37_42.PDF

Konwerter USB<−>RS232

Konwerter USB<−>RS232,

część 1

AVT−5080

Przedstawiamy pierwsz¹

w†polskiej prasie

elektronicznej aplikacjÍ

uk³adu, ktÛry - jesteúmy tego

pewni - zrewolucjonizuje

wspÛ³czesn¹ elektronikÍ

popularn¹. Jest to scalony,

dwukierunkowy konwerter

USB<->RS232, za pomoc¹

ktÛrego moøna do³¹czyÊ do

PC-ta lub McIntosha dowolne

urz¹dzenie zewnÍtrzne i†to

bez koniecznoúci pisania

w³asnych driverÛw....

Same zalety!

Juø od d³ugiego czasu dobie-

gaj¹ zewsz¹d g³osy, øe najwyøsza

pora, aby w†amatorskich projek-

tach zagoúci³y interfejsy USB. Tym

bardziej, iø w†úwiecie akcesoriÛw

komputerowych sta³y siÍ one juø

standardem. Producenci nie ustaj¹

w†wysi³kach, øeby wdraøaÊ nowe,

coraz szybsze wersje tego inter-

fejsu, natomiast dotychczasowe

porty szeregowe i†rÛwnoleg³e maj¹

wkrÛtce znikn¹Ê z†ìpok³aduî PC,

dziel¹c los napÍdÛw 5†1/4î czy

magistrali ISA.

Dotychczas jednak wysoka z³o-

øonoúÊ systemu USB w†po³¹cze-

niu z†niewielk¹ dostÍpnoúci¹ po-

trzebnych podzespo³Ûw dla indy-

widualnego klienta oraz ca³kowi-

tym brakiem polskojÍzycznej lite-

ratury stawia³a przed elektronika-

mi-amatorami barierÍ trudn¹ do

pokonania.

Na rys. 1† pokazano strukturÍ

po³¹czenia USB. Pozwala ona oce-

niÊ, ile wyspecjalizowanych me-

chanizmÛw kryje siÍ np. za naj-

zwyklejszym zapaleniem LED-a na

w³asnej prototypowej p³ytce za

pomoc¹ samodzielnie napisanej

aplikacji dla PC. Rysunek ten jest

tylko orientacyjny - na jego pod-

stawie bardzo ogÛlnie opiszemy

zasady dzia³ania USB (pe³ne spe-

cyfikacje to co najmniej kilkaset

stron - s¹ dostÍpne na stronie

www.ep.com.pl w†dziale Down-

load>Dokumentacje ). Zaczniemy

od strony sygna³Ûw przesy³anych

kablem.

Standardowy kabel po³¹czenio-

wy USB ma 4†øy³y: dwie z†nich

przekazuj¹ zasilanie (masa oraz

+5V), nastÍpne dwie to para prze-

nosz¹ca rÛønicowy sygna³ danych.

Sygna³ ten pe³ni kilka jednoczes-

nych funkcji:

- przesy³a dane w†postaci stru-

mienia bitÛw,

- synchronizuje oscylatory pod³¹-

czonych urz¹dzeÒ z†oscylatorem

g³Ûwnego kontrolera (PC),

- wyznacza pocz¹tek i†koniec pa-

kietu,

- przekazuje ø¹danie programowe-

go zerowania,

- detekcja do³¹czenia urz¹dzenia

do magistrali.

StrumieÒ bitÛw jest kodowany

w†systemie NRZI: poszczegÛlnym

sekwencjom bitÛw odpowiada

zmiana lub brak zmiany poziomu

(czyli w†parze rÛønicowej zmiana

polaryzacji lub jej pozostawienie

- rys. 2 ):

- ci¹g zer prze³¹cza poziom przy

kaødym bicie,

- ci¹g jedynek pozostawia poziom

bez zmian,

- para 1†0†prze³¹cza poziom,

- para 0†1†pozostawia poziom bez

zmiany.

Magistrala nie posiada oddziel-

nego sygna³u zegarowego. Kaøde

pod³¹czone urz¹dzenie dysponuje

w³asnym oscylatorem do spraw-

dzania kolejnych bitÛw z†4-krot-

nym oversamplingiem (nadprÛb-

kowaniem) - dla szybkoúci prze-

sy³u danych wynosz¹cej 12 Mbd

konieczny bÍdzie wiÍc zegar

o†czÍstotliwoúci 48 MHz. Oscyla-

tor jest synchronizowany (pÍtl¹

PLL) z†przebiegiem sygna³u w†ma-

Elektronika Praktyczna 9/2002

P R O J E K T Y

Konwerter USB<−>RS232

Rys. 1. Budowa połączenia USB

danych przeznaczonych dla

EPx),

- pakiet DATA0 - do urz¹dzenia

(dane),

- pakiet ACK - z†urz¹dzenia (pa-

kiet danych przyjÍty prawid³o-

wo),

albo odczytu danych przez kom-

puter:

- pakiet IN - do urz¹dzenia (wy-

úlij pakiet danych przez EPx),

- pakiet DATA0 - z†urz¹dzenia

(urz¹dzenie wysy³a dane),

- pakiet ACK - do urz¹dzenia

(pakiet danych dotar³ prawid³o-

wo).

Elementarna transakcja musi

zawieraÊ siÍ w†obrÍbie pojedyn-

czej 1-ms ramki.

Z†kolei odpowiednio zgrupo-

wane zespo³y transakcji tworz¹

cztery rÛøne typy transferÛw.

Transfery rÛøni¹ siÍ poza tym

sposobem obs³ugiwania przez

komputer w†zakresie kontroli b³Í-

dÛw i†przyznawania priorytetÛw

w†dostÍpie do magistrali:

1. Control - uøywany do roz-

poznawania i†konfigurowania

urz¹dzenia.

2. Interrupt - uøywany do

sprawdzania statusu urz¹dzenia

i†wykrywania jego ewentualnych

ø¹daÒ obs³ugi. Termin ìprzerwa-

nieî w†nazwie jest nieco myl¹cy,

zw³aszcza dla elektronikÛw przy-

zwyczajonych do systemu prze-

rwaÒ w†mikrokontrolerach. Urz¹-

dzenie USB samo z†siebie nie

moøe rozpocz¹Ê øadnego transfe-

ru, moøe jedynie przes³aÊ na

øyczenie hosta odpowiedni¹ in-

formacjÍ. Komputer sprawdza cyk-

licznie do³¹czone urz¹dzenia ( pol-

ling ) i†w†razie potrzeby podejmuje

odpowiedni¹ akcjÍ. CzÍstotliwoúÊ

pollingu jest ustalana w†trakcie

pocz¹tkowej konfiguracji, ale nie

moøe przekraczaÊ czÍstotliwoúci

ramek (1 kHz). Wszelkie dzia³ania

wymagaj¹ce szybszej reakcji na

sygna³y zewnÍtrzne powinny byÊ

wiÍc realizowane samodzielnie

przez urz¹dzenie.

3. Bulk - uøywany do przesy-

³ania duøych blokÛw danych (ang.

bulk - wielkoúÊ, objÍtoúÊ, masa)

z†dok³adn¹ kontrol¹ poprawnoúci

- stosowany np. w†drukarkach czy

skanerach.

4. Isochronous - stosowany do

przesy³ania ci¹g³ego strumienia

danych w†przypadkach gdzie po-

prawnoúÊ jest mniej istotna niø

gistrali. D³uøszy brak zmiany po-

ziomu sygna³u (wystÍpuj¹cy w†ko-

dzie NRZI przy ci¹gu kolejnych

bitÛw ì1î) moøe spowodowaÊ ze-

rwanie tej synchronizacji. Dlatego

wprowadzono rozdzielanie ci¹gu

jedynek dodatkowym bitem ì0î

(po kaødych 6†jedynkach) - tzw.

bit stuffing - rys. 3 .

Wszelkie informacje USB s¹

przesy³ane w†formie pakietÛw. Po-

cz¹tek pakietu jest oznaczony jako

pierwsza zmiana poziomu przy

wyjúciu ze stanu spoczynkowego

( idle ) magistrali. Potem nastÍpuje

blok synchronizacji (ci¹g bitÛw 0

zakoÒczony 1), nastÍpnie blok

danych. Koniec pakietu jest syg-

nalizowany dwubitowym stanem

SE0 (skrÛt od single-ended 0† -

obie linie pary rÛønicowej na

poziomie niskim). Przebieg sygna-

³Ûw dla pakietu jest pokazany na

rys. 4 .

Struktura pakietu zawsze za-

wiera blok synchronizacji oraz

zaraz po nim bajt identyfikatora

pakietu - PID (4 bity okreúlaj¹

PID, nastÍpne 4†s¹ negacj¹ PID,

co pozwala na kontrolÍ popra-

wnoúci). Dalsza zawartoúÊ zaleøy

od typu pakietu (moøe mieÊ

d³ugoúÊ od 0†do 1025 bajtÛw).

Stosowane pakiety przedstawiono

w† tab. 1 . Z†wymienionych pakie-

tÛw sk³adane s¹ wszystkie, wy-

stÍpuj¹ce w†USB, elementarne

transakcje. Moøe to byÊ np. trans-

akcja wys³ania danych z†kompu-

tera:

- pakiet OUT - do urz¹dzenia

(przygotuj siÍ do otrzymania

Elektronika Praktyczna 9/2002

Konwerter USB<−>RS232

Tab. 1. Zestawienie pakietów stosowanych w USB

PID Typ Kategoria Zawartość i funkcja

0101 SOF token Start−of−frame: jest wysyłany co 1 ms (zapewnia to dodatkową

(kontrolny)synchronizację oraz pozwala na wykrywanie zawieszenia magistrali .

Składa się z 11−bitowego kolejnego numeru ramki (frame) oraz

5−bitowego kontrolnego CRC.

1101 SETUP token Priorytetowy pakiet kontrolny służący do podstawowego nadzoru

(kontrolny)i konfiguracji − składa się z 7−bitowego adresu urządzenia,

4−bitowego adresu EP0 i 5−bitowego CRC.

nych i†czÍsto typowych elemen-

tÛw sk³adowych). ZbiÛr interfej-

sÛw tworzy z†kolei konfiguracjÍ,

ktÛrych teø moøe byÊ kilka (ale

tylko jedna moøe byÊ aktywna).

Jak widaÊ na rys. 5, klient

(czyli oprogramowanie korzystaj¹-

ce z†obs³ugi USB oferowanej przez

system operacyjny), ktÛry dostaje

do dyspozycji logiczne kana³y

komunikacji z†interfejsem urz¹dze-

nia USB, nie musi nic ìwiedzieÊî

o†wczeúniej opisywanych mecha-

nizmach wykonawczych niøszego

poziomu. W†systemie Windows

oprogramowanie klienta obejmuje

sterownik ( driver ) konkretnego

urz¹dzenia (lub klasy urz¹dzeÒ

zbliøonych funkcjonalnie) oraz ap-

likacjÍ uøytkownika. Sterownik -

przypisany do interfejsu urz¹dze-

nia USB - potrafi go skonfiguro-

waÊ wed³ug konkretnych moøli-

woúci i†potrzeb oraz odpowiednio

siÍ z†nim komunikowaÊ. Jedno-

czeúnie umoøliwia stosowanie

w†aplikacji uøytkownika typowych

dla systemu funkcji wejúcia/wyj-

úcia danych. Oprogramowanie mo-

øe teø obejmowaÊ dodatkowe bib-

lioteki udostÍpniaj¹ce rozmaite ko-

mendy obs³ugi oraz konfiguracji

urz¹dzenia w†postaci zestawu czy-

telnych i†prostych w†korzystaniu

funkcji. Natomiast uniwersalny

sterownik systemowy USB potrafi

siÍ skomunikowaÊ z† endpointem

0†dowolnego urz¹dzenia. Jest to

niezbÍdne w†chwili pod³¹czenia

do magistrali, kiedy system ope-

racyjny nie ma jeszcze øadnych

danych o†do³¹czanym urz¹dzeniu

i†potrzebuje wspÛlnego, dok³adnie

1001 IN

token Inicjalizuje przesył danych z urządzenia do PC − skład jw. z tym,

(kontrolny)że może być adresowany dowolny dostępny w urządzeniu

endpoint (EP x).

0001 OUT token

Inicjalizuje przesył danych z PC do urządzenia. Skład jw.

(kontrolny)

0011 DATA0 dane

Pakiet składa się z ciągu 0 − 1023 bajtów danych oraz

16−bitowego kontrolnego CRC. Dwa typy pakietu są wprowadzone

dla dodatkowej kontroli: nadajnik wysyła przemiennie typ 0 i 1,

co umożlliwia sprawdzanie, czy żaden pakiet nie zaginął.

1011 DATA1 dane

0010 ACK handshake Potwierdzenie prawidłowego odbioru − pakiet zawiera tylko

identyfikator.

1010 NAK handshake Zgłoszenie chwilowej zajętości urządzenia − transakcja jest

ponawiana w następnej ramce. Urządzenie nie ma prawa

odpowiedzieć NAK na pakiet SETUP − musi wtedy przerwać

wszelkie inne operacje i obsłużyć transakcję kontrolną.

1110 STALL handshake Zgłoszenie braku możliwości obsługi konkretnej komendy

(np. wpisu danych do nieistniejącego w urządzeniu endpointu).

1100 PRE specjalny Używany przy konfigurowaniu połączenia małej prędkości (1,5 Mb/s).

INNE rezerwa rezerwa

−

zachowanie sta³ego w†czasie ( izo-

chronicznego ) przep³ywu. W†tym

celu juø na poziomie elementarnej

transakcji pominiÍta jest kontrola

b³ÍdÛw i†pakiety potwierdzeÒ oraz

uøywa siÍ maksymalnego rozmia-

ru pakietÛw danych. Obszar wy-

korzystania to przede wszystkim

urz¹dzenia audio i†wideo. Przy-

k³adem urz¹dzenia korzystaj¹cego

z†izochronicznego trybu przesy³a-

nia danych jest karta düwiÍkowa

USB, ktÛr¹ opisaliúmy w†EP3/99.

Aby dalej omawiaÊ wykorzys-

tanie tych transferÛw, naleøy siÍ

zapoznaÊ z†logiczn¹ struktur¹ po-

³¹czenia USB. Jest ona ogÛlnie

przedstawiona na rys. 5 . Podsta-

wowym pojÍciem jest tutaj end-

point (juø wspomniany w†opisach

pakietÛw) - czyli punkt koÒcowy.

Endpoint jest zakoÒczeniem lo-

gicznego kana³u przesy³ania da-

nych w†stronÍ komputera - hosta

(EP IN) lub w†stronÍ urz¹dzenia

(EP OUT). Drugi koniec takiego

kana³u (nazywanego rurk¹ - pipe )

jest wejúciem lub wyjúciem da-

nych dla oprogramowania urucho-

mionego na hoúcie . Kaøde - nawet

najprostsze - urz¹dzenie musi po-

siadaÊ co najmniej jeden end-

point : EP0 (IN oraz OUT) o†jed-

noznacznie okreúlonej charakte-

rystyce, ktÛry obs³uguje podsta-

wowe transfery kontrolne. Dalsze

endpointy mog¹ juø mieÊ charak-

terystyki dopasowane do potrzeb

realizowanej funkcji (np. maksy-

malny rozmiar pakietu, typ trans-

feru itd.). Zestaw endpointÛw two-

rzy interfejs.

W†bardziej z³oøonych urz¹dze-

niach interfejsÛw moøe byÊ kilka

(kaødy odpowiada za okreúlony

wycinek funkcjonalnoúci urz¹dze-

nia - pozwala to na uzyskanie

znacznego skomplikowania przy

uøyciu mniejszych, juø sprawdzo-

Rys. 2. Kodowanie NRZI

Rys. 3. Bit stuffing

Elektronika Praktyczna 9/2002

Konwerter USB<−>RS232

Rys. 4. Przebieg sygnału podczas przesyłu pakietu danych

(SOP − start of packet, EOP − end of packet)

sz¹ komunikacjÍ z†urz¹dzeniem

zgodnie z†konkretnymi, specyficz-

nymi potrzebami. System na pod-

stawie danych w†deskryptorze

urz¹dzenia wybiera i†pod³¹cza po-

trzebny sterownik, ³aduj¹c go

w†razie potrzeby do pamiÍci. Jeú-

li sterownik jeszcze nie jest za-

instalowany w†systemie - uøyt-

kownik jest proszony o†jego do-

starczenie.

- NastÍpuje wys³anie serii ostat-

nich poleceÒ konfiguracyjnych -

po ich przyjÍciu urz¹dzenie jest

gotowe do normalnej pracy

(stan: skonfigurowane ).

Enumeracja opiera siÍ na sze-

regu transferÛw typu control wy-

mienianych zawsze z† endpointem

0 . Transfery te s¹ stosunkowo

skomplikowane. Sk³adaj¹ siÍ

z†trzech faz:

- Faza przygotowawcza ( setup ).

Tworzy j¹ transakcja zbudowa-

na z†pakietu SETUP, 8-bajtowe-

go pakietu danych DATA0 oraz

potwierdzenia ACK (jak juø

wspomniano, urz¹dzenie musi

priorytetowo obs³uøyÊ tÍ tran-

sakcjÍ i†nie moøe jej odk³adaÊ

na pÛüniej odsy³aj¹c brak go-

towoúci NAK). W†pakiecie da-

nych zakodowany jest rodzaj

operacji, jak¹ host chce prze-

prowadziÊ, m.in.:

- kierunek przesy³u informacji,

- rodzaj ø¹dania ( standard -

standardowe; class - dotycz¹-

ce klasy urz¹dzeÒ, np. hu-

bÛw,

- vendor - zwi¹zane z†konkret-

nym urz¹dzeniem),

- temat ø¹dania - precyzuje,

o†jak¹ informacjÍ i†jak¹ reak-

cjÍ chodzi (np. wúrÛd stan-

dardowych wywo³aÒ znajd¹

siÍ Get_Status - pobranie sta-

nu urz¹dzenia czy Get_Desc-

riptor - pobranie odpowied-

niego opisu),

- przeznaczenie ø¹dania (moøe

dotyczyÊ urz¹dzenia, interfej-

su lub endpointu).

- Faza wymiany danych (opcjo-

nalnie - o†ile jest taka potrzeba):

odpowiednia liczba transakcji

wys³ania lub pobrania danych

okreúlonych w†fazie setup .

- Faza statusu - s³uøy do potwier-

dzenia poprawnego zakoÒczenia

transferu. Tworzy j¹ transakcja

wys³ania lub odczytania danych

z†uøyciem pakietu danych o†ze-

rowej d³ugoúci.

okreúlonego mechanizmu pobrania

odpowiednich informacji oraz do-

konania wstÍpnej konfiguracji. Ma-

gistrala ca³y czas kontroluje do-

³¹czanie i†od³¹czanie urz¹dzeÒ -

moøemy to robiÊ w†dowolnym

momencie.

W†wolnym porcie downstream

(dane p³yn¹ce z† hosta w†kierunku

urz¹dzeÒ) huba obie linie rÛøni-

cowe D+ i†D- s¹ po³¹czone z†mas¹

rezystorami 15 k

ko jedno urz¹dzenie moøe byÊ

w†stanie domyúlnym - kaøde

nastÍpne musi poczekaÊ, nie

grozi wiÍc przypadkowy kon-

flikt adresÛw).

- Host wysy³a pod adres 0†ø¹da-

nie przes³ania deskryptora urz¹-

dzenia (bloku danych o†úciúle

okreúlonym formacie opisuj¹-

cych konkretny przyrz¹d).

- Przyznaje kolejny wolny adres

i†wysy³a do urz¹dzenia - ktÛre

go zapisuje i†od tego momentu

bÍdzie odbieraÊ tylko pakiety

z†w³aúnie takim polem adresu

(stan urz¹dzenia: zaadresowane ).

- Ponawia ø¹danie przes³ania de-

skryptora urz¹dzenia - ale juø

z†nowym adresem. ZwrÛcony de-

skryptor jest porÛwnany z†otrzy-

manym poprzednio, co pozwala

skontrolowaÊ prawid³owoúÊ za-

adresowania.

- Pobiera wszystkie dalsze de-

skryptory opisuj¹ce dostÍpne

w†urz¹dzeniu konfiguracje, in-

terfejsy i† endpointy .

Do tej pory wykonywane by³y

operacje wspÛlne dla wszystkich

urz¹dzeÒ USB. Dlatego mÛg³ je

zrealizowaÊ uniwersalny sterow-

nik systemowy. Nie jest jednak

moøliwe, aby zakodowaÊ w†nim

pe³n¹ obs³ugÍ urozmaiconej gamy

przyrz¹dÛw. W†systemie Windows

rolÍ tak¹ pe³ni sterownik urz¹-

dzenia ( device driver ), napisany

specjalnie dla potrzeb konkretne-

go rozwi¹zania technicznego.

Przejmuje on dalszy proces kon-

figuracji oraz zapewnia pÛüniej-

. W†ten

prosty sposÛb hub dowiaduje siÍ,

øe konkretny port ma juø ìklientaî

i†wpisuje to do swojego rejestru

stanu (stan urz¹dzenia: przy³¹czo-

ne ). Hub dostarcza teø dla urz¹-

dzenia zasilanie do 100 mA (stan

urz¹dzenia: zasilone ) - wiÍkszy

pobÛr pr¹du powoduje b³¹d i†prze-

rwanie konfigurowania.

Komputer - host kontroluje

cyklicznie stan wszystkich pod³¹-

czonych hubÛw. Po stwierdzeniu

pod³¹czenia urz¹dzenia rozpoczy-

na proces tzw. enumeracji, czyli:

- Wydaje hubowi polecenie wyko-

nania zerowania linii, polegaj¹-

cego na ustawieniu przez co

najmniej 10 ms stanu SE0

w†porcie obs³uguj¹cym nowy

przyrz¹d. Urz¹dzenie w†odpo-

wiedzi na zerowanie prze³¹cza

siÍ w†stan domyúlny ( default )

i†przyjmuje adres 0, pod ktÛrym

bÍdzie widoczne dla hosta w†po-

cz¹tkowej fazie enumeracji (tyl-

Elektronika Praktyczna 9/2002

i†maj¹ poziom

niski (stan urz¹dzenia: nieprzy³¹-

czone ). Do³¹czany uk³ad podaje

na liniÍ D+ napiÍcie zasilania

przez rezystor 1,5 k

Konwerter USB<−>RS232

Rys. 5. Logiczna struktura połączenia USB

meracji itd.) musz¹ byÊ zawarte

w†naszym programie. Nawet naj-

prostszy demonstracyjny przyrz¹-

dzik jest w†zwi¹zku z†tym wypo-

saøony w†dosyÊ obszerny blok

kodu realizuj¹cego komunikacjÍ

USB, co bynajmniej nie u³atwia

uruchomienia w³asnych projek-

tÛw. Jest to k³opotem, zw³aszcza

gdy nie zaleøy nam specjalnie na

zg³Íbianiu tajnikÛw USB, a†chce-

my po prostu mieÊ port komu-

nikacyjny do szybkiej wymiany

danych z†w³asn¹ aplikacj¹ uru-

chomion¹ na PC.

Drug¹ g³Ûwn¹ barier¹ w†takiej

sytuacji jest koniecznoúÊ napisa-

nia w³asnego sterownika WDM -

przedsiÍwziÍcie znacznie odbiega-

j¹ce od zakresu dzia³alnoúci elek-

tronika-amatora, a†przy tym nie-

moøliwe do wykonania za pomoc¹

popularnych úrodowisk RAD, jak

np. Delphi. Oczywiúcie na rynku

obecne s¹ odpowiednie narzÍdzia,

ale nie jest to oferta dla hobbys-

tÛw - wystarczy przejrzeÊ cenniki.

Uproszczonym wyjúciem jest ogra-

niczenie siÍ do jednej z†klas

urz¹dzeÒ obs³ugiwanych samo-

dzielnie przez system operacyjny,

zazwyczaj jednak wyposaøonych

w†dosyÊ skromne moøliwoúci. Jed-

n¹ z†takich klas jest np. HID

( human interface devices ) - pery-

ferie komputera obs³ugiwane przez

uøytkownika (mysz, klawiatura),

ktÛrym wystarczaj¹ krÛtkie trans-

fery typu interrupt do przekazania

od czasu do czasu niewielkich

liczby danych.

Pojawienie siÍ oferty firmy

FTDI, a†zw³aszcza uk³adÛw

FT8U232 i†FT8U245 przedstawia-

nych juø na ³amach EP, radykal-

nie zredukowa³o wymienione po-

wyøej trudnoúci. Dostajemy do

dyspozycji zawarte w†pojedyn-

czych kostkach kompletne urz¹-

dzenia USB i†moøemy w†naszych

projektach korzystaÊ bezpoúrednio

z†ich interfejsÛw we/wy, wcale

nie zajmuj¹c siÍ operacjami niø-

szego poziomu. FT8U232 zapew-

nia interfejs zgodny z†protoko³em

RS232, natomiast FT8U245 udo-

stÍpnia bufor FIFO przeznaczony

do szybkiego 8-bitowego rÛwno-

leg³ego zapisu i†odczytu. Na rys.

6 pokazano schemat blokowy

FT8U232 - ³atwo moøemy ziden-

tyfikowaÊ zespo³y ogÛlnie opisane

na rys. 1, wiedz¹c teraz dok³adnie

do czego s³uø¹.

Opis budowy interfejsu-

konwertera USB<->RS232

Powyøsze - bardzo skrÛtowe -

omÛwienie zasady pracy magist-

rali USB pozwala oceniÊ nak³ad

pracy wymagany przy przygoto-

waniu w³asnego uk³adu. Dodatko-

wym utrudnieniem jest niewielka

dostÍpnoúÊ na rynku detalicznym

odpowiednich elementÛw - dosta-

wy s¹ ukierunkowane na wielko-

seryjn¹ produkcjÍ akcesoriÛw

komputerowych. Do tej pory

w†opisywanych rozwi¹zaniach

amatorskich najczÍúciej wystÍpo-

wa³ EZ-USB - mikrokontroler

zgodny z†rodzin¹ '51, oraz

PDIUSBD11 - interfejs SIE wypo-

saøony w†magistralÍ I 2 C.

EZ-USB ma wbudowany loa-

der , ktÛry po w³¹czeniu urz¹dze-

nia sam przeprowadza pierwsz¹

enumeracjÍ, a†nastÍpnie ³aduje do

obszaru pamiÍci kodu program

pracy mikrokontrolera przesy³any

przez wspÛ³pracuj¹cy po stronie

hosta sterownik. Po zakoÒczeniu

tego procesu magistrala jest zero-

wana i†wykonywana jest ponowna

enumeracja (zwana w†zwi¹zku

z†tym przez producenta renume-

racj¹ ) - teraz juø konfiguruj¹ca

uk³ad jako docelowe, zgodne z†na-

pisanym przez nas programem

urz¹dzenie, ktÛre wspÛ³pracuje

z†odpowiednim, dedykowanym

sterownikiem. Takie rozwi¹zanie

czyni z†EZ-USB znakomite narzÍ-

dzie do wszelkich eksperymentÛw

i†uruchomieÒ oraz do tworzenia

wielofunkcyjnych przyrz¹dÛw.

PDIUSBD11 nie posiada moø-

liwoúci samodzielnego dzia³ania -

musi wspÛ³pracowaÊ z†zewnÍt-

rznym mikroprocesorem, ktÛrego

program zapewnia obs³ugÍ po-

szczegÛlnych transakcji. Komuni-

kacja z†kostk¹ odbywa siÍ za

poúrednictwem interfejsu I 2 C, ktÛ-

ry ma wprawdzie wysok¹ maksy-

maln¹ czÍstotliwoúÊ (do 1†MHz),

ale i†tak znacznie ogranicza prze-

pustowoúÊ oferowan¹ przez ma-

gistralÍ USB.

Generalnie (oczywiúcie z†wie-

loma rÛønicami co do szczegÛ³Ûw)

oba urz¹dzenia zapewniaj¹ obs³u-

gÍ USB do poziomu interfejsu SIE

(rys. 1). Funkcje kontrolera pro-

toko³u (czyli obs³uga transferÛw

i†transakcji, odpowiednia treúÊ de-

skryptorÛw, przeprowadzenie enu-

Elektronika Praktyczna 9/2002

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: