|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Bộ chuyển đổi giao diện USB dựa trên chip FT8U232AM, FT8U245AM. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Máy tính Khả năng kết nối thiết bị USB với máy tính ngày nay sẽ không còn làm ai ngạc nhiên nữa. So với các cổng I/O máy tính truyền thống (nối tiếp - COM, song song - LPT), Universal Serial Bus cung cấp tốc độ trao đổi dữ liệu cao hơn. Băng thông tối đa của USB phiên bản 1.1 là 12 Mbit/s, phiên bản 2.0 hiện đại hơn là 480 Mbit/s. Đối với các thiết bị tốc độ thấp, tốc độ là 1,5 Mbps. Tuy nhiên, giao thức trao đổi dữ liệu USB rất phức tạp và cho đến gần đây, nó vẫn nằm ngoài khả năng của không chỉ những người nghiệp dư mà còn cả nhiều chuyên gia. Ngày nay, bằng cách cài đặt vi mạch FT8U232AM hoặc FT8U245AM trong thiết bị đang được phát triển, bạn có thể chuyển đổi USB thành cổng nối tiếp hoặc song song “ảo” và thực hiện trao đổi dữ liệu tốc độ cao bằng các phương pháp phổ biến thông thường mà không cần tính đến nhiều các tính năng của hoạt động USB. Việc kết nối máy tính của bạn với các thiết bị ngoại vi bằng USB rất dễ dàng. Nó được phép gắn và tháo các đầu nối mà không cần tắt máy tính, tính năng tự động nhận dạng thiết bị được cung cấp ngay sau khi được kết nối, sau đó là cài đặt các trình điều khiển cần thiết. Cấu trúc liên kết bus phân nhánh (Hình 1) liên quan đến việc sử dụng các bộ tập trung, thường được gọi là “hub”.
Bộ phận hệ thống máy tính có một trung tâm gốc, được trang bị hai hoặc bốn ổ cắm USB, nơi các thiết bị ngoại vi được kết nối trực tiếp hoặc thông qua các trung tâm. Đôi khi bản thân các thiết bị USB (thường là màn hình và bàn phím) được trang bị các hub tích hợp; trong các trường hợp khác, các hub được thiết kế như những sản phẩm độc lập được sử dụng để phân nhánh bus. Một ví dụ về kết nối một bộ thiết bị ngoại vi USB thông thường với máy tính được hiển thị trong Hình. 2. Tổng số của chúng có thể lên tới 127 - quá đủ cho tất cả các ứng dụng có thể tưởng tượng được. Cho đến gần đây, chỉ có thể có một “chính” (máy chủ) của mạng này (trái ngược với mạng cục bộ thông thường) - chính máy tính. Tuy nhiên, sự bổ sung cho tiêu chuẩn USB 2001 được xuất bản vào cuối năm 1.0 dưới cái tênOTG 2.0 đã cho phép các thiết bị ngoại vi thực hiện một số chức năng chủ. Ví dụ, điều này sẽ cho phép kết nối máy quét USB trực tiếp với máy in USB mà không cần đến máy tính.
Mỗi máy tính được kết nối với thiết bị USB sẽ được hệ điều hành của máy tính gán một số nhận dạng duy nhất, số này cần thiết cho việc cấu hình, quản lý và trao đổi dữ liệu hệ thống. Phiên giao tiếp diễn ra ở chế độ hàng loạt. Tất cả các thành phần của mạng USB được kết nối bằng cáp gồm hai cặp dây xoắn. Một trong số chúng thực hiện trao đổi dữ liệu hai chiều, cái còn lại mang điện áp không đổi 5 V, do đó các thiết bị ngoại vi tiết kiệm chi phí không cần phải có nguồn điện riêng. Cáp USB có hai loại đầu nối không tương thích: A - ở phía đối diện với máy tính và B - ở phía đối diện với thiết bị ngoại vi. Điều này ngăn ngừa kết nối sai. Theo phần bổ sungOTG 1.0 được đề cập ở trên, hai loại đầu nối có kích thước giảm hơn đã được giới thiệu: mini-A và mini-B, cũng như ổ cắm mini-AB phổ thông, tương thích với phích cắm của cả hai loại. Tất cả các đầu nối USB đều được thiết kế để cắm vào và rút ra một cách nhanh chóng và dễ dàng. Phạm vi của USB không giới hạn ở các ứng dụng đa phương tiện. Giao diện tốc độ cao này được thiết kế để phục vụ số lượng lớn thiết bị, thuận tiện cho các thiết bị liên lạc, thu thập và lưu trữ thông tin vốn được kết nối truyền thống với cổng COM và LPT của máy tính. Thật không may, việc thay thế giao diện trên một thiết bị hiện có là khá khó khăn. Một cách để giải quyết vấn đề là sử dụng bộ chuyển đổi nhiều giao diện khác nhau sang USB. Các thiết bị tương tự dựa trên chip của công ty FTDI (Future Technology Devices International) của Anh đã xuất hiện trên thị trường Nga. Công ty hiện sản xuất 8 loại chip đa chức năng là FT100U8AX, FT232U8AM và FT245U3AM. Đầu tiên trong số chúng cho phép bạn tạo một hub USB bảy cổng. Hai cái còn lại (hình dáng và cách bố trí chân cắm của chúng được hiển thị trong Hình 32) nhằm mục đích ghép nối các thiết bị khác nhau với bus USB. Kích thước của vỏ QFP-7 là 7x0,8 mm, bước chốt là XNUMX mm.
FT8U232AM - bộ chuyển đổi giao diện nối tiếp USB sang truyền thống - có thể được cài đặt trong modem USB, bộ chuyển đổi COM-USB, máy quét mã vạch, thiết bị đo lường - trên thực tế, trong bất kỳ thiết bị nào trước đây sử dụng RS-232, RS-422, RS-485 tương đối chậm giao diện. Nó có khả năng truyền dữ liệu theo cả hai hướng với tốc độ lên tới 2000 kbps và người dùng không cần bất kỳ kiến thức nào về thiết bị và hoạt động của USB. Trình điều khiển phần mềm do FTDI cung cấp tạo ấn tượng rằng việc trao đổi đang diễn ra thông qua cổng COM thông thường. Sơ đồ chức năng của FT8U232AM được hiển thị trong Hình 4. 232. Cơ sở của nó là bộ thu phát của cả hai giao diện. Khối UART được trang bị đầy đủ các mạch tín hiệu theo chuẩn RS-XNUMX, bộ thu phát USB chỉ được trang bị XNUMX chân thông tin USBDP và USBDM, tạo thành kênh truyền dữ liệu hai chiều. Khối SIE chuyển đổi mã nối tiếp thành song song và ngược lại, thực hiện các thủ tục bitstaffing, tạo (đối với luồng dữ liệu đi) và kiểm tra (đối với mã điều khiển đến).
Trình xử lý giao thức USB cấp thấp hơn tạo phản hồi cho các yêu cầu từ bộ điều khiển máy chủ (máy tính). Chế độ vận hành UART cũng được điều khiển thông qua nó. Có hai bộ đệm để lưu trữ trung gian (FIFO) với dung lượng 384 byte (để nhận) và 128 byte (để truyền). Việc quản lý FIFO được giao cho bộ điều khiển tương ứng. Bộ tạo dao động chính của vi mạch hoạt động từ bộ cộng hưởng thạch anh hoặc gốm bên ngoài ở tần số 6 MHz. Tiếp theo, tần số của nó được nhân với 8 (tối đa 48 MHz). Tần số xung nhịp UART được lấy từ 48 MHz theo hai bước: chia cho 16, sau đó đến giá trị mong muốn bằng bộ chia có thể lập trình. Bộ điều khiển UART có thể hoạt động ở tốc độ từ 300 Baud đến 2 MBod, nhưng tốc độ tối đa thực tế có thể đạt được phụ thuộc vào chip chuyển đổi mức tín hiệu giao diện được sử dụng cùng với FT8U232AM. Các chân EECS, EESK, EEDATA của chip FT8U232AM được thiết kế để kết nối bộ nhớ cố định bên ngoài - chip EEPROM AT93C46, lưu trữ mã nhận dạng nhà sản xuất (VID) và số sê-ri cá nhân (PID) của sản phẩm và dữ liệu khác. Điều này là cần thiết nếu một số thiết bị trên chip FT8U232AM được kết nối đồng thời với máy tính qua USB. Số sê-ri đặc biệt quan trọng vì trình điều khiển phần mềm dựa vào tính duy nhất của nó, liên kết cổng COM ảo này hoặc cổng COM ảo khác với một thiết bị cụ thể. Nếu không có ROM thì chỉ có thể kết nối một thiết bị với máy tính, tạo thành cổng COM ảo. Mức thấp ở đầu vào RESET sẽ đưa chip FT8U232AM về trạng thái ban đầu. Một mạch RC phải được kết nối với chân RCCLK, điều này làm trì hoãn việc bắt đầu hoạt động của vi mạch trong một thời gian đủ để “điều khiển” bộ cộng hưởng thạch anh được kết nối với các chân XTIN, XTOUT. Đầu vào KIỂM TRA chỉ được sử dụng trong chế độ gỡ lỗi. Trong quá trình hoạt động bình thường, nó phải được nối đất (GND). Có một số đầu ra phụ trợ. Mức cao ở đầu ra USBEN báo hiệu việc hoàn thành quá trình khởi tạo vi mạch qua USB. Nếu không có sự trao đổi dữ liệu nào xảy ra trong một thời gian, chip sẽ tự động chuyển sang chế độ ngủ, bằng chứng là mức đầu ra SLEEP ở mức thấp. Các mức tương tự ở đầu ra TXLED và RXLED cho biết dữ liệu đang được truyền hoặc nhận tương ứng. Tín hiệu từ đầu ra TXDEN nhằm điều khiển bộ thu phát RS-485. Mức của nó cao khi dữ liệu được truyền qua đường TXD. Điện áp cung cấp của vi mạch FT8U232AM (VCC) là 4,4...5,25 V, mức tiêu thụ hiện tại không quá 50 mA ở chế độ vận hành và 250 μA ở chế độ ngủ. Nếu vi mạch được cấp nguồn bằng điện áp được cung cấp qua USB, thì chân 14 (PWRCTL) của nó phải được kết nối với dây chung (GND), nếu thiết bị có nguồn điện riêng - với mạch VCC. Các đầu ra logic của vi mạch được thiết kế cho dòng điện lên đến 4 mA (đi) và lên đến 8 mA (chảy vào). Chip FT8U245AM cho phép bạn tổ chức trao đổi dữ liệu giữa thiết bị ngoại vi và máy tính với tốc độ lên tới 1 Mbit/s. Nó có thể được sử dụng trong các modem ISDN và ADSL, trong máy ảnh kỹ thuật số và máy nghe nhạc MP8 cũng như trong thiết bị đo lường. Không giống như FT245U0AM, nó không chứa khối UART, xuất dữ liệu nhận được qua USB từ bộ đệm (FIFO) hoặc nhận dữ liệu ở đó thông qua bus dữ liệu hai chiều song song tám bit (D7 - DXNUMX). Con chip này giao tiếp thuận tiện với mọi bộ vi xử lý và vi điều khiển sử dụng các kênh truy cập bộ nhớ trực tiếp (DMA) hoặc cổng I/O của chúng. Biểu đồ thời gian để đọc và ghi một byte được hiển thị trong hình. 5.
Sự hiện diện của dữ liệu nhận được qua USB (kích thước bộ đệm nhận là 128 byte) được biểu thị bằng tín hiệu RXF ở mức thấp. Dữ liệu được đọc cho đến khi bộ đệm trống và mức RXF lên cao. Sau khi lấp đầy toàn bộ 384 byte của bộ đệm truyền, mức tín hiệu TXE vẫn ở mức cao và chip ngừng nhận dữ liệu mới cho đến khi nội dung của bộ đệm được gửi qua US B tới máy tính. Để không trì hoãn việc trao đổi, bộ hẹn giờ 16 ms được cung cấp. Nếu trong khoảng thời gian này, bộ đệm truyền không được lấp đầy hoàn toàn và không nhận được dữ liệu mới thì nội dung của bộ đệm sẽ tự động được gửi đến máy tính. Chip FT8U232AM có đặc tính tương tự. Đối với các nhà phát triển phần cứng thành thạo các vi mạch FT8U232AM và FT8U245AM, GIGATECHNO-LOGY cung cấp các mô-đun gỡ lỗi, một trong số đó được hiển thị trong Hình 6. XNUMX.
Ngoài vi mạch, bo mạch còn chứa tất cả các thành phần thụ động cần thiết cho hoạt động của nó, bộ cộng hưởng thạch anh và ổ cắm USB loại B. Mô-đun này được lắp đặt trong bảng DIP “rộng” 32 chân tiêu chuẩn. Mô-đun này được cấp nguồn bằng USB, giúp loại bỏ nhu cầu về nguồn bổ sung. Sơ đồ của bộ chuyển đổi giao diện USB-RS-232 đã hoàn thành được hiển thị trong Hình. 7. Với sự trợ giúp của nó, nhiều thiết bị được trang bị giao diện RS-232 có thể được kết nối với máy tính qua USB. Bộ chuyển đổi được kết nối với máy tính (hoặc hub) bằng phích cắm USB loại A (CN1) được trang bị cáp kết nối dài 1,5 m. Bạn không nên tăng chiều dài vượt quá mức này vì điều này sẽ dẫn đến USB bị trục trặc.
Chip U3 FT8U232AM được kết nối theo mạch tiêu chuẩn do nhà sản xuất khuyến cáo. Nút trên bóng bán dẫn Q1, tại thời điểm cấp nguồn (kết nối bộ chuyển đổi với mạng USB), sẽ tạo ra một xung đưa chip U3 về trạng thái ban đầu. Điện áp cung cấp được cung cấp cho các nút chuyển đổi thông qua bộ lọc FB1 và FB2 - các dây thông thường có vòng đệm ferrite được đặt trên chúng. Mạch R5C10 tạo ra độ trễ trong quá trình khởi động máy phát trên bộ cộng hưởng Y1, có thể được sử dụng như HC49U nhập khẩu, RK415 trong nước, v.v. Nếu bộ cộng hưởng là hai cực và không chứa tụ điện tích hợp, hãy khởi động một cách đáng tin cậy máy phát điện, có thể bạn phải lắp thêm tụ ngoài có công suất 10...20pF. Chip U1 chứa các bộ thu và phát tín hiệu giao diện đáp ứng tiêu chuẩn RS-232, cũng như các bộ chuyển đổi điện áp 5 V đến +10 và -10 V cần thiết cho hoạt động của chúng. Chip SP213EHCA (Sipex) được chỉ ra trong sơ đồ cung cấp tốc độ trao đổi dữ liệu lên tới 460 kBaud. Nếu tốc độ 115 kBaud là đủ, chip được chỉ định có thể được thay thế bằng SP213ECA của cùng một công ty, MAX213CAI (Maxim) hoặc ADM213EARS (Thiết bị tương tự). Vi mạch U1 93С46, như đã đề cập, là tùy chọn. Nếu bạn quyết định cài đặt nó, trước tiên bạn phải lập trình nó bằng cách sử dụng các khuyến nghị có trong phụ lục kèm theo mô tả về chip FT8U232AM. Tài liệu này và nhiều thông tin tham khảo và kỹ thuật hữu ích khác có thể được tìm thấy trên trang web FTDI . Sự xuất hiện của bộ chuyển đổi được hiển thị trong Hình. 8. Bảng mạch của nó nằm bên trong vỏ phích cắm DB-9M.
