- PDF Free Download

Transkript

1 David Matoušek USB PRAKTICKY S OBVODY FTDI 1 DÍL Mìøeí, øízeí a regulace pomocí ìkolika jedoduchých pøípravkù Praha 2003

2 Komerèí využití stavebích ávodù je povoleo je s písemým souhlasem autora a akladatelství Soubory a CD-ROM mající pøímo vztah ke kize, tj obsah adresáøe PROGRAMY, ejsou volì šiøitelé David Matoušek USB PRAKTICKY S OBVODY FTDI 1 DÍL Mìøeí, øízeí a regulace pomocí ìkolika jedoduchých pøípravkù Lektor Václav Dvoøáèek Bez pøedchozího písemého svoleí akladatelství esmí být kterákoli èást kopírováa ebo rozmožováa jakoukoli formou (tisk, fotokopie, mikrofilm ebo jiý postup), zadáa do iformaèího systému ebo pøeášea v jié formì èi jiými prostøedky Autor a akladatelství epøejímají záruku za správost tištìých materiálù Pøedkládaá zapojeí a iformace jsou zveøejìy bez ohledu a pøípadé patety tøetích osob Nároky a odškodìí a základì zmì, chyb ebo vyecháí jsou zásadì vylouèey Veškerá práva vyhrazea Ig David Matoušek, 2003 Nakladatelství BEN techická literatura, Vìšíova 5, Praha 10 David Matoušek: USB prakticky s obvody FTDI 1 Díl Mìøeí, øízeí a regulace pomocí ìkolika jedoduchých pøípravkù BEN techická literatura, Praha vydáí ISBN

3 OBSAH CO NAJDETE NA DOPROVODNÉM CD-ROM 9 O KNIZE 10 1 ZÁKLADNÍ POJMY USB Parametry USB Koektory a kabely Verze USB a pøeosové rychlosti Pøeos dat a pøíbuzé pojmy Typy pøeosù a USB Eumerace rozpozáváí zaøízeí Nejdùležitìjší položky deskriptoru zaøízeí Huby rozboèovaèe 17 2 POPIS OBVODU FT232BM Základí vlastosti FT232BM Rozšíøeí schopostí v øadì B Blokové schéma FT232BM Popis vývodù FT232BM UART rozhraí USB rozhraí E 2 PROM rozhraí Øízeí spotøeby Pomocé sigály Napájecí vývody Rozmìry a zaèeí pouzdra LQFP Mezí údaje Pøíklady zapojeí obvodu FT232BM Pøipojeí oscilátoru Pøipojeí E 2 PROM Napájeí aplikace z USB sbìrice Napájeí aplikace z vlastího zdroje (1) Napájeí aplikace z vlastího zdroje (2) Zapojeí UART rozhraí Rozhraí pro pøipojeí idikaèích LED Rozhraí pro 3,3V logiku Øízeí spotøeby vìjších obvodù Bit Bag režim 38 A D MATOUŠEK: USB PRAKTICKY S OBVODY FTDI 1 DÍL 3

4 2 9 Použití pracovího krystalu pro mikrokotrolér 38 3 OVLÁDACÍ ROZHRANÍ Architektura D2XX Klasické fukce Typ FT_STATUS FT_ListDevices FT_Ope FT_OpeEx FT_GetDeviceIfo FT_Close FT_Read FT_Write FT_ResetDevice FT_SetBaudRate FT_SetDivisor FT_SetDataCharacteristics FT_SetFlowCotrol FT_SetDtr a FT_ClrDtr FT_SetRts a FT_ClrRts FT_SetBreakO a FT_SetBreakOff FT_GetModemStatus FT_SetChars FT_Purge FT_SetTimeouts FT_GetQueueStatus FT_GetStatus FT_SetEvetNotificatio Fukce pro programováí E 2 PROM FT_EE_Program FT_EE_Read FT_EE_UASize FT_EE_UARead FT_EE_UAWrite Rozšíøeé fukce FT_SetBitMode FT_GetBitMode FT_SetLatecyTimer FT_GetLatecyTimer FT_SetUSBParameters Fukce FT_Wi32 API FT_W32_CreateFile FT_W32_CloseHadle 59 4 D MATOUŠEK: USB PRAKTICKY S OBVODY FTDI 1 DÍL A

5 3 5 3 FT_W32_ReadFile FT_W32_WriteFile FT_W32_GetLastError FT_W32_GetOverlappedResult FT_W32_ClearCommBreak FT_W32_SetCommBreak FT_W32_EscapeCommFuctio FT_W32_GetCommModemStatus FT_W32_ClearCommError FT_W32_SetCommState FT_W32_GetCommState FT_W32_SetCommTimeouts FT_W32_GetCommTimeouts FT_W32_SetupComm FT_W32_PurgeComm FT_W32_SetCommMask FT_W32_WaitCommEvet 68 4 ZAØÍZENÍ USB OD FIRMY ASIX Firma ASIX Zajímavé pøípravky Modul UMS UNIVERZÁLNÍ MODUL S FT232BM Pøípravek FT232TST Plug&Play ovladaè Naprogramováí E 2 PROM Aktualizace ovladaèe po zmìì PID Sezam zaøízeí Pøímé øízeí liek modemu Pøípravek FTDITEST Použití èasovaèe Kvazipøerušeí (èekáí a sigalizaci události) Øízeí liek v režimu Bit Bag Použití pøípravku FTDITEST Testovací pøípravek s D/A pøevodíkem TC Struèý popis obvodu TC Testovací pøípravek TC Pøíklad použití fukcí FT_Wi32 API Další pøíklady 108 A D MATOUŠEK: USB PRAKTICKY S OBVODY FTDI 1 DÍL 5

6 6 ATPROG Výchozí idea Programovací algoritmus Pamì Flash Vitøí adresový èítaè Režimy programováí Vlastí realizace Program øídicího mikrokotroléru Popis tvorby ovládacího programu Struèá uživatelská pøíruèka Autorská práva Ladicí program ATP3DBG EXE Pøíklady použití USBAVR VÝVOJOVÉ KITY PRO MIKROKONTROLÉR AT90S Popis mikrokotroléru AT90S2313 a sériového dowloadu Základí vlastosti mikrokotroléru AT90S Pamì ové zámky Sigatura Sériový dowload Dvì kostrukce USBAVR USBAVR verze USBAVR verze Ovládací program pro obì verze USBAVR PØÍKLADY KOMUNIKACE VYBRANÝCH MIKROKONTROLÉRÙ S OBVODEM FT232BM Nastaveí pøeosové rychlosti Pøíklady použití mikrokotrolérù AT89C2051 a AT90S NAPÁJECÍ ZDROJ S REGULOVATELNOU PROUDOVOU POJISTKOU Výchozí idea Schéma zapojeí Program pro AT90S Program pro PC Oživeí zdroje D MATOUŠEK: USB PRAKTICKY S OBVODY FTDI 1 DÍL A

7 10 USBMC UNIVERZÁLNÍ MÌØICÍ DESKA Schéma zapojeí Øídicí pøíkazy Ovládací rozhraí Firmware Program pro mikrokotrolér AT90S Komplexí testovací aplikace Plošé spoje Oživeí Mìøeí V-A charakteristiky diody pøíklad kokrétí aplikace Návrhy a další vylepšeí EFSPROG PROGRAMÁTOR KONFIGURAÈNÍCH E 2 PROM Uživatelská pøíruèka programu EFSProg Struèý popis položek meu Možé chyby pøi maipulaci s programem Iicializaèí soubor EFSProg INI Pøíklad aprogramováí kofiguraèí E 2 PROM Kometovaý výpis programu EFSProg KONVERTORY SBÌRNICE USB<=>RS-232C A POUŽITÍ MODULU UMS USB<=>RS verze USB<=>RS verze Pøíklady použití Na øadì je VCP ovladaè Aplikace USB<=>RS verze Aplikace USB<=>RS verze UMS2TST Testovací deska pro modul UMS VÝPIS SOUBORÙ EFS INF A FTD2XXUN INI DODAVATELÉ SOUÈÁSTEK, MODULÙ A HOTOVÝCH PØÍPRAVKÙ UVEDENÝCH V TÉTO KNIZE GM Electroic Zásilková služba Electroic Obecice ASIX s r o 258 A D MATOUŠEK: USB PRAKTICKY S OBVODY FTDI 1 DÍL 7

8 13 4 Hotové pøípravky Závìr 259 PØEHLED PØÍPRAVKÙ ATMEL 260 PLOŠNÉ SPOJE 260 LITERATURA 261 KNIHY BEN TECHNICKÁ LITERATURA D MATOUŠEK: USB PRAKTICKY S OBVODY FTDI 1 DÍL A

9 CO NAJDETE NA DOPROVODNÉM CD-ROM Doprovodé CD-ROM obsahuje všechy iformace potøebé pro sadou práci s kihou Tyto iformace lze rozdìlit do logických celkù, které se acházejí v oddìleých adresáøích: adresáø ATMEL je off-lie podoba èásti www stráek firmy ATMEL zamìøeých a AVR adresáø BEN obsahuje off-lie verzi www stráek akladatelství BEN techická literatura (aktualizováo k poèátku bøeza 2003), jejichž souèástí je poèítaèová verze tištìého katalogu Edièího pláu jaro/léto 2003, adresáø DATASHEET obsahuje dokumetaci vybraých itegrovaých obvodù, které jsou v kize používáy, ve formátu PDF Najdete zde též samorozbalitelý archiv programu Adobe Acrobat Reader verze 5 0, který slouží k prohlížeí PDF souborù, adresáø FOTO obsahuje, jak sám ázev apovídá, fotografie hotových pøípravkù Každý byl afoce z ìkolika pohledù, aby byla lépe dokumetováa jejich možá stavba, Do shodého adresáøe jsme umístili trial verzi prohlížeèe ACDSee stažeou z Iteretu ( acdsystems com): ACDSee Classic (velikost istalaèího souboru cca 1,6 MB, miimálí požadavky Widows 95/98/Me/NT4/2000, PC 486DX s 32 MB RAM, režim grafického adaptéru s 256barvami, 4 MB volého místa a pevém disku, vhodý Iteret Explorer 4 0 ebo pozdìjší) Tip: pokud se vám fotografie zdají pøíliš tmavé, aktivujte ve vašem prohlížeèi Gamma korekci a hodotu apø 1 50 (optimálí hodota závisí a astaveí vašeho grafického subsystému) adresáø KATALOG obsahuje elektroický ceík firmy GM Electroic stažeý z Iteretu (z poèátku bøeza 2003) a poèítaèovou podobu tištìého katalogu v PDF Aktualizovaou verzi lze získat a URL: gme cz Orietaèí cey všech souèástek byly bráy z tohoto katalogu Navíc je zde umístìa poèítaèová verze (PDF) tištìého katalogu pro rok 2003, adresáø OBECNICE je off-lie podoba www stráek (vèetì ceíku) pøedího èeského prodejce obvodù (Zásilková služba ELEKTRONIC OBECNICE), programovacích kitù a programátorù Atmel Navíc je a tìchto strákách pøehled zapojeí koektorù a redukcí ze zámého webu Hardware book, adresáø PROGRAMY obsahuje zdrojové i pøeložeé formy všech programù realizovaých v kize, jakožto ovládací program programátoru ISP (SDKAVR), adresáø SPOJE obsahuje klišé plošých spojù všech pøípravkù popsaých v kize ve formátu TIF a avíc ve zdrojovém formátu BRD programu EAGLE je verze 2 6, aby si èteáøi pøípadì mohli plošé spoje upravit podle vlastích pøedstav Nìkteré spoje jsme ještì v redakci dodateèì upravovali (zvìtšováí úchytých plošek pro souèástky, ), takže fiálí verze je uložea pouze ve formátu TIF (je shodá s klišé otištìými v kize), adresáø SW obsahuje software vhodé k vážé práci s procesory Atmel AVR, stažeé z iteretových stráek firmy ATMEL: AVR_3 1 (wavrasm), AVR_3 5 (AVR Studio 3 5), AVR_4 0 (AVR Studio 4 0) A D MATOUŠEK: USB PRAKTICKY S OBVODY FTDI 1 DÍL 9

10 O KNIZE Tato kiha je zamìøea a praktické aplikace sbìrice USB spolu se specializovaým kovertorem FT232BM od firmy FTDI Chip (a èeském trhu ji zastupuje firma ASIX s r o ) Jistì zaujme èteáøe, kteøí chtìjí využívat schopostí sbìrice USB a pøitom vytváøet své aplikace velmi rychle (a bez zdlouhavého studia komuikaèích protokolù) Navíc cea kovertoru je relativì ízká (asi 180 Kè) takže pøedstavuje i levé øešeí Po úvodím popisu sbìrice USB a obvodu FT232BM jsou uvedey a vysvìtley fukce ovládacího rozhraí, které umožòuje vytváøet aplikace pro operaèí systémy Widows 98/2000/Me/XP (je zde i podpora pro operaèí systémy Liux a MAC OS) Dále jsou struèì zmíìy vlastosti modulù firmy ASIX (použití modulù osazeých obvodem FT232BM zjedodušuje a urychluje proces vývoje aplikací) Následuje kapitola pøedstavující základy práce s obvodem FT232BM vèetì tvorby jedoduché testovací desky (istalace ovladaèù, programováí kofiguraèí E 2 PROM pøímo v aplikaci, zjištìí pøipojeých zaøízeí, pøímé øízeí liek modemu, øízeí liek v režimu Bit Bag) Další dvì kapitoly pøedstavují programátory mikrokotrolérù AT89C2051 a AT90S2313 Napájeí je získáo pøímo ze sbìrice USB Následuje kapitola s pøíklady použití mikrokotrolérù AT89C2051 a AT90S2313 pro asychroí sériovou komuikaci s obvodem FT232BM vèetì diskuze astaveí pøeosových rychlostí Dále jsou publikováy apájecí zdroj a mìøicí deska Obojí je realizováo a základì mikrokotroléru AT90S2313 Nakoec jsou publikováy kovertory USB<=>RS-232C, použití modulu UMS2 od firmy ASIX, programátor kofiguraèích E 2 PROM a kotakty a dodavatele souèástek a hotových pøípravkù 10 D MATOUŠEK: USB PRAKTICKY S OBVODY FTDI 1 DÍL A