Klasa komunikacyjna CDC dla AVR.pdf

KURS

Klasa komunikacyjna CDC

dla AVR

Port szeregowy RS232 coraz

rzadziej można znaleźć we

współczesnych komputerach

stacjonarnych, a w notebookach

praktycznie nie występuje już

od dłuższego czasu. Jednym

ze sposobów „obejścia” tego

problemu jest stosowanie dobrze

znanych naszym Czytelnikom

układów ﬁrmy FTDI. Poniżej

proponujemy jeszcze inne

rozwiązanie.

Rekomendacje:

mimo, że interfejs USB 1.1

nie zawsze będzie spełniał

nasze oczekiwania, to w wielu

aplikacjach może się okazać

wystarczający, zwłaszcza, gdy

o wyborze będzie decydować

prostota wykonania.

lerów

RS232

(ATmega8/

48/88 itp.)

możliwa do uzyska-

nia prędkość transmisji

będzie wyższa od 4800 bo-

dów. Na rys. 2 pokazano zmon-

towany konwerter USB<–>RS232.

Dostępne jest również oprogramo-

wanie konwertera USB<–>RS232

dla mikrokontrolerów ATtiny2313,

z wykorzystaniem którego można

uzyskać prędkość transmisji 9600

bodów.

A V R

bez sprzęto-

wego interfejsu

RS232). Ale w wielu

aplikacjach niewielka pręd-

kość transmisji będzie wystar-

czająca. Klasa CDC do poprawnej

pracy wymaga sterowników, które

standardowo znajdują się w Win-

dows. Po zainstalowaniu sterowni-

ków urządzenie jest widoczne jako

wirtualny port COM (podobnie jak

ma to miejsce w przypadku konwer-

terów USB–RS232 ﬁrmy FTDI), za

pośrednictwem którego komunikacja

nie jest skomplikowana.

Na stronie internetowej http://

www.recursion.jp/avrcdc/ można zna-

leźć ciekawy projekt klasy komuni-

kacyjnej CDC ( Communication Devi-

ce Class ), za pomocą której możliwa

jest implementacja interfejsu USB

1.1 w dowolnych mikrokontrolerach

AVR. Wykorzystanie klasy CDC

jest o tyle łatwe, że za jej pomocą

emulowany jest typowy konwerter

USB<–>RS232. Jedną z wad tej kla-

sy jest niska prędkość emulowanego

interfejsu RS232, która wynosi 4800

bodów (w przypadku mikrokontro-

Konwerter CDC–IO

Na stronie internetowej klasy

CDC można również znaleźć przy-

kład programu wykorzystującego

klasę CDC, w którym za pomocą

interfejsu USB możliwe jest stero-

wanie liniami portów równoległych

mikrokontrolera. Na rys. 3 pokaza-

no schemat konwertera USB<–>IO

(CDC–IO) z wykorzystaniem mikro-

kontrolera ATmega8. Stan linii por-

tów można kontrolować za pomocą

prostych komend tekstowych wysy-

łanych z wykorzystaniem terminala

lub własnego programu. W tab. 1

przedstawiono możliwe do wysła-

nia komendy. W komendach jest

używany adres rejestru danego por-

tu, który jest ustawiany, lub któ-

rego stan jest odczytywany. Adres,

jak i dane, są wysyłane/odbierane

w postaci szesnastkowej. Za pomocą

dostępnych komend możliwe jest

również zapisywanie pamięci EE-

PROM mikrokontrolera AVR. Tego

typu aplikacje można wykorzystać

np. do monitorowania, sterowania

Konwerter USB <–>RS232

z CDC

Na rys. 1 pokazano przykładowy

schemat konwertera USB<–>RS232

z wykorzystaniem 8–nóżkowego mi-

krokontrolera ATtiny45. Konwerter

taki do poprawnej pracy nie po-

trzebuje wielu dodatkowych elemen-

tów. Diody D1 i D2 obniżają zasila-

nie mikrokontrolera do wymaganego

napięcia 3,6 V w celu uniknięcia

błędów związanych z komunikacją

za pomocą interfejsu USB. Program

klasy CDC zajmuje około 2,8 kB pa-

mięci Flash. W przypadku mikrokon-

trolerów ze sprzętowym interfejsem

PODSTAWOWE PARAMETRY

• Implementacja interfejsu USB 1.1

• Mikrokontroler: AVR (np. ATtiny45)

• Prędkość interfejsu RS232: 4800 b/s (dla

emulowanego interfejsu RS232 – mikrokon-

troler bez sprzętowego UART-a), 9600 b/s

dla ATtiny2313

• Sterowniki: standardowe z systemu Win-

dows (urządzenie widoczne jako wirtualny

port COM)

• Wymagana pamięć programu: ok. 2,8 kB

Flash

• Licencja: GPL

Elektronika Praktyczna 2/2008

KURS

Rys. 1. Schemat przykładowego konwertera USB<–>RS232 z wykorzystaniem 8–nóżkowego mikrokontrolera ATtiny45

Tab. 1. Komendy klasy CDC–IO

Funkcja

Komenda

Format

Odpowiedź

Who

„cdc–io”, CR–LF

Get

adres ?

dane, CR–LF

Set

dane adres =

CR–LF

AND & Set

dane adres &

CR–LF

Rys. 2. Widok zmontowanego kon-

wertera USB<–>RS232

OR & Set

dane adres |

CR–LF

EX–OR & Set

dane adres ^

CR–LF

urządzeniami czy zbierania danych

z wykorzystaniem interfejsu USB.

Set Double

dane2 dane1 adres $ CR–LF

Podsumowanie

Duża zaletą klasy CDC jest niski

koszt implementacji interfejsu USB

w mikrokontrolerach AVR. Również

niskim kosztem można wykonać kon-

werter USB<–>RS232, gdyż do tego

celu wystarczy najmniejszy mikrokon-

troler AVR, np. w obudowie DIP8.

Dlatego też w wielu mniej wymaga-

jących aplikacjach za pomocą klasy

CDC i mikrokontrolera AVR można

będzie zastąpić znane układy kon-

werterów USB<–>RS232 ﬁrmy FTDI.

Oprogramowanie klasy CDC jest do-

stępne na licencji GPL i można je

dostosować do własnych potrzeb.

Z wykorzystaniem klasy CDC, której

program został przygotowany z wyko-

rzystaniem kompilatora WINAVR, bez

większych problemów można zaimple-

mentować do większości już działają-

cych urządzeń, rozbudowując je o in-

terfejs USB. Przy projektowaniu urzą-

dzenia komunikującego się za pomocą

interfejsu RS232 (gdy nie będzie po-

trzebna większa prędkość transmisji

niż 9600 bodów) warto rozważyć czy

nie lepiej będzie wykorzystać do tego

celu nowocześniejszy interfejs USB

z wykorzystaniem klasy CDC.

Marcin Wiązania, EP

marcin.wiazania@ep.com.pl

Rys. 3. Schemat konwertera USB<–>IO (CDC–IO) z wykorzystaniem mikrokontrolera ATmega8

Elektronika Praktyczna 2/2008

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: