Переходник com usb своими руками
Обновлено: 05.07.2024
USB ->COM своими руками.
Здравствуйте!Прошу прощения,если такой вопрос кем-то задавался.Хочу сам изготовить такой адаптер.Есть много вариантов в инете и много самых разных отзывов.Целая куча - аж темнеет в глазах. В общем прошу совета у тех людей которые сами делали,а не купили готовый.Слышал,что переделывают дата-кабели от мобил.У меня варианта два:или изготавливать "с нуля" или из дата-кабеля.Есть для NOKIA7210-только голимый китай:модели кабеля нет,контроллер запилен.Срисовал распиновку,нашел все выводы на COM DB9.Контроллер 28pin.Пивожу фотки.Буду рад помощи!
P.S.использовать буду с PONY или IC программаторами.И еще, насколько полноценным он(USB-COM) может получиться?
То что название запилено - не беда. При установке в компьютер чип определится по vid/pid, и запросит драйвера.
Соответствие rs232 (com) будет неполным. Так как уровни сигналов будут TTL (5 Вольт) или даже 3,3 Вольта.
Современные строительные электроинструменты достигают высокой производительности и эргономичности благодаря использованию мощных бесщеточных электродвигателей и литий-ионных аккумуляторов. Для реализации сложных алгоритмов питания таких двигателей и управления ими компания Infineon предлагает микросхему интеллектуального драйвера управления трехфазным бесщеточным двигателем 6EDL7141, MOSFET BSC007N04LS6 из семейства OptiMOS 6, а также отладочную плату EVAL6EDL7141TRAP1SH.
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.
После того как устройство собрано,
необходимо установить драйвер виртуального COM порта.
040-avrcdc_inf.zip (22182 Загрузки)
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:
Для каждого USB порта будет назначен свой виртуальный COM порт (COM5, COM6, COM7 и т.д.).
Готово! Теперь можно пользоваться преобразователем.
Дешевые USB-COM: расстановка точек над i. Расчлененка. Осциллограммы. Тестирование в реальных условиях.
Как-то потребовалось максимально бюджетно организовать прием факсов в небольшом офисе. Для этого с антресолей был извлечен факс-модем ZyXEL Omni 56K, а поскольку в современных компьютерах порт RS-232 давно канул в лету, на БиКе было решено приобрести адаптер USB-COM. Изучение предложений привело к решению купить все четыре имеющиеся в продаже на тот момент разновидности, благо итоговая стоимость получалась порядка 11 USD.
Итого по получении из пакета были извлечены (слева направо в порядке возрастания цены):
Самый дешевый экземпляр обзора. Выглядит хлипко, плата из корпуса вытаскивается невооруженными руками.
Идентификатор устройства — VID_1A86&PID_7523, на диске и в интернете наличествуют драйверы под современные 32- и 64-битные операционные системы от Microsoft. После установки драйверов идентифицируется как USB_SERIAL CH340.
Backtrack linux тоже в курсе о его существовании:
Подключенный осциллограф показал, что выходы RTS и DTR выдают в качестве логической единицы +5В, в качестве логического нуля 0В, то есть никакой не RS-232, а самый что ни на есть незамутненный TTL. То же самое относится к выводу TXD.
В режиме простоя.
В режиме передачи данных. Здесь и далее на всех осциллограммах скорость порта 9600 бод, 8 бит посылка, 1 стоп-бит, нет контроля четности. Развертка — 1 мс/деление, чувствительность — 5 вольт/деление (делитель в щупе установлен в положение 1:10).
В порт выводится одно и то же слово. Первому, кто его назовет — плюс в карму.
Самый свежий драйвер, скачанный с сайта Prolific, завелся с полтыка, что позволяет сделать вывод, что чип — либо оригинальный Prolific, либо поздний клон, не опознающийся драйвером как контрафактный.
На обратной стороне нашлась микросхема-преобразователь уровней SP3243ECA.
Уровень в режиме простоя:
В режиме передачи данных:
Тот же VID_067B&PID_2303. Так же заработал с последним драйвером.
Чип преобразователя уровней — MAX211CAI.
Уровень в режиме простоя:
В режиме передачи данных:
Тестирование работоспособности с реальными устройствами.
Устройство №1: спутниковый ресивер Dreambox 500S.
Параметры подключения: 115200 8N1.
Адаптеры на CH340 выдают в консоль мусор:
Адаптеры на PL2303 работают корректно:
Устройство №2: тот самый ZyXEL Omni 56K
Параметры подключения: 57600 8N1.
Все 4 адаптера подключились успешно.
.
Устройство №3: маршрутизатор Cisco 2801.
Параметры подключения: 9600 8N1.
Все 4 адаптера подключились успешно.
Устройство №4: офисная АТС Nortel Meridian 11C.
Параметры подключения: 9600 8N1
Все 4 адаптера подключились успешно.
Устройство №5: попытаемся прочесть EEPROMы 24Cxx и 93Cxx программатором PonyProg.
Сдуваем SPD-чип со старой планки памяти. Это и есть EEPROM 24С02.
Панельки-переходника с SOIC на DIP у меня нету, поэтому подпаиваю по проводу к каждой ноге.
Общая часть программатора.
Переходник для I2C.
Переходник для Microwire.
Флэшка прочлась, но очень-очень медленно. На несчастные 256 байт понадобилось порядка 30 секунд. Страшно представить, сколько будет читать флэшка размером хотя бы 1 мегабайт.
Тем не менее, констатируем, что прочесть 24Cxx удалось.
Теперь попробуем прочесть EEPROM с интерфейсом Microwire.
Выдергиваем 93C46 из панельки на старой сетевой плате:
Вставляем в макетку и обвязываем резисторами-стабилитронами согласно схеме.
В ответ получаем нули:
Неужели флэшка пустая? Подключаем стенд к порту на материнской плате, читаем.
Нет, не пустая. В чем же дело? Подключаем логический анализатор и смотрим обмен.
Констатируем: прочитать 93Cxx не удалось.
Как следует из названия данный прибор организует мост между компьютером через USB порт и вашим устройством по Serial протоколу. Можно сказать что он является USB COM портом для логики TTL (уровни 1.8v-5v).
С помощью данного прибор можно программировать различные микроконтроллеры, получать информацию на компьютер со прибора по serial порту. Кроме этого применений ему масса:
передача небольших объёмов данных
прошивка различных приборов —разработчики часто делают выход serial для возможности перепрошивки своего устройства
прошивка микроконтроллеров — многие микроконтроллеры имеют Bootloader (специальная программа для загрузки прошивки по serial) загруженный на заводе, и для загрузки прошивки не нужен специальный программатор — достаточно данного устройства.
Нам он будет необходим в первую очередь для прошивки ST-Link. Ну и собственно так как тут нечего программировать — прибор состоит из одной микросхемы — то на этом приборе мы поучимся паять и работать в Kicad. В этой статье подробно рассмотрим как трассировать печатную плату вручную.
Как сделать USB UART адаптер
1. Прочитать эту статью внимательно и до конца!
2. Подготовить или приобрести необходимые инструменты: все для пайки
3. Внимательно прочитать статьи из раздела Обязательная теория.
5. Изготовить плату для прибора самостоятельно (это совсем несложно, в нашей инструкции все подробно описано).
6. Приобрести все необходимые комплектующие в виде готового радиоконструктора можно в нашем магазине.
7. Запаять все компоненты на плату, смотри наше видео.
ПРИБОР ГОТОВ, можно пользоваться!
Как работает USB UART адаптер
Для реализации данного моста обычно используется специализированная микросхема, которая с одной стороны имеет usb выход, а с другой — serial выход. Обычно эти микросхемы имеют драйвера для Windows \ Linux и определяются системой как COM — порт. Дальше используется специальная программа для работы через COM порт. Это может быть и программа прошивки микроконтроллера или программа для получения данных от прибора и т. д.
Выбираем микросхему для прибора
По сути данное устройство будет состоять из разъемов, микросхемы и минимальной ее обвязки. Так что, у нас не будет никакого функционального ТЗ в данном случае. Основной критерий по которому мы будем выбирать микросхему — удобство пайки, цена.
Итак, самые распространённые микросхемы для данного девайса:
cp2102 (cp2103) — дешевая отличная микросхема, но имеет корпус QFN28 — то есть безвыводный корпус — паять такую в самом начале пути не очень легко — поэтому мы ее не будем использовать
pl2303 — отличная микросхемы фирмы Prolific — существует очень много вариантов этой микросхемы (в том числе китайские подделки). У нее корпус TSOP28 — отлично подходит для пайки. И старые модификации стоят недорого и отлично работают. Мы будем использовать ее — модификацiия pl2303TA — самый недорогой вариант. Есть модификация Rev. D которая не требует внешний кварц — но она стоит в 2 раза дороже.
CH340 — китайский вариант (оригинал) моста — микросхема хорошая — но ее трудно купить где-либо кроме как в Китае.
FT232R — микросхема от FTDI — отлично подходит и работает — но стоит почти в 2 раза дороже. Ее плюс также в том что не требуется внешний кварц.
Итак, наш выбор PL2303TA.
Составляем схему на базе PL2303
Любая схема должна начинаться с чтения Datasheet. Производитель микросхем очень заинтересован в том, чтобы купили именно его чип. В документации он обычно максимально подробно разбираем как пользоваться микросхемой, прикладывает схемы и пишет тонкости и особенности реализации прибора на этом чипе. Посмотрим что советует нам производитель (из документации на чип pl2303HXD):
тут приведена полная схема с трансивером (преобразователь уровня до 9v) для получения полного COM порта. Нам эта часть не нужна. Также схема не содержит кварца, а нам он необходим. Дополнительно можно отметить, что еще не хватает светодидов для сигнализации процесса обмена данными. В итоге поискав различные варианты схемы на данной микросхеме (pl2303 schematic) нашли самую простую схему со светодиодами и кварцев — ее и возьмем.
По сути на этой схеме сокращена обвязка USB порта (убраны высокочастотные фильтры L1 L2), убран трансивер. В остальном схема совпадает. Мы же дополнительно ещё добавим разводку всех сигнальных выводов DTR и т. д. - они могут быть полезны. Также следует отметить, что на вывод согласования уровней в нашей версии чипа нельзя подавать 5v, поэтому на разъеме уберем подальше этот вывод. Сам вывод для согласования уровней оставим — вдруг необходимо будет пользоваться UART на 1.8v. Таким образом, по умолчанию у нас будет стоять джампер соединяющий вывод 4 и 3.3v и на выходе всех сигналов UART у нас будет 3.3v. Данного напряжения уверенно хватает для определения логической 1 в 5v схеме, согласно datasheet все сигнальные ножки толерантны 5v ( то есть на них можно подавать 5v смело). Так что при таком подключении схема будет работать с напряжением от 3.3в до 5в. Дополнительно оставим выводы 5v и 3.3v для питания например прошиваемого контроллера. Имейте ввиду, что без внешнего EEPROM usb порт будет отдавать только 100ma! Соответственно питать что-то существенное не получится.
С точки зрения чертежа схемы в Kicad никих особенностей нет. Проще не чертить соединения проводами, а использовать метки, тем более это будет удобно в дальнейшем при трассировке платы. В итоге получается такая схема (проект в Kicad можно скачать в конце статьи):
Разрабатываем плату в Kicad
Разрабатывая схему, можно сразу прикинуть в какой последовательности будут идти вывода на разъеме. Чтобы было проще лучше чтобы порядок соответствовал выводам на самом чипе. Но в принципе это не столь важно и можно впоследствии быстро переделать.
Прежде чем разрабатывать плату необходимо определится какие у нас будут использоваться разъемы и определить посадочные места. Мы будем делать плату переходник которая втыкается в usb порт и на конце имеет угловые разъемы PIN 2.54mm — это самый распространяенный формат. На конечный разъем мы выведем только наиболее нужные выводы — остальное просто разведем на плате и оставим как дырки на будущее. Основные выводы: RX, TX, 5V, 3.3v, DTR (часто используется как reset схемы микроконтроллера при прошивке). Остальные выводы разведем в самом конце.
Итак, начинаем трассировку платы. В схеме формируем список цепей — Инструменты — сформировать список цепей. Переключаемся в плату и по кнопке Инструменты-Список Цепей — прочитать текущий список цепей. Загружаем все посадочные места в плату. Далее размещаем все посадочные места в авторежиме. Получаем такой набор компонентов.
На данном этапе лучше скрыть лишнюю информацию. Убираем отображение слоев Связи, Скрытый текст, Значения, Обозначения.
Далее начинаем располагаем на будущей плате основные компоненты — разъемы и чип. Так чтобы выводы чипа располагались согласно подключению разъемов. Особенно важно в этом случае чтобы выводы подключения USB были напротив разъема. Наводим мышку на нужный компонент — жмем M — и переносим его чуть ниже на пустое место — формируем будущую плату. Так как плата у нас двух стороняя — то надо сразу определить нужную сторону компонент. Самый просто вариант — все DIP элементы (под которые надо сверлить сквозные отверстия) располагаем с обратной стороны, а все smd элементы с основной стороны — так проще будет подводить дорожки. Для смены стороны используем кнопку F. Так как Kicad умеет подсвечивать связи при переносе элемента, то очень удобно все резисторы связанные с разъемами размещать сразу. Это позволит быстро увидеть связи при переносе микросхемы. Итак, размещаем USB разъем, потом резисторы с ним связанные на сигнальных линиях и потом разъем на другом краю платы:
дальше размещаем чип — так чтобы было как можно меньше пересечений.
Далее размещаем кварц (тоже с обратной стороны — он у нас выводной). Он должен быть как можно ближе к выводам чипа.
После этого размещаем кондецаторы по цепям питания — они должны быть как можно ближе к выводам питания.
После этого соединяем дорожками обязательные выводы — это usb сигнальные — кварц, кондецаторы по питанию. Прикидываем линии питания. Если что-то не удобно — то компоненты двигаем — переносим.
Например кондецатор C3 удобнее перенести вниз чтобы не делать переходное отверстие. Конечно это не очень хорошо — но в данном случае дорожка будет очень небольшая.
После размещения основных элементов размещаем оставшиеся — ориентируясь на подсказки по связям и стараясь не пересекать дорожки.
Теперь осталось разобраться с разъемами и линиями питания — их можно провести по второму слою. В итоге видно, что довольно сложно получается развести светодиоды и подтягивающие резисторы. Они перекрывают остальные выводы. Поэтому проще их перенести на другую сторону — она как раз будет лицевой, и туда же провести линию vddio.
Осталось выводы на разъеме расположить в порядке следования выходов чипа. И финально все соединить. На этом этапе плату можно сделать более компактной. Финальный вариант который получился. Можно сделать еще лучше .. но вариант удовлетворительный.
Финально остается задать диаметры переходных отверстий и толщину дорожек — лучше сделать 0.3мм. Выровнять линии и добавить земляные полигоны. Начертить границы платы.
Как пользоваться USB UART конвертером
Для пользования данных приборов в Windows необходимо установить драйвера. Свежие драйвера можно взять на сайте производителя. Если они не подходят, то можно установить более старые драйвера 1.15 — который можно найти в интернет.
После установки драйверов устройство должно определиться как COM порт.
Для Windows самая лучшая программа для работы с COM портом — это Terminal 1.9b (приложена к статье)
Для тестирования нашего устройства необходимо проводами соединить выходы TX — RX. В этом случае мы получим режим эхо — все что будет передано в порт должно тут же возвращаться назад. Скорость при это может быть любая.
Для linux устройство должно определится само (драйвера входят в ядро). Неплохая программа — minicom.
Для понимая остальных сигналов данного устройства — DTR, DSR и другие — вот тут есть очень хорошая статья.
Как собирать прибор
Собираем прибор по общим правилам описанным в нашей статье.
Для более быстрой сборки, вы можете приобрести полный набор для пайки, радиоконструтор USB UART адаптер в нашем магазине.
Самостоятельная работа
Попробуйте осуществить трассировку самостоятельно не подглядывая в данную статью.
Читайте также: