Konwerter USB-COM-LPT na mikrokontrolerze. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Konwerter USB-COM-LPT na mikrokontrolerze

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Komputery

Komentarze do artykułu

W artykule opisano prosty konwerter, który umożliwia podłączenie urządzeń peryferyjnych wyposażonych w interfejs LPT do komputera posiadającego tylko interfejs USB. Konwersja odbywa się w dwóch etapach - wyspecjalizowany mikroukład konwertuje USB na COM (RS-232), a następnie mikrokontroler konwertuje COM na LPT. Ponieważ komputer w tym przypadku wymienia informacje przez wirtualny port COM, tylko programy opracowane lub zmodyfikowane z myślą o tej funkcji będą mogły komunikować się z zewnętrznym urządzeniem LPT za pośrednictwem proponowanego konwertera. Dla wszystkich innych będziesz musiał podłączyć specjalny sterownik oprogramowania do systemu operacyjnego, który nie został jeszcze opracowany.

W swoim czasie opracowano i wyprodukowano wiele urządzeń elektronicznych i urządzeń podłączonych do portu LPT komputera osobistego. Istnieją do dziś. Jednocześnie porty LPT (a także porty COM, nawiasem mówiąc) w komputerach stopniowo zastępują interfejs USB. Ten proces jest szczególnie szybki w komputerach przenośnych (notebook). Ale ze względu na ich zwartość i autonomię bardzo wygodne jest używanie takich komputerów jako przenośnych narzędzi do konfigurowania różnych urządzeń elektronicznych, w tym z interfejsem LPT. Wyeliminowanie portów LPT w komputerach sprawia, że praca z takim sprzętem staje się problematyczna.

Aby rozwiązać ten problem, proponuje się konwerter, który wykorzystuje niedrogie i niedrogie komponenty elektroniczne i ma otwartą architekturę do tworzenia własnych programów. Obecność w nim mikrokontrolera pozwala w razie potrzeby opracować dowolny niezbędny protokół wymiany informacji między komputerem a urządzeniem podłączonym przez konwerter.

Rysunek przedstawia obwód konwertera. Informacje przesyłane przez złącze X1 przez interfejs USB są konwertowane za pomocą układu CP2103-GM [1] na format interfejsu szeregowego RS-232. Wykonuje również transformację odwrotną. Wyjścia linii sterujących interfejsu RS-232 tego mikroukładu są połączone zworami odpowiadającymi stałej gotowości do wymiany informacji. Piny TXD i RXD są podłączone odpowiednio do wejścia i wyjścia informacyjnego wbudowanego mikrokontrolera UART ATmega8515-8AC [2]. Złącze X2 jest przeznaczone do programowania w układzie mikrokontrolera.

Konwerter USB-COM-LPT na mikrokontrolerze

Pracując zgodnie z programem, którego kody startowe podano w tabeli, mikrokontroler przetwarza polecenia komputera odbierane na wejściu wbudowanego UARTa. Wykonując je, generuje sygnały wyjściowe portu LPT na swoich wyjściach oraz podłączone do nich styki złącza XXNUMX i odbiera sygnały wejściowe tego portu. Program napisany jest w języku C w środowisku programistycznym CodeVision.

Zgodnie z opracowanym przez autora protokołem wymiany informacji wbudowanym w program mikrokontrolera, komputer musi wysyłać do konwertera polecenia dwu- lub trzybajtowe. Najmniej znaczący bit pierwszego bajtu polecenia określa kierunek przesyłania informacji: O - z komputera do konwertera (rekordu); 1 - w przeciwnym kierunku (czytanie). Kolejny bit określa przestrzeń adresową: 0 - rejestr portu LPT; 1 - nieulotna pamięć danych mikrokontrolera. Sześć najbardziej znaczących bitów pierwszego bajtu nie jest jeszcze używanych. Drugi bajt polecenia zawiera adres rejestru lub komórki pamięci, która może zawierać się w zakresie 0-255. Trzeci bajt występuje tylko w poleceniach zapisu i zawiera kod przeznaczony do wprowadzenia do rejestru lub komórki pamięci. W odpowiedzi na dwubajtowe polecenie odczytu konwerter przesyła do komputera jeden bajt - zawartość żądanego rejestru lub komórki pamięci. Inicjatorem przekazywania informacji w dowolnym kierunku jest zawsze komputer.

Konwerter USB-COM-LPT na mikrokontrolerze

Możliwość odczytywania i zapisywania informacji z pamięci EEPROM mikrokontrolera, choć nie jest wymagana dla danej aplikacji, jest przydatna do rozwoju i doskonalenia funkcji realizowanych przez konwerter. Na przykład, aby zapisać bajt 0x01F do pamięci EEPROM mikrokontrolera pod adresem 0x5, komputer musi wysłać sekwencję trzech bajtów przez wirtualny port COM: 0x03, 0x01, 0x5F. A do odczytania danych pod tym samym adresem wystarczy komenda dwóch bajtów: 0x02, 0x01. W odpowiedzi konwerter wyśle bajt odczytany z określonej komórki EEPROM.

Jak wiadomo, z punktu widzenia programisty port LPT w normalnym (nie EPP czy ECP) trybie pracy składa się z trzech rejestrów: danych (DR), statusu (SR) i sterowania (CR). Adres rejestru DR jest taki sam jak adres bazowy portu, adresy rejestrów SR i CR są większe odpowiednio o jedną i dwie jednostki. Ta struktura portu LPT jest również zaimplementowana w proponowanym urządzeniu. Przyporządkowanie bitów wszystkich rejestrów jest również całkowicie zachowane. Pozwala to na ponowne wykorzystanie wcześniej stworzonych programów komputerowych do pracy z opisywanym konwerterem przy minimalnych kosztach.

Program zawiera pliki nagłówkowe opisujące nazwy rejestrów mikrokontrolera oraz wpisy binarnych wartości liczb wykorzystywanych do inicjalizacji zmiennych i innych operacji.

Program konfiguruje UART mikrokontrolera do pracy w trybie asynchronicznym z prędkością 115200 bodów z ośmioma informacjami (bez parzystości) i jednym bitem stopu. Wirtualny port COM komputera musi być skonfigurowany w ten sam sposób. Istnieją procedury odbierania (UART_RXD) i przesyłania bajtów (UART_TXD) przez UART, a także procedury zapisu (WRLPT) i odczytu RD_LPT rejestrów portów LPT i nieulotnych komórek pamięci (WR_EEPROM i RD_EEPROM).

Aby zapewnić maksymalną kompatybilność z LPT, dostępne są maski rejestrujące MaskSR i MaskCR. Gdy informacja jest wyprowadzana na linie portów mikrokontrolera podłączonych do złącza XXNUMX lub jest z tych linii wprowadzana, niektóre bity rejestrów SR i CR są automatycznie odwracane przy użyciu wspomnianych masek i operacji logicznej XOR (wyłączne OR).

Tekst źródłowy programu opatrzony jest szczegółowym komentarzem, co pozwala bez większych trudności go zrozumieć.

Aby zapewnić współpracę z konwerterem, należy zainstalować w komputerze sterownik oprogramowania wirtualnego portu COM, który zapewnia wymianę informacji z mikroukładem CP2103. Sterownik ten jest ogólnodostępny na stronie producenta tych układów pod adresem silabs.com/public/documents/software_doc/drivers/Microcontrollers/lnterface/en/CP210x_VCP_Win2K_XP_S2K3.exe.

Do sprawdzenia konwertera można użyć różnych programów testujących i debugujących, które umożliwiają pracę z portem COM, jeśli nie mają bezpośredniego dostępu do rejestrów tego portu, jak to zwykle robiono w DOS i Windows9X/Me. Takie wywołania należy zastąpić funkcjami portów (np. CreateFile, Get-CommConfig, SetCommConfig, Read-Corn, WriteFile) udostępnianymi przez system operacyjny.

Po włączeniu konwertera zapala się dioda HL3. Odebranie pierwszego bajtu polecenia spowoduje jego wygaszenie. Po odebraniu polecenia w całości i wykonaniu go, dioda ponownie zaświeci się, co oznacza, że jest gotowy do przyjęcia kolejnego polecenia. Taki algorytm jest wygodny do monitorowania przebiegu poleceń i normalnej pracy konwertera.

W przypadku zawieszenia się mikrokontrolera program wykorzystuje zegar watchdog, który zrestartuje mikrokontroler w przypadku wystąpienia takiej sytuacji. Poprawia to stabilność falownika nawet podczas pracy w silnym środowisku zakłócającym.

Można pobrać kompletny zestaw plików projektu programu mikrokontrolera tutaj.

literatura

CP2103 — jednoukładowy mostek USB-UART. - silabs.com:80/public/documents/tpub_doc/dsheet/Microcontrollers/Interface/en/cp2103.pdf
ATmega8515, ATmega8515L - 8-bitowy mikrokontroler z programowalną pamięcią flash 8K bajtów w systemie. - atmel.com/dyn/resources/prod/documents/doc2512.pdf

Autor: O.Valpa, Miass, obwód czelabiński; Publikacja: radioradar.net

Zobacz inne artykuły Sekcja Komputery.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi 05.05.2024

Współczesny świat nauki i technologii rozwija się dynamicznie i każdego dnia pojawiają się nowe metody i technologie, które otwierają przed nami nowe perspektywy w różnych dziedzinach. Jedną z takich innowacji jest opracowanie przez niemieckich naukowców nowego sposobu sterowania sygnałami optycznymi, co może doprowadzić do znacznego postępu w dziedzinie fotoniki. Niedawne badania pozwoliły niemieckim naukowcom stworzyć przestrajalną płytkę falową wewnątrz falowodu ze stopionej krzemionki. Metoda ta, bazująca na zastosowaniu warstwy ciekłokrystalicznej, pozwala na efektywną zmianę polaryzacji światła przechodzącego przez falowód. Ten przełom technologiczny otwiera nowe perspektywy rozwoju kompaktowych i wydajnych urządzeń fotonicznych zdolnych do przetwarzania dużych ilości danych. Elektrooptyczna kontrola polaryzacji zapewniona dzięki nowej metodzie może stanowić podstawę dla nowej klasy zintegrowanych urządzeń fotonicznych. Otwiera to ogromne możliwości dla ... >>

Klawiatura Primium Seneca 05.05.2024

Klawiatury są integralną częścią naszej codziennej pracy przy komputerze. Jednak jednym z głównych problemów, z jakimi borykają się użytkownicy, jest hałas, szczególnie w przypadku modeli premium. Ale dzięki nowej klawiaturze Seneca firmy Norbauer & Co może się to zmienić. Seneca to nie tylko klawiatura, to wynik pięciu lat prac rozwojowych nad stworzeniem idealnego urządzenia. Każdy aspekt tej klawiatury, od właściwości akustycznych po właściwości mechaniczne, został starannie przemyślany i wyważony. Jedną z kluczowych cech Seneki są ciche stabilizatory, które rozwiązują problem hałasu typowy dla wielu klawiatur. Ponadto klawiatura obsługuje różne szerokości klawiszy, dzięki czemu jest wygodna dla każdego użytkownika. Chociaż Seneca nie jest jeszcze dostępna w sprzedaży, jej premiera zaplanowana jest na późne lato. Seneca firmy Norbauer & Co reprezentuje nowe standardy w projektowaniu klawiatur. Jej ... >>

Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie 04.05.2024

Odkrywanie kosmosu i jego tajemnic to zadanie, które przyciąga uwagę astronomów z całego świata. Na świeżym powietrzu wysokich gór, z dala od miejskiego zanieczyszczenia światłem, gwiazdy i planety z większą wyrazistością odkrywają swoje tajemnice. Nowa karta w historii astronomii otwiera się wraz z otwarciem najwyższego na świecie obserwatorium astronomicznego - Obserwatorium Atacama na Uniwersytecie Tokijskim. Obserwatorium Atacama, położone na wysokości 5640 metrów nad poziomem morza, otwiera przed astronomami nowe możliwości w badaniu kosmosu. Miejsce to stało się najwyżej położonym miejscem dla teleskopu naziemnego, zapewniając badaczom unikalne narzędzie do badania fal podczerwonych we Wszechświecie. Chociaż lokalizacja na dużej wysokości zapewnia czystsze niebo i mniej zakłóceń ze strony atmosfery, budowa obserwatorium na wysokiej górze stwarza ogromne trudności i wyzwania. Jednak pomimo trudności nowe obserwatorium otwiera przed astronomami szerokie perspektywy badawcze. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Przydatne produkty dla palaczy 17.03.2017

Szwajcarscy naukowcy przeprowadzili badanie, w którym zidentyfikowali żywność, którą palacze powinni spożywać, aby zmniejszyć ryzyko śmiertelnych chorób. Do najskuteczniejszych produktów należą więc warzywa i owoce. W szczególności jabłka, papryka i warzywa liściaste. Ale jagody, cebula i ziemniaki nie wpłyną na pozytywny proces w ciele.

Według ekspertów w następnym stuleciu liczba ofiar palenia wyniesie ponad miliard osób. Tymczasem śmiertelność z powodu tych chorób wzrośnie 10-krotnie.

Wcześniej naukowcy przeprowadzili badanie i doszli do wniosku, że palenie w czasie ciąży może prowadzić do poważnych problemów ze słuchem u dziecka.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Laser wykorzystujący efekt nadprzewodnictwa

▪ Katamaran nowej generacji

▪ Rejestrator DrivePro 520 firmy Transcend nagrywa na zewnątrz i wewnątrz samochodu

▪ Rośliny mają odpowiednik układu nerwowego

▪ Główny powód nadwagi

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Cywilna komunikacja radiowa. Wybór artykułów

▪ artykuł Paula Henri Holbacha. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Jak Edison przyczynił się do wynalezienia krzesła elektrycznego? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Monter produktów i konstrukcji. Opis pracy