Всичко започна с факта, че си купих Orange Pi, поддавайки се на рекламния слоган „аналогично на Rasberi Pi само за $15“. Устройството беше поръчано от aliexpress и пристигна след петнадесет дни през февруари. В същото време бяха закупени всички необходими допълнителни компоненти: радиатор за процесор, 15-ватово захранване, 32 GB micro SD карта, HDMI кабел за свързване на монитор. Поради липса на време събираше прах в едно чекмедже чак до юни. И накрая стигнах до проверка на ефективността му.

При стандартния фърмуер, предлаган на официалния уебсайт, производителността не предизвика никакви оплаквания. Но стандартният фърмуер не ме устройва поради причината, че така съм устроен - всяко устройство, което попадне в ръцете ми, трябва да бъде персонализирано изцяло. Следователно U-boot беше взет под ръка, чиито източници бяха изтеглени от официалния FTP, както и сборката на Arch Linux за ARM. Това ръководство за Banana Pi беше взето като справочник и отправна точка за копаене.

Чрез някои прости манипулации (чието описание е по-подходящо за Habr) и буутлоудърът, и арката бяха инсталирани на картата с памет и устройството беше включено. След зареждане обаче чаках черен екран и горящ зелен светодиод на "оранжевото".

Е, няма проблем, помислих си аз. UART е запоен на "оранжевото", ще се свържа към него с терминал и ще видя какво ще стане. Необходимите части и проводник бяха закупени и такъв кабел беше запоен (снимка под спойлера)

Нубийски кабел вариант

Който е в темата веднага ще разбере какво съм сгрешил, като направих такъв кабел, а сред четящите има повече от половината. Подозирах, че нещо не е наред, след като видях кракозябрия, който моят "портокал" изплю в терминала. Именно разбирането на причината за най-глупавата ми грешка ме подтикна да предприема действията, описани по-долу.

1. Каква е разликата между UART и RS232

Разлика в нивата. Серийният интерфейс, реализиран в Orange Pi и други подобни устройства, се основава на TTL логика, тоест нулев бит съответства на нулево ниво на напрежение, а един на ниво +5 V. RS232 използва повече високо нивонапрежение, до 15 V, а едно съответства на -15 V, а нула на +15 V. За да се увеличи шумоустойчивостта на канала, всяко ниво на напрежение под 3 V по модул се възприема като нула. Протоколът за пренос на данни на нивото на последователността от логически стойности е абсолютно еднакъв и за UART, и за RS232. Всичко това е илюстрирано от следната диаграма за прехвърляне на байтове.

Как можех да забравя за това? Когато работех в Изследователския институт за електролокомотиви, знаех тези неща. И тогава по някаква причина глупостта замръзна. Като цяло стана ясно, че е необходим преобразувател на определено ниво с инверсия на сигнала. Изборът падна в посока свързване на цялото домакинство към COM порта, който е на дънната платка на домашния ми компютър. Въпреки че, разбира се, можете да погледнете в посоката на UART<->USB, защото старият сериен интерфейс непрекъснато губи актуалност. Въпреки това, моята склонност към повече прости решенияспечели и подобно устройство се появи като кандидат за придобиване

Продаден на същия Али за 464 рубли. По принцип това можеше да се намери в магазините или на радиопазара в моя град, но сърбежът да правя нещо с ръцете ми вече се събуди. Така че отхвърлих идеята за закупуване на интерфейсна платка и реших да опитам да направя такава сам.

Трябва да кажа, че всъщност съм приятел с поялник. В училище и университета, преди да си купя първия компютър, запояването на всякакви полезни и не много глупости беше основното ми хоби. Но аз живеех на село, беше деветдесетте. Нямаше много пари, компонентите бяха получени чрез демонтиране на радиобоклуците, които попаднаха в полезрението. Източникът на информация бяха книги от районната библиотека – тогава не всички имаха „Интернет“. Нямаше и богат инструмент. Фолиеният текстолит и железният хлорид бяха легендарно чудо. Като цяло беше трудно.

След закупуването на компютър целият ентусиазъм премина към него. И умението за запояване на малки приемни усилватели е поставено на рафта. Значи аз съм чайник. Ето защо, много от това, за което ще пиша по-долу, ви моля да се отнасяте снизходително. И тази статия като цяло е за същите "манекени" като мен.

2. Избор на схема на устройството и неговата компютърна симулация

Намерете схема на такова устройство в нета само да плюете. Има много такива схеми. Изборът падна върху това

Сърцето на цялото устройство е микросхема тип MAX232 - преобразувател на ниво, работещ на принципа на "зарядна помпа". Увеличаването на напрежението от 5 V се извършва чрез последователно зареждане на външни кондензатори C4 и C5. В момента на подаване на сигнал към RS232 тези кондензатори са свързани последователно и напрежението, натрупано в тях, се сумира. При обратно предаване микросхемата работи като разделител. И в двете посоки на предаване на сигнала той е обърнат.

Диодът VD1 играе ролята на "защита от глупак" - той заключва захранващата верига, когато се приложи напрежение с грешна полярност.

Преди да продължа с производството на устройството, реших да видя как ще работи всичко, затова започнах с моделирането на бъдещото устройство в средата на Proteus. За тестване на веригата беше сглобена виртуална стойка

Първото нещо, което исках да направя, беше да симулирам всичко, включително захранващите вериги, тъй като се интересувах от ефекта на диода върху работата на веригата. По подразбиране в Proteus захранващите щифтове на микросхемите са скрити и изтеглени до плюс на желаното ниво и земята. За да ги отключите, първо трябва да покажете скритите щифтове. За да направите това, отидете в менюто Шаблон -> Задаване на цветове на дизайна и поставете отметка в квадратчето Показване на скрити щифтове

В който поставяме квадратчетата Draw body и Draw Name. След това изберете цялата микросхема, включително текста, с който са подписани заключенията, и щракнете с десния бутон върху менюто, изберете Make Device. Ще бъдем помолени да изберем име за новото устройство и да го запазим. Всичко, след това силовите вериги ще бъдат включени в процеса на симулация изрично.

Освен това ще предадем нещо смислено чрез UART, например буквата „A“, кодирана в ASCII от код 65 в десетична бройна система или последователността 01000001b в двоична. Освен това, за да инициирате прехвърляне, е необходимо да изпратите начален бит с ниво "0", а за да завършите трансфера, да изпратите един или два стоп бита с ниво "1". Така времевата диаграма на кадър, предаван чрез UART, ще изглежда така

За да формираме такъв сигнал, ние използваме източник, наречен Digital Pattern Generator (DPATTERN) с настройки от формата

Широчина на импулса от 104 микросекунди съответства на 9600 бод. Формата на вълната се дава от модел на низ, където "L" означава ниско, а "F" означава високо. Съответно нашата линия ще изглежда като "FLFLLLLLFLF". Ще контролираме данните, получени в RS232 от виртуален терминал, като го конфигурираме по този начин

Няма да използваме бит за четност и ще използваме един стоп бит. Освен това, нека кажем, че сигналът, приложен към терминала, е инвертиран, което съответства на протокола RS232. Чрез стартиране на симулацията на веригата получаваме осцилограма от сигнали и извеждаме към виртуален терминал

Канал А пренася изходния сигнал към COM порта. На канал B - входен TTL сигнал. Заветната буква "А" се показва в терминала. Така сме убедени, че предложената схема е доста ефективна. На теория.

3. Избор и закупуване на компоненти

От магазините, които са най-близо до моето местообитание, където можете да се сдобиете с радиокомпоненти, има два, които заслужават внимание: магазинът Radio Parts на Буденовски проспект (това е град Ростов на Дон) и магазинът 1000 Radio Parts на Nagibina Avenue, срещу търговски център Rio. Последното се сравнява благоприятно с факта, че той има сайт, макар и доста древен, и очевидно мързеливо актуализиран (и направен на Joomla...). Преглеждайки ценовата листа, взех списък с това, което трябва да купя.

Трябва да кажа веднага, че внимателно избягвах SMD компонентите поради моята неопитност. Ето защо избрах MAX232CPE монтаж през дупки. Взех същите електролити и диод. На място обаче се оказа, че е наличен само чипа MAX232CWE - същото, само ... SMD! След като се замислих за секунда, се съгласих с предложението на продавача - трябва да започнем някога... Нямаше 15 V кондензатори, но имаше 100 V кондензатори със същия капацитет и същите размери. Добре, също нищо. Вместо мъжки конектор DB-9 ми предложиха женски. Това доведе до следния списък

Железен хлорид, запон лак и текстолит, разбира се, не бяха напълно използвани. Освен това не включих закупения инструмент в този списък: обикновена станция за запояване (защото преди това имах само 40-ватов поялник с меден накрайник), странични резачки и малки клещи, ножици за метал за рязане на текстолит, течност колофон-алкохолен флюс LTI-120 кладенец и др. Като цяло тази епопея ми струваше около 3000 рубли.