Cần lưu ý rằng bảng đã phát triển, bản vẽ của các lớp được thể hiện trong Hình. 9, - bốn lớp.
Nó được thiết kế để lắp đặt các phần tử trên cả hai mặt, bao gồm điện trở và tụ điện có kích thước 0603 (1,6x0,8 mm) để gắn trên bề mặt (SMD). Trong điều kiện nghiệp dư, một tấm ván như vậy có thể được làm từ hai tấm hai mặt, dán lại với nhau thông qua một miếng đệm cách điện. Tất cả các tài liệu cần thiết cho việc sản xuất bảng trong nhà máy Nếu không thể sử dụng các phần tử SMD và tạo ra một bảng nhiều lớp, bạn sẽ phải phát triển độc lập một bảng thông thường cho các phần tử tiêu chuẩn. CÀI ĐẶT BỘ ĐIỀU KHIỂN COM VIRTUAL Bạn có thể tìm thấy trình điều khiển cổng COM ảo (VCP - Virtual COM Port) cho mọi hệ điều hành quan tâm trên trang web chính thức của FTDI trong phần chuyên đề Trình điều khiển và Tiện ích. Trình điều khiển VCP được trình bày ở hai phiên bản: dành cho các thiết bị được kết nối qua bộ chuyển đổi giao diện và công nghệ hỗ trợ (Plug and Play PnP) và các thiết bị tương tự không có hỗ trợ đó (Pop-PnP). Lỗi trong việc lựa chọn trình điều khiển dẫn đến việc tải hệ điều hành bị chậm 20...30 giây. Quy trình cài đặt trình điều khiển VCP trong Windows không khác gì cài đặt trình điều khiển cho bất kỳ thiết bị nào khác. Tất cả các tệp từ kho lưu trữ chứa trình điều khiển phải được sao chép vào đĩa mềm hoặc vào một thư mục được tạo đặc biệt trên ổ cứng. Tiếp theo, sau khi kết nối bộ chuyển đổi giao diện (hoặc thiết bị khác dựa trên chip FT8U232AM, FT8U245AM) với USB, hãy mở cửa sổ “Thêm/Xóa phần cứng” và làm theo hướng dẫn của “Trình hướng dẫn cài đặt”. Để đảm bảo trình điều khiển được cài đặt thành công, hãy mở tab "Trình quản lý thiết bị" trong cửa sổ "Thuộc tính hệ thống" và tìm Bộ chuyển đổi nối tiếp tốc độ cao USB trong danh sách. Nếu không có gì tương tự ở đó, quy trình cài đặt sẽ được lặp lại. Sau khi cài đặt thành công driver, thiết bị USB Serial port (COMx) sẽ xuất hiện trong mục USB High Speed Serial Converter, trong đó x là số cổng nối tiếp ảo. Các tham số cơ bản của COMx giống hệt với các tham số và cài đặt của cổng nối tiếp tiêu chuẩn. Bạn có thể thay đổi tốc độ UART, số bit trên mỗi từ, chế độ chẵn lẻ, độ dài bit dừng và phương pháp điều khiển luồng. Sự khác biệt duy nhất là khả năng chọn hoặc thay đổi số cổng x trong cửa sổ "Cài đặt cổng nâng cao". Là một công cụ để lập trình cổng COM ảo cho Windows 98, bạn có thể sử dụng nhóm chức năng API VCOMM tiêu chuẩn. Tài liệu và thông tin hữu ích khác về việc sử dụng chúng có trong MSDN (Mạng nhà phát triển Microsoft). FTDI cung cấp một giải pháp khác không yêu cầu trình điều khiển mô phỏng cổng nối tiếp. Kiến trúc này được tác giả gọi là D2XX, dựa trên công nghệ WDM. Thiết bị được lập trình thông qua ngăn xếp USB và thư viện trình điều khiển động. Trang web của công ty chứa các ví dụ về mã nguồn bằng một số ngôn ngữ lập trình phổ biến cũng như hướng dẫn lập trình, Cẩm nang lập trình viên D2XX. THIẾT LẬP TỶ GIÁ BAUD Thông tin về các giá trị của hệ số phân chia tần số xung nhịp theo bộ chia có thể lập trình của chip FT8U245AM, cần thiết để đạt được tốc độ trao đổi dữ liệu cụ thể, được chứa trong tệp ftdiport.inf đi kèm với trình điều khiển. Bằng cách thay đổi các giá trị này, bạn có thể đạt được các giá trị tốc độ UART không chuẩn. Tuy nhiên, chúng thường phải được thay đổi để tính đến, ví dụ, độ lệch của tần số bộ cộng hưởng thạch anh so với tần số danh định là 6 MHz. Để tính hệ số phân chia cần thiết, số một nửa tần số tinh thể (Hz) được chia cho tốc độ truyền yêu cầu (Baud). Thương số được làm tròn đến số gần nhất có phần phân số là 0,125, 0,25, 0,5 hoặc thành số nguyên. Giá trị kết quả phải được chuyển đổi thành mã nhị phân 16 bit. Phần nguyên của hệ số được nhập vào 14 bit bậc thấp của mã (D0-D13), phần phân số được nhập vào bit bậc cao (D14, D15) theo bảng. Mã này sau đó được chuyển đổi thành số thập lục phân hai byte.
Làm việc trên hệ thống Windows 98, trong phần [FtdiPort232.HW.AddReg] của tệp ftdiport.inf đã đề cập ở trên, tìm dòng HKR,,configData,1,01,00,3F.3F,10,27,88,13,C4,09,E2,04,71,02,38,41,9C,£0,4E,CO,34,00,1A,00,0Dt 0,06,40,03, 80,00,00, 00, 00 Xin lưu ý rằng nó được chia thành nhiều dòng có điều kiện và phải được viết dưới dạng một dòng trong tệp, không có dấu cách. Để thuận tiện, các giá trị của các hệ số có thể thay đổi được tô đậm và in nghiêng xen kẽ. Không có lựa chọn nào được phép trong tập tin. Byte thấp của mỗi hệ số được ghi trước, sau đó là byte cao. Ví dụ: dãy E2,04 tương ứng với số 4E2H. Sau khi thực hiện những thay đổi cần thiết, tệp gốc sẽ được thay thế bằng tệp đã chỉnh sửa. Làm việc trong Windows 2000, chỉnh sửa tương tự dòng tương tự trong phần [FtdiPort232.NT.HW.AddReg] của cùng một tệp. Các tác giả: A. Lysenko, R. Nazmutdinov, I. Malygin, Yekaterinburg
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Bộ vi điều khiển mới cho chấn lưu đèn điện tử ▪ Máy tính với bàn phím Orange Pi 800 ▪ LD39100 - Bộ điều chỉnh LDO Series 1A từ STMicroelectronics ▪ Độ ồn thấp Bộ điều chỉnh LDO 38V ST Vi điện tử LDO40L
▪ phần trang web Bộ điều chỉnh điện, nhiệt kế, bộ ổn định nhiệt. Lựa chọn bài viết ▪ bài viết Tách cừu ra khỏi dê. biểu hiện phổ biến ▪ bài báo Trong những điều kiện nào gió có thể tạo ra những cuộn tuyết? đáp án chi tiết ▪ bài Tác dụng với metanol. Hướng dẫn tiêu chuẩn về bảo hộ lao động ▪ bài báo Trả lại bưu thiếp. tiêu điểm bí mật
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này