador CP210x USB to UART. Empecemos a instalarlo:

Durante la preinstalación, el usuario puede especificar el directorio en el que se almacenarán los controladores del dispositivo CP210x:

Si el sistema operativo solicita información sobre la ubicación de los controladores de dispositivos, el usuario deberá especificar la ruta hacia ellos. El modelo de software del adaptador CP2102 consiste en un dispositivo compuesto y un puente USB a UART, cada uno de los cuales se describe por su propia inf-expediente.

Por lo tanto, durante el proceso de descubrimiento automático, el sistema operativo solicita ambos archivos en secuencia.

Los controladores del adaptador deben ofrecerse al sistema para su instalación desde el directorio especificado durante el proceso de preinstalación, a menos que el propio usuario especifique lo contrario. Inicialmente, el sistema operativo instala controladores para el dispositivo compuesto (dispositivo compuesto USB):

si un Versión actual Los controladores USB Composite Device no están verificados por un certificado digital microsoft, el usuario es advertido de ello con el siguiente mensaje:

La ruta a los archivos necesarios para el dispositivo compuesto se selecciona en función de las condiciones previas a la instalación:

El siguiente paso de instalación son los controladores de puente USB a UART. Como en el paso anterior, se recomienda la instalación automática.

Si la versión actual de los controladores USB to UART Bridge Controller no está confirmada por un certificado digital de Microsoft, se advierte al usuario mediante un mensaje. La ruta a los archivos necesarios se selecciona en función de las condiciones previas a la instalación:

Después de la instalación, el controlador de bus serie universal CP210x USB Composite Device y el puerto serie COM3 implementado con el controlador de puente CP210x USB to UART aparecen en las propiedades del sistema y la lista de dispositivos adopta la siguiente forma:

¡Todo, el controlador está instalado!

En un entorno donde las computadoras modernas están perdiendo puertos COM rápidamente, el convertidor USB<->COM es algo muy útil y necesario para un hacker de radio. Pero también el convertidor USB<->UART también es algo útil y necesario. Naturalmente, quería tener ambos, y algo más, y todo esto no demasiado caro.

Comprar o ensamblar cualquiera de estos artilugios no es un problema hoy en día. Hay muchos esquemas en la red, muchos dispositivos en las tiendas. Sin embargo, resultó que solo puedes comprarlos por separado. Y esto es a pesar del hecho de que todos los convertidores USB que he considerado<->Los COM convierten los niveles de señal primero a TTL y luego a RS-232. Por supuesto, ninguna de estas soluciones me convenía en términos de universalidad. ¿Por qué debería comprar un convertidor USB por separado?<->UART, si ya viene incluido en USB<->COM? Pensando así, decidí que no tenía dinero extra y mejor solución hará su propio convertidor universal.

Como base, se tomó el conocido chip cp2102. En primer lugar, le permite emular un puerto COM completo (todas las líneas, no solo Rx, Tx), en segundo lugar, tiene un kit de cuerpo mínimo y le permite hacer una placa de tamaño mínimo, y en tercer lugar, resultó ser ser el más precio atractivo. El circuito convertidor se tomó de la hoja de datos de este mikruha prácticamente sin cambios, solo lo corté por la mitad para poder separar USB a UART de UART a RS-232 si es necesario.

Esquema del convertidor USB a UART:

Diagrama del convertidor de UART a RS232:

Como resultado, resultaron ni siquiera dos (como se planeó originalmente), sino hasta tres dispositivos en uno. Ambas partes del dispositivo desarrollado se pueden utilizar como convertidores USB independientes.<->UART y UART<->RS232 (lástima que este último requiera alimentación externa). Al conectar las dos partes juntas, obtenemos un convertidor USB<->com. Para emparejar las partes del convertidor, utilicé los conectores IDC-14F y BH-14, que, cuando se conectan correctamente, se sueldan con éxito a las placas de doble cara (abajo en la foto, puede ver exactamente cómo).

Foto del dispositivo terminado.:

El único momento difícil es soldar el chip cp2102, ya que está disponible en un paquete QFN. Debe soldarlo con un secador de pelo, habiendo irradiado previamente los contactos soldados en el microcircuito y las almohadillas en la placa. En este caso, no es necesario utilizar fundentes especiales caros. La colofonia de pino ordinaria es suficiente, solo debe disolverse en alcohol y luego aplicarse a los sitios con una jeringa o un cepillo especial. Si no hay alcohol, puede disolver la colofonia en vodka, pero en este caso, después de aplicar la solución, tendrá que esperar un poco, ya que el agua se evapora mucho peor que el alcohol.

El conector USB está especialmente conectado a la placa con un cable flexible y no está soldado con fuerza. Como muestra la práctica, estos convertidores se usan con mucha frecuencia para conectar varios convertidores a una computadora (COM a HART, COM a RS485, etc.) y cuando se suelda un conector USB, es el que se rompe con mayor frecuencia, incapaz de soportar el peso de todos los equipos conectados al convertidor.

Por separado, me gustaría detenerme en el tema de elegir condensadores. La hoja de datos muestra las clasificaciones de los condensadores para la fuente de alimentación de 4,7 uF y 1 uF. A menudo, para ahorrar espacio en la placa o por alguna otra razón, colocan condensadores más pequeños en su lugar. Nuevamente, como muestra la práctica, esto puede provocar inestabilidad en la fuente de alimentación de los dispositivos conectados al convertidor (que no tienen Fuente de alimentación externa y debe ser alimentado desde el puerto COM) y, en consecuencia, a su inoperatividad.

La interfaz UART es compatible con casi todos los microcontroladores y es muy conveniente al desarrollar y depurar todo tipo de dispositivos MK: cargue el firmware a través del cargador de arranque y vea los registros de depuración del dispositivo en la computadora. Pero, ¡ay!, en computadoras modernas El puerto COM está desapareciendo poco a poco del número de interfaces disponibles, siendo suplantado por el bus USB, y más aún en los portátiles. Esto me desconcertó por el problema de fabricar un adaptador USB -> COM. Por lo general, estos adaptadores se fabrican sobre la base del popular microcircuito de la serie FT232, pero tiene un par de inconvenientes: 1) el costo del microcircuito es de ~ 150 rublos 2) dimensiones microscópicas con todas las dificultades resultantes de soldar y fabricar un impreso placa de circuito.

Como alternativa al FT232, se descubrió un CP2102 menos conocido, que cuesta dos veces más barato y tiene unas dimensiones dos veces más pequeñas, e incluso la caja QFN-28 (5 mm x 5 mm). Este microcircuito es un convertidor USB-UART completamente terminado que no requiere ningún cableado externo (un par de condensadores de filtro en el bus de alimentación no cuenta) y tiene las siguientes características:

• Cumple con la especificación USB 2.0, máxima velocidad (12 Mbps)
• EEPROM integrada de 1024 bytes para almacenar la identificación del fabricante, la identificación del producto, el número de serie, la descripción del dispositivo, etc.
• velocidad RS232 virtual de 300 bps a 1 Mbits
• soporte para formatos de transferencia de datos de 5, 6, 7 y 8 bytes de datos; 1, 1,5 y 2 bits de parada, varias paridades
• búfer del receptor - 576 bytes, búfer del transmisor - 640 bytes
• fuentes de frecuencia de referencia integradas, regulador de 3,3 V integrado
• Controladores para Windows Vista/XP/Server 2003/2000, Linux, Mac OS X/OS-9

Esquema

El diagrama del adaptador se toma de la hoja de datos, los periféricos opcionales se desecharon y se agregó un LED para indicar la presencia de energía.

El enchufe DB9 está cableado de manera similar a la salida del puerto COM de la computadora, aquí está su cableado (la dirección de las señales se indica en relación con la computadora).

El problema principal de diseñar el adaptador: el problema de la placa de circuito impreso y el montaje del QFN-28 se resolvió pegando el microcircuito al revés a la placa de circuito impreso y soldando sus cables con un cable PEV de 0,1 mm. Algo triste, pero en miniatura. Aquí está el resultado:

Y en el caso de DB-9, todo se ve así:

Conductores

Ahora, después de haber verificado cuidadosamente la instalación, puede probarla. El dispositivo fue detectado por el sistema pero controladores de windows no pudo encontrar. Los descargué. Después de eso, en mi sistema apareció nuevo puerto- COM5 en Windows y /dev/ttyUSB0 en Linux. Ahora, conectando RXD a TXD (pines 2 y 3 del enchufe del adaptador) y ejecutando cualquier terminal COM, puede asegurarse de que los bytes se envían... y se reciben... además, estos últimos coinciden con los primeros...

Un punto importante: los niveles de señal en la salida del adaptador son TTL y difieren de los niveles de señal de la interfaz estándar RS232, por lo tanto, los dispositivos ordinarios para el puerto COM no se pueden conectar directamente al adaptador, además, esto puede dañar el adaptador. . Para conectar dispositivos COM estándar, debe agregar un convertidor de nivel en el chip de la familia MAX232.

A continuación puede descargar un proyecto en Eagle, así como un dibujo terminado de una placa de circuito impreso para una plancha láser (para planchar una placa de circuito impreso de doble cara, recomiendo imprimir un dibujo en papel de calco).

Continuando con el tema "Programador AVR910", sobre un dispositivo pequeño, quiero llamar su atención sobre mi próximo "dispositivo".
En un momento, comenzando a dominar el microcontrolador, tenía el objetivo de intercambiar, con la ayuda de él, datos con una computadora.

El controlador ATmega16 tiene un UART (RS-232) o, más simplemente, un puerto COM, solo con niveles de 5 voltios.
Para "reducirlo" con una computadora, debe aumentar estos niveles a 10 voltios.
Esta operación la realiza principalmente el chip MAX232.

Se puede usar cuando se usa el puerto COM de la computadora (hardware).
Pero quería usar Puerto USB. Fui a la tienda y compré un cable de datos simple para Teléfono móvil.
Como pensé, todos los cables son iguales y los pines en ellos son RX y TX.
Me equivoqué... Los cables que encontré están hechos en un chip PL2303, que no proporciona un puerto COM completo.
De los tres cables comprados, obtuve uno que, como dicen, funcionó "a lo grande".
Se basa en un microchip. CP-2102. eso USB-RS232 adaptador.

Habiendo encontrado un diagrama de un adaptador basado en este chip en la red, comencé a ensamblar el dispositivo. Este microcircuito se puede programar de acuerdo con sus datos (Fabricante, número de serie, nombre del dispositivo, si desea conectar su dispositivo a una computadora). Todo en archivos adjuntos.

Su esquema es escandalosamente simple.
Además, el controlador se puede conectar inmediatamente, sin traslación de nivel (5-10 Voltios).
Ejecución, como siempre, super miniatura.

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Ejemplo de controlador
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Programa para hacer tus propios drivers
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esquema y sello
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Programe varios controladores tipo arduino y no aduino, reciba información en una computadora de todo lo que tenga una interfaz serial con lógica TTL.
Lo uso en mis proyectos con Arduino Pro MIni, Gboard/Iboard y controladores caseros.

¿En qué se diferencia de otros dispositivos similares?

1. Un pin DTR adicional que se puede conectar directamente a la entrada RESET en los controladores que no tienen USB en la placa. Después de eso, al programar, no es necesario presionar el botón RESET. Para mí, esto es muy conveniente cuando el controlador está oculto en las entrañas de mi nave y el acceso al botón puede ser muy difícil.
2. Soporte del fabricante, compatibilidad con controladores y software originales, a diferencia de los FTDI falsos, que tienen problemas con los controladores nativos
3. Pines adicionales (agujeros para contactos) en la placa, por ejemplo, que permiten poner el USB en modo de ahorro de energía.
4. Una oportunidad interesante para cambiar el VID, PID y el texto con el que se reconoce la placa, para armar tu propio driver con los parámetros requeridos, lo cual es bastante interesante en proyectos comerciales. Hablaré de esto más adelante.

¿Dónde ordenar?

Características

• Chip CP2102 de Silicon Labs
• Tasa de intercambio de datos vía UART 300bps - 1Mbps
• Leer búfer 576 bytes, escribir 640 bytes
• Soporta USB 2.0 12Mbps
• Soporte para el modo USB SUSPENDIDO
• Regulador de potencia incorporado 3.3V 100mA
• EEPROM con parámetros de configuración 1024 bytes
• Sistema operativo compatible Windows 8/7/Vista/Server 2003/XP/2000, Windows CE, Mac OS-X/OS-9, Linux, Android
• Capacidad para personalizar la configuración de la placa y el controlador para sus proyectos
• Dimensiones del tablero 26,5 x 15,6 mm

La placa tiene orificios adicionales donde puede soldar las salidas de control de módem adicionales y transferir USB al modo SUSPENDIDO

El tamaño de la placa difiere poco de otros convertidores USB/UART similares

1. Tarjeta FOCA 2.2 tomada para proyectos comerciales con controladores Gboard /Iboard
2. Convertidor FT232 barato usado hasta ahora
3. Encuestado CP2102

Conexión e instalación de CP2102

Antes de usar la placa, debe instalar los controladores desde el sitio web oficial de Si-Labs

• Para conectarse al controlador, se necesitan 5 cables:
• GND-GMD
• VCC - V5.0 (V3.3) dependiendo de la placa utilizada
• TX-RX
• RX - TX
• REINICIO del controlador - DTE

Ahora el controlador se puede programar sin presionar el botón RESET.

Cambio de VID, PID y otras características del convertidor

La placa se reconoce en el sistema como Silicon Labs CP210X USB to UART Bridge (COM35)

En ocasiones en proyectos comerciales es necesario que el dispositivo tenga su propio nombre comercial a la hora de programar. El chip CP2102 y la placa que contiene brindan grandes oportunidades para esto.

Primero, descargue y ejecute la utilidad para configurar los parámetros de la EEPROM CP1202 (también necesitaba descargar Java Runtime para ejecutar la utilidad)

Ahora puede cambiar las siguientes configuraciones:

• Identificación del proveedor (VID). Identificación del fabricante. El valor predeterminado es 10C4 (hexadecimal). En este caso, pertenece a SiLabs.
• Identificación del producto (PID). Identificación de producto. El valor predeterminado es EA60 (hexadecimal). En este caso, se refiere a todos los puentes CP210x.
• Máximo poder. El consumo máximo de corriente solicitado por el puente en el bus USB. El valor predeterminado es 32 (hexadecimal). Valor máximo 500mA
• atributos de uso de energía. Dieta. Alimentado por bus (alimentado por bus USB) o autoalimentado (alimentado desde una fuente externa).
• versión de lanzamiento. Número de emisión. El valor predeterminado es 1,0. Los campos pueden tomar valores del 1 al 99 en partes enteras y fraccionarias.
• número de serie. Número de serie. El valor predeterminado es "0001" (formato de texto). El campo puede tomar cualquier valor de texto de hasta 64 caracteres. Necesario para conectar múltiples dispositivos a una computadora
• cadena de productos. El campo puede aceptar cualquier valor de texto de hasta 126 caracteres. Este identificador se muestra en sistema operativo al conectar el puente CP210x a la computadora por primera vez y guía al usuario en la selección del controlador apropiado
• Bloqueo de datos personalizado. Protección de datos de configuración.