Като цяло компонентите бяха закупени и донесени у дома. 40-пиновите PLS подложки бяха нарязани на правилния брой щифтове. Един от контактите се изважда, за да се гарантира уникалността на връзката. Отворът в гнездото, съответстващ на отстранения щифт, е запечатан с полиетилен.

4. Сглобяване на устройството на макетната платка и проверка на работата

По принцип за такова просто устройство това не е необходимо. Но аз съм "чайник", така че преди да направя платка, реших да проверя схемата в реална работа.

Най-трудното беше с микросхемата. За да го запоя към макетната платка, трябваше да первертирам със запояване на дванадесет крака към медни проводници. Излезе чудовището паяк с дванадесет крака

В този момент разбрах две неща: добре, че все пак си купих станция за запояване. И лошото е, че трябва доста да се занимавам с това малко нещо. По принцип компонентите бяха запоени към "макетната платка", веригата беше сглобена с "оранжева" платка. +5 V мощност взета от "оранжевия" - 2-ри щифт на двуредов 40-пинов блок

За свързване към устройството е използван замазката, която се предлага и под Linux и за разлика от minicom има цветен изход и не изисква допълнителна конфигурация за въвеждане на символи в терминала от клавиатурата.

Като цяло платката работеше - редовете на дневника за зареждане минаваха през екрана на терминала: първо от u-boot и след това от ядрото на Linux

Излишно е да казвам, че бях доволен: първо, схемата работи правилно, и второ, Linux на „оранжевия“ е инсталиран правилно, работи нормално в многопотребителски режим

Следователно неработещият HDMI конектор и липсата на Ethernet интерфейс се дължат на конфигурацията на самата дистрибуция. Тези проблеми, разбира се, ще бъдат решени и това не е за тях. Така че нека да преминем към следващата стъпка от програмата.

5. Оформление на печатни платки

Направено в Altium Designer. Оформлението на дъската се извършва най-добре след закупуване на компонентите. Може да се наложи, както в моя случай, да инсталирате допълнителни библиотеки на компоненти за Altium. Размерите на компонентите и топологията на отпечатъка за всеки трябва да съответстват на действителните налични части. Тук не останах без жалък пропуск, но повече за това по-долу.

Веднага ще кажа - не използвайте автоматично окабеляване. Може би това е конфигурируемо, но автоматичното окабеляване се стремеше да влачи пътека между краката на кондензаторите, което с разстояние от 2 мм между тях прави пистата широка около четвърт милиметър, което беше твърде готино за мен като "чайник". Да, и интуицията подсказа, че е желателно да се избягват подобни неща. Затова използвах ръчно маршрутизиране (въз основа на резултатите от автоматичното маршрутизиране), като зададох ширината на пътищата на 0,5 мм в правилата за маршрутиране (Дизайн -> Правила -> Маршрутиране -> Ширина)

Също така Altium приема, че платката е двуслойна по подразбиране. За да го принудите да свързва едностранна платка в правилата за окабеляване, трябва да посочите окабеляването в един слой, да речем в горния слой

Схемата е въведена в редактора на схеми

Когато правите това, трябва да вземете предвид факта, че свободните незапоени входове на микросхемата (крака 8 и 10) трябва да бъдат изтеглени към земята, в противен случай Altium няма да компилира схемата за прехвърлянето й към редактора на печатни платки.

В резултат на това чрез независимо бране в програмата и Уроците на Алексей Сабунинцелта е постигната и хонорарът е разведен

Всички компоненти с монтаж през отворите са разположени от чистата страна на текстолита, а микросхемата, поради SMD версията, е отстрани на пистите. За да отпечатате оформлението на веригата, трябва да създадете т. нар. Output Job File в проекта на устройството

Което е конфигурирано по следния начин. В списъка с опции за конфигурация изберете Documentation Output и кликнете върху Add New Documentation Outpu, като изберете от менюто, което се появява PCB Prints и PCB проекта, свързан с нашето устройство.

Преименуваме елемента от документацията, който се появява, нека го наречем LUT, според транслитерацията на технологията (LUT), която ще използваме, за да прехвърлим шаблона на платката към мед. Щракнете с десния бутон върху LUT и изберете Конфигуриране от контекстното меню. В настройките на слоевете, които ще бъдат отпечатани, оставяме само два елемента: Top Layer и Multi-layer и подреждаме квадратчетата за отметка, както е показано на екранната снимка

Клетката за отметка Mirror е необходима, по-специално, за да отразява изображението в разпечатката. Това е важно, в противен случай при прехвърляне на шаблона към мед ще се окаже огледално отражениенашите следи, но не ни трябва. Освен това трябва да разгледате настройката на страницата

За да изберете размера на хартията и обърнете внимание на коефициента на мащаба (Мащаб). При първия отпечатък по някаква причина се оказа равно на 1,36, но трябва да е равно на единица

Сега щракнете върху Печат. Нямам собствен принтер, така че отпечатах в PDF с Foxit Reader и след това взех получения файл на USB флаш устройство до най-близката "шарашка", в която отпечатах чертежа върху гланцирана фотохартия. В крайна сметка това се случи

Размерът на дъската излезе 62 х 39 мм, парче текстолит беше изрязано до този размер с метална ножица. Рязах текстолит с ножовка и често (по-точно винаги) се получаваше ужасно. С ножица излиза равномерно, без остатъци и повреди на проводящия слой.

6. Производство на печатни платки

Методът LUT (технология за лазерно гладене) беше избран поради неговата простота и достъпност. Служи като ръководство за действие. Опитах се да не нарушавам технологията: минах през медта с нула, обезмаслена, макар и не с ацетон, защото не можах да намеря откъде да го купя, а с универсален обезмаслител на базата на уайт спирт, закупен от Lerua Merlin. Внимателно и с усилие изгладих сандвич от текстолит и шарка с желязо на максимална температура. Или защото направих грешка някъде, или защото не оставих детайла да се охлади, или просто в "шарашката" пестят тонер на принтера, като цяло не се получи много добре

Въпреки това, аз благоразумно се запасих с перманентен маркер Edding 404, който, не без помощта на любимата ми съпруга (с напомпано умение за рисуване на мигли и рисуване на модели върху ноктите), обиколи всички песни

След това разтвор на 6-воден железен хлорид се разрежда в размер на около 180 грама на 300 ml вода (взех гореща вода от чешмата) и дъската се хвърля в кювета за ецване, за да се яде. За да маринова дъската и да не отрови съпругата си в същото време, операцията е извършена по залез слънце на балкона

"Хлоняк" не разочарова, има слухове, че често продават некачествени. Офортът отне 13 минути, последните медни острови останаха точно пред очите ни. Основното нещо е да не забравяте периодично да ритате дъската с пинсети по протежение на кюветата и да наблюдавате процеса. Веднага след като излишната мед изчезне, спешно изваждаме дъската и я изплакваме с обилна струя вода.

След измиване, избърсване и подсушаване идва моментът на истината. Трябва да премахнете защитния капак. Опитах се да го направя с уайт спирт

Но нещата вървяха тежко. Тогава жена ми предложи своя лакочистител - този чудотворен еликсир мигновено отми покритието (все още съм ужасена от какви реагенти използват нашите жени. Красотата е ужасна сила!)

Маркерът не разочарова - всички следи оцеляха

След почистване на защитното покритие можете да започнете да пробивате дупки. И тук направих неприятна грешка - нямах свредло от 0,5 мм и вместо да отложа въпроса за утре, след като купих правилното свредло, побързах и взех милиметрично, като се има предвид, че ще пасне. В резултат на това повредих много контактни подложки, за щастие не много и не безвъзвратно. Но все пак никога не бързайте. Както каза моят приятел Марк от лабораторията на катедрата по мехатроника на университета в Мюнхен, където направих бакалавърската си практика, „Дмитри, вземи правилния инструмент за всяка работа“. И беше хиляди пъти прав.

7. Калайдисване на дъски и запояване на компоненти

Местата на запояване на компонентите трябва да бъдат покрити с тънък, лъскав слой спойка. Това е основното условие за успеха на работата. Не се занимавах с целите песни. Първо, страхувах се да ги изкривя, и второ, все още щях да покрия запон дъската с лак. Така че облъчих само точките на спойка. За да направите това, върху тях нанасяме колофон-алкохолен флюс LTI-120 с четка и с поялник, загрят до 250-300 градуса, от чийто връх виси малка капка спойка, рисуваме по необходимите точки на дъска. Чрез увеличаване на повърхностното напрежение на потока спойката се разпространява върху точните подложки.

След това „макетът“ беше разглобен, окабеляването беше извадено от микросхемата и първо беше запоено. Внимателно поставете микросхемата на нейното място с ръце или пинсети в съответствие с изводите, така че всеки крак да заеме своя собствена област. След това смазваме редиците на краката с флюс. С кратки и прецизни движения докосваме всички крака на свой ред, като не забравяме да събираме спойка върху върха на поялника (но не твърде много, малка капка е достатъчна). Ако всичко е направено правилно, тогава краката са запоени към обекта много бързо и точно, без „сополи“ и свързване на съседи. Отне ми по-малко от минута, за да запечатам чипа и това е първият ми път, когато го правя. Вдъхнови ме да направя това такова видеоза което съм много благодарен на неговия автор. Всичко се оказа наистина не толкова страшно.

По същия начин разбрах и останалите подробности. Основното тук е внимателно да изрежете проводниците на частите до желаната дължина - оставих не повече от милиметър от оловото да стърчи над пистата и ги огънете правилно и внимателно, ако е необходимо. Важно е, изключително важно е да не бързате никъде и да правите всичко обмислено. В крайна сметка какво се случи

Не беше възможно да се измъкнем от „сополите“, но за първи път се оказа доста поносимо, въпреки че вероятно ще бъда критикуван.

8. Проверка на вериги и още една досадна грешка

След запояване отмиваме целия поток с алкохол, вземаме мултицет и извикваме всички вериги, за да проверим тяхната проводимост и съответствие с електрическата схема. И тук бяката се промъкна неусетно. Конекторът на COM порта се оказа огледален! "Земята" седна на първия крак вместо на петия, Rx - на четвъртия вместо на втория. И все още не разбирам как, защото всичко беше правилно при окабеляване в Altium. Това си остана загадка за мен. Никаква мистерия - просто с конектора "майка" всъщност, когато формира веригата в Altium, той все още използва "татко". Оттук и огледалното окабеляване, което се оказа в резултат. За щастие реших този проблем чрез подходящо запояване на кабел, предназначен да свърже устройството към COM порта на компютъра. Но поради тази грешка COM на платката се оказа толкова „собствена“.

Иначе инсталацията се оказа правилна и като разпоих свързващите кабели и подредих работното място, свързах чисто новата платка към "оранжевото" и компютъра

Редовете на регистрационния файл за зареждане преминаха отново през прозореца на терминала. Бях щастлив!

9. Внасяне на "красота"

За да се предпазят контактите от окисляване и да се придаде „индустриален” вид на устройството, платката е боядисана със зелен лак. Всички марки, нанесени преди монтажа с перманентен маркер, бяха измити от същия този лак. Е, добре... Ето една снимка крайния продуктзаедно с комплект кабели

Сега можете да преминете към по-нататъшно усъвършенстване на софтуера за "оранжевия". Сега няма да бъда сляп и тъп, а ще мога да настроя системата чрез сериен терминал.

Заключение

Това беше интересно. Интересно за мен, защото за първи път. Първото устройство, проектирано на компютър и сглобено на печатна платка със собствените си ръце. И ако някой се смее иронично, тогава нека си спомни, че и той веднъж направи това за първи път ...

Благодаря на всички за вниманието към писането ми!

Повечето устройства за блогове сайтработи със UART. И това е естествено - UART е много прост и не взискателен протокол. С него се работи лесно както от страна на микроконтролера, така и от страна на компютъра. Но има един недостатък при използването на UART. По-голямата част от микроконтролерите имат вграден UART, но с компютър ситуацията е малко по-лоша. UART интерфейсът е роден за COM порта (във версията RS232), но поради нарастващите изисквания за компютърни периферни устройства, COM портът започва да остарява. Това се дължи на ниската скорост, невъзможността за разширяване и т.н. При лаптопите той отдавна изчезна като клас портове. Има ред на стационарните компютри ...
Но не всичко е толкова лошо. Има изход! Много производители са разработили и произвеждат USB-UART конверторни чипове (мостове). Ето как работят. На компютъра е инсталиран специален драйвер, който създава виртуален COM порт в системата. За компютърните програми този порт не се различава от обикновения COM порт - те „не забелязват“ замествания. Всички съобщения към този виртуален порт се преобразуват в пакети на USB протокол. Преобразувателен чип, свързан към USB порта, получава тези съобщения и генерира UART сигнали. От популярните и достъпни микросхеми може да се назоват FT232 и PL-2303 (и има още OTI006858 и CP2102).

Сега нека се приближим до темата на въпроса.
И така, разбрахме, че имаме нужда от USB към UART конвертор. Можете да го получите по няколко начина:
1 Купете желания чип и сами споете устройството. Ако сглобявате някакво устройство, ще бъде удобно, ако преобразувателят е интегриран в устройството. Ако гуглиш, значи има много схеми за такива преобразуватели - ецването на платката и сглобяването на конвертора няма да е проблем.
2 Купете готов преобразувател. Също така не е лош вариант. На пазара има много такива устройства. В различен форм-фактор, на различна цена - изберете за всеки вкус!
3 Има и друг вариант - алтернатива. Съгласен съм - може да не винаги е приемливо, но все пак... Можете да "заемете" конвертора от друго устройство.

В тази статия предлагам да използвате кабел за USB като UART конвертор. мобилен телефон (кабел за данни). Защо мобилен кабел? сега ще обясня.
Преди време протоколът UART беше много широко използван за свързване на мобилен телефон към компютър. Причините за широкото разпространение са ясни – производителите се нуждаеха от евтин и широко разпространен канал за комуникация с компютър. Може да бъде или COM порт, или USB. По това време работата с USB беше скъпа и не печеливша - COM спечели. Мобилните телефони издаваха UART сигнала, а връзките на кабела за данни го преобразуваха в COM или USB порт. В наше време електрониката пристъпи много напред и USB стана задължителен в микропроцесорите на мобилните телефони. Кабелите за съвременните телефони се заменят с конвенционални USB удължители.
И сега стигаме до най-интересната част. Появяват се нови телефони, старите връзки за конвертори стават безполезни, което означава, че продавачите се стремят да се отърват от тях за всякакви пари. Цените на тези стари застояли връзки стават смешни. Така попаднах на тези кутии с връзки за такива пари, че не можах да устоя и си купих две. Сега ще разкажа какво трябва да се направи, за да се направи пълноправен USB UART конвертор от такъв кабел.

Първо, трябва да купите тази дантела.

Не всички връзки стават. Първо трябва да потърсите в гугъл имената на връзките, които имат конвертор. Визуално трябва да потърсите кабел с кутия в средата.

Ето опаковъчната кутия и нейното съдържание.

Комплектът включва самия кабел и диск с драйвери. Можете веднага да изхвърлите диска - има такова събиране на боклук, че е проблематично да намерите нещо, от което се нуждаете. Вземаме дантелата.

Сега разгледайте по-отблизо дъскатаконвертор.

В резултат на разглеждането откриваме микросхема Prolific PL-2303HX.

В 90% от случаите в такива връзки за обувки ще видим точно тази микросхема. Причината е евтиността му. Освен това, този чип ще бъде и в повечето USB-към-UART конвертори, които купувате в магазина. Много рядко се намира FT232, тъй като е по-скъп и не се предлага в евтини китайски връзки (освен ако не попадне някакъв марков шнур). Ако попаднете на FT232RL, считайте се за късметлия, можете да използвате и програматора на такъв кабел (FT232RL може да работи в режим bitbang).

Забележка! Можете да намерите Prolific клонинг на дъската. Такъв например беше във втория, от дантелите, които купих.

Платката е същата, бодикитът е същият, но кристалът явно не е Prolific (съдейки по външен видпо-евтин клон). Липсата на кварц е тревожна, но платката работи (подозирам, че работи от вътрешен RC генератор - това не е много добре). Във всеки случай такива микросхеми са пълен аналог (поне по отношение на краката) на Prolific.

Сега отиваме на уебсайта на Prolific и изтегляме листа с данни за чипа
- Пълен USB към UART конвертор

В листа с данни намираме pinout и разглеждаме кои крака се нуждаем от UART сигналите, от които се нуждаем:
- Предавател TXD - 1;
- Приемник RXD - 5.

Намираме съответните крака на микросхемата.