|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
無線電子工学および電気工学の百科事典 FT8U232AM、FT8U245AM チップをベースとした USB インターフェイス コンバータ。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
USB デバイスをコンピュータに接続できる機能があれば、誰も驚かなくなります。 従来のコンピュータ I/O ポート (シリアル - COM、パラレル - LPT) と比較して、ユニバーサル シリアル バス (Universal Serial Bus) はより高いデータ交換速度を提供します。 USB バージョン 1.1 の最大スループットは 12 Mbps、より新しいバージョン 2.0 は 480 Mbps です。 低速デバイスの場合、1,5 Mbps の速度が提供されます。 しかし、USB データ交換プロトコルは複雑で、最近までアマチュア無線家だけでなく多くの専門家にとっても実装できませんでした。 現在、開発中のデバイスに FT8U232AM または FT8U245AM チップをインストールすることで、USB を「仮想」シリアル ポートまたはパラレル ポートに変換し、USB 動作の多くの機能を考慮することなく、よく知られた方法を使用して高速データ交換を行うことができます。 USB を使用してコンピュータを周辺機器に接続するのは非常に簡単です。 コンピューターの電源をオフにせずにコネクタをドッキングおよびドッキング解除することができ、接続直後に自動的にデバイスが認識され、必要なドライバーがインストールされます。 分岐バス トポロジ (図 1) には、「ハブ」(英語のハブ) と呼ばれることが多いハブの使用が含まれます。
コンピュータのシステム ユニットには、XNUMX つまたは XNUMX つの USB ソケットを備えたルート ハブ (ルート ハブ) があり、周辺機器が直接またはハブを介して接続されます。 USB デバイス自体 (通常はモニターとキーボード) にハブが組み込まれている場合もありますが、独立した製品として設計されたハブがバスの分岐に使用される場合もあります。 従来の周辺 USB デバイスのセットをコンピュータに接続する例を図に示します。 2. それらの合計数は 127 に達する可能性があり、考えられるすべてのアプリケーションには十分以上です。 最近まで、このネットワークの「ホスト」 (ホスト) は (通常のローカルとは異なり)、コンピューター自体 2001 つだけでした。 ただし、1.0 年末に OTG 2.0 という名前で発行された USB XNUMX 標準への追加により、周辺機器が一部のホスト機能を実行できるようになりました。 これにより、たとえば、コンピュータをバイパスして USB スキャナを USB プリンタに直接接続できるようになります。
接続された各 USB デバイスには、コンピュータのオペレーティング システムによって一意の識別番号が割り当てられます。これは、システムの構成、管理、通信に必要です。 通信セッションはバッチ モードで発生します。 USB ネットワークのすべてのコンポーネントは、5 本のツイストペア線で構成されるケーブルを使用して接続されます。 それらの一方には双方向のデータ交換があり、もう一方には1.0 Vの定電圧があるため、経済的な周辺機器には独自の電源が含まれていない可能性があります。 USB ケーブルには、互換性のない XNUMX 種類のコネクタがあります。A はコンピュータ側に、B は周辺機器側にあります。 誤接続を防止します。 前述の OTG XNUMX の追加によると、さらに XNUMX 種類の小型コネクタ (mini-A と mini-B)、および両方のタイプのプラグと互換性のある mini-AB ユニバーサル ソケットが導入されました。 すべての USB コネクタは、繰り返し素早く簡単に抜き差しできるように設計されています。 USB の範囲はマルチメディア アプリケーションに限定されません。 この高速インターフェイスは、多数のデバイスにサービスを提供するように設計されており、従来はコンピュータの COM および LPT ポートに接続されていた通信機器、情報の収集および保管に便利です。 残念ながら、既存のデバイスのインターフェイスを置き換えるのは非常に困難です。 この問題を解決する 8 つの方法は、さまざまなインターフェイスの USB へのコンバータを使用することです。 英国企業FTDI（Future Technology Devices International）のチップをベースにした同様のデバイスがすでにロシア市場に登場している。 同社は現在、FT100U8AX、FT232U8AM、FT245U3AM の 32 つの多機能チップを製造しています。 最初のものでは、7 ポートの USB ハブを作成できます。 他の 7 つ (外観とピン割り当ては図 0,8 に示されています) は、さまざまなデバイスを USB バスに接続するように設計されています。 QFP-XNUMX パッケージの寸法は XNUMXxXNUMX mm、ピンピッチは XNUMX mm です。
FT8U232AM - USB から従来のシリアル インターフェース コンバーターは、USB モデム、COM-USB アダプター、バーコード スキャナー、測定機器にインストールできます。実際、以前は比較的低速な RS-232、RS-422、RS-485 インターフェースを使用していたあらゆるデバイスにインストールできます。 最大 2000 kbps の速度で双方向にデータを送信でき、ユーザーはデバイスや USB の操作に関する知識を必要としません。 FTDI が提供するソフトウェア ドライバーは、通信が通常の COM ポートを経由しているかのような印象を与えます。 FT8U232AM の機能図を図に示します。 4. その基礎は両方のインターフェイスのトランシーバーです。 UART ブロックには、RS-232 規格の信号回路のフルセットである USB トランシーバーが装備されており、情報出力 USBDP と USBDM の XNUMX つだけを備え、双方向データ転送チャネルを形成します。 SIE ブロックは、シリアル コードをパラレルに、またはその逆に変換し、ビットスタッフィング手順を実行し、(送信データ ストリームの) 制御コードを生成し、(受信の) 制御コードをチェックします。
低レベル USB プロトコル ハンドラーは、ホスト コントローラー (コンピューター) からの要求に対する応答を生成します。 それを通じて、UART の動作モードを制御します。 384 バイト (受信用) と 128 バイト (送信用) の容量を持つ XNUMX つの中間データ ストレージ バッファー (FIFO) があります。 FIFO は適切なコントローラによって管理されます。 マイクロ回路のマスター発振器は、6 MHz の外部水晶またはセラミック共振器によって電力を供給されます。 さらに、その周波数は 8 倍になります (最大 48 MHz)。 UART クロックは 48 つのステップで 16 MHz から取得されます。300 で除算し、次にプログラム可能な分周器を使用して希望の値にします。 UART コントローラは 2 ボーから 8 Mbaud の速度で動作できますが、実際に達成可能な最大速度は FT232UXNUMXAM で使用されるレベルコンバータ IC によって異なります。 FT8U232AM チップの EECS、EESK、EEDATA ピンは、外部不揮発性メモリである AT93C46 EEPROM チップに接続するように設計されており、製品の製造元識別子 (VID) と個人 (PID) シリアル番号およびその他のデータが保存されます。 これは、FT8U232AM チップをベースにした複数のデバイスが USB 経由で同時にコンピュータに接続されている場合に必要です。 ソフトウェア ドライバーはその一意性に依存して、XNUMX つまたは別の仮想 COM ポートを特定のデバイスに関連付けるため、シリアル番号は特に重要です。 ROM がない場合、コンピュータに接続できる仮想 COM ポートを形成するデバイスは XNUMX 台だけです。 RESET 入力の Low レベルにより、FT8U232AM チップがリセットされます。 RC 回路は RCCLK ピンに接続する必要があります。これにより、XTIN、XTOUT ピンに接続された水晶共振器を「構築」するのに十分な時間、マイクロ回路の開始が遅れます。 TEST 入力はデバッグ モードでのみ使用されます。 通常の動作では、グランド (GND) に接続する必要があります。 いくつかの補助出力があります。 USBEN 出力の High レベルは、USB を介したマイクロ回路の初期化プロセスの完了を通知します。 しばらくデータ交換がない場合、SLEEP 出力のローレベルが示すように、マイクロ回路は自動的に「スリープ モード」に切り替わります。 TXLED 出力と RXLED 出力の同様のレベルは、それぞれデータが送信または受信されていることを示します。 TXDEN 出力からの信号は、RS-485 インターフェイスのトランシーバーを制御するように設計されています。 データが TXD ラインで送信されているとき、そのレベルは High になります。 FT8U232AM マイクロ回路の電源電圧 (VCC) は 4,4 ～ 5,25 V で、消費電流は動作時で 50 mA 以下、スリープ モードで 250 μA です。 USB 経由で供給される電圧によってマイクロ回路に電力が供給される場合、デバイスに独自の電源 (VCC 回路) がある場合、そのピン 14 (PWRCTL) をグランド (GND) に接続する必要があります。 マイクロ回路の論理出力は、最大 4 mA (流出) および最大 8 mA (流入) の電流向けに設計されています。 FT8U245AM チップを使用すると、周辺機器とコンピュータ間のデータ交換を最大 1 Mbps の速度で行うことができます。 ISDN や ADSL モデム、デジタル カメラや MP8 プレーヤー、測定機器などで使用できます。 FT245U0AM とは異なり、UART ブロックは含まれておらず、USB 経由で受信したデータをバッファ (FIFO) から発行するか、7 ビットのパラレル双方向データ バス (DXNUMX ～ DXNUMX) 経由で受信します。 このチップは、ダイレクト メモリ アクセス (DMA) チャネルまたは I/O ポートを使用して、マイクロプロセッサおよびマイクロコントローラと簡単に接続できます。 5 バイトの読み書きのタイミングチャートを図 XNUMX に示します。 XNUMX.
USB 経由で受信したデータ (受信バッファのサイズは 128 バイト) の存在は、RXF 信号の Low レベルによって示されます。 データはバッファが空になり RXF が High になるまで読み取られます。 送信バッファの 384 バイトすべてが満たされた後、TXE 信号は High のままで、バッファの内容が USB B 経由でコンピュータに転送されるまで、マイクロ回路は新しいデータの受け入れを停止します。 交換を遅らせないために、16 ms のタイマーが提供されています。 この間隔内に送信バッファがいっぱいにならず、新しいデータが到着しない場合は、バッファの内容が自動的にコンピュータに送信されます。 FT8U232AM チップにも同様の特性があります。 FT8U232AM および FT8U245AM チップを使いこなすハードウェア開発者向けに、GIGATECHNO-LOGY はデバッグ モジュールを提供しています。その 6 つを図に示します。 XNUMX.
超小型回路に加えて、ボードにはその動作に必要なすべての受動素子、水晶振動子、USB タイプ B ソケットが備えられており、モジュールは標準の 32 ピン「ワイド」DIP パネルに取り付けられています。 このモジュールは USB から電力を供給されるため、追加の電源は必要ありません。 完成した USB-RS-232 インターフェイス コンバータの図を図に示します。 7. これを使用すると、RS-232 インターフェイスを備えた多くのデバイスを USB 経由でコンピュータに接続できます。 コンバータとコンピュータ（またはハブ）の接続は、USB タイプ A（CN1）プラグを使用し、1,5 m の接続ケーブルが付属していますが、規定の長さ以上に長くしないと、USB が故障します。
U3 FT8U232AM チップは、メーカーが推奨する標準方式に従って接続されています。 電源供給時（コンバータをUSBネットワークに接続しているとき）、トランジスタQ1のノードはU3チップをリセットするパルスを生成します。 電源電圧は、フィルタFB1およびFB2（フェライトワッシャーが付いた通常のワイヤ）を介してコンバータノードに供給されます。 R5C10 回路は、Y1 共振子の発電機の起動時に遅延を作成します。これは輸入品の HC49U、国産の PK415 などとして使用できます。共振子が 10 端子でコンデンサが内蔵されていない場合、発電機を確実に起動するために 20 ～ XNUMXpF の容量の外付けコンデンサを取り付ける必要がある場合があります。 チップ U1 には、RS-232 規格を満たすインターフェース信号の受信機と送信機、およびその動作に必要な 5 V から +10 および -10 V への電圧変換器が含まれています。 図に示されている SP213EHCA (Sipex) チップは、最大 460 kBaud のデータ交換速度を提供します。 115 kBaud で十分な場合は、指定されたチップを同社の SP213ECA、MAX213CAI (Maxim) または ADM213EARS (Analog Devices) に置き換えることができます。 すでに述べたように、チップ U1 93C46 は必要ありません。 これをインストールする場合は、まず FT8U232AM チップの説明の付録にある推奨事項を使用してプログラムする必要があります。 このドキュメントおよびその他の多くの有用な技術情報および参考情報は、FTDI Web サイトで見つけることができます。 。 コンバータの外観を図に示します。 8. その PCB は DB-9M プラグ ハウジング内に収容されています。
開発された基板の層の図が図に示されていることに注意してください。 9、- XNUMX 層。
表面実装 (SMD) 用のサイズ 0603 (1,6x0,8 mm) の抵抗器やコンデンサなどの要素を両面に取り付けるように設計されています。 アマチュアの条件では、このような基板は、絶縁ガスケットを介して接着されたXNUMX枚の両面基板から作成できます。 SMD素子を使用して多層基板を作ることができない場合は、標準素子用の通常の基板を独自に開発する必要があります。 仮想 COM ドライバーのインストール 対象のオペレーティング システム用の仮想 COM ポート ドライバー (VCP - 仮想 COM ポート) は、FTDI の公式 Web サイトで見つけることができます。 トピックセクション「ドライバーとユーティリティ」。 VCP ドライバーには、インターフェイス コンバーターを介して接続され、そのテクノロジーをサポートするデバイス (プラグ アンド プレイ PnP) 用と、そのようなサポートのない同様のデバイス (Pop-PnP) 用の 20 つのバージョンがあります。 ドライバーの選択に誤りがあると、オペレーティング システムのロードに 30 ～ XNUMX 秒の遅れが生じます。 Windows に VCP ドライバーをインストールする手順は、他のデバイスのドライバーをインストールする手順と変わりません。 ドライバーが提供されているアーカイブのすべてのファイルを、フロッピー ディスクまたはハード ディスク上に特別に作成したフォルダーにコピーする必要があります。 次に、インターフェイス コンバータ (または FT8U232AM、FT8U245AM チップをベースとした別のデバイス) を USB に接続し、[ハードウェアの追加と削除] ウィンドウを開き、[インストール ウィザード] の指示に従います。 ドライバーが正常にインストールされたことを確認するには、[システムのプロパティ] ウィンドウの [デバイス マネージャー] タブを開き、リストで USB 高速シリアル コンバーターを見つけます。 同様のものがない場合は、インストール手順を再度繰り返す必要があります。 ドライバーのインストールが成功すると、USB シリアル ポート (COMx) デバイスが [USB 高速シリアル コンバーター] 項目に表示されます。ここで、x は仮想シリアル ポートの番号です。 COMx の基本パラメータは、標準シリアル ポートのパラメータおよび設定と同じです。 UART 速度、ワードあたりのビット数、パリティ モード、ストップ ビット長、フロー制御方法を変更できます。 唯一の違いは、「ポートの詳細設定」ウィンドウでポート番号 x を選択または変更できることです。 Windows 98 用の仮想 COM ポート プログラミング ツールとして、標準の VCOMM API ファミリの関数を使用できます。 その使用に関するドキュメントおよびその他の役立つ情報は、MSDN (Microsoft Developer Network) に含まれています。 FTDI は、シリアル エミュレーション ドライバーを必要としない別のソリューションを提供します。 作者によって D2XX と呼ばれるこのアーキテクチャは、WDM テクノロジに基づいています。 デバイスは、USB スタックとドライバーのダイナミック ライブラリを通じてプログラムされます。 同社の Web サイトには、D2XX プログラマー マニュアルだけでなく、いくつかの人気のあるプログラミング言語のソース コード例が含まれています。 ボーレート設定 特定のデータ交換レートを得るために必要な、FT8U245AM チップのプログラマブル分周器によるクロック分周係数の値に関する情報は、ドライバーに付属する ftdiport.inf ファイルに含まれています。 これらの値を変更すると、標準以外の UART 速度を実現できます。 ただし、多くの場合、たとえば、公称 6 MHz からの水晶共振子の周波数偏差を考慮して、それらを変更する必要があります。 必要な分周係数を計算するには、水晶共振子の周波数 (Hz) の半分を必要なボー レート (Baud) で割ります。 商は、0,125、0,25、0,5の小数部を含む最も近い数値または整数に四捨五入されます。 結果の値は 16 ビットのバイナリ コードに変換する必要があります。 コードの最下位 14 桁 (D0 ～ D13) には係数の整数部分が入力され、上位桁 (D14、D15) には表に従って小数部分が入力されます。 このコードは XNUMX バイトの XNUMX 進数に変換されます。
Windows 98 システムでは、上記の ftdiport.inf ファイルの [FtdiPort232.HW.AddReg] セクションで、次の行を探します。 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 条件付きで複数の行に分割されており、ファイル内ではスペースを入れずに単一の行として記述する必要があることに注意してください。 便宜上、変更可能な係数値を太字と斜体で交互に示しています。 ファイル内で選択は許可されません。 各係数の下位バイトが最初に書き込まれ、次に上位バイトが続きます。 たとえば、シーケンス E2,04 は数値 4E2H に対応します。 必要な変更を加えた後、編集したファイルは元のファイルに置き換えられます。 Windows 2000 で作業している場合は、同じファイルの [FtdiPort232.NT.HW.AddReg] セクションの同じ行を同様に編集します。 著者: A. Lysenko、R. Nazmutdinov、I. Malygin、エカテリンブルグ
バルク物質の固化
30.04.2024 埋め込み型脳刺激装置
30.04.2024 時間の感覚は何を見ているかによって決まります
29.04.2024
▪ 新しいタブレット
▪ 記事 5 MHz のアンテナ 8/27l。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典 ▪ 記事 手のひらにコインを置く古典的な方法。 フォーカスシークレット
ホームページ | 図書館 | 物品 | サイトマップ | サイトレビュー
www.diagram.com.ua |
他の記事も見る セクション 
科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：
このページのすべての言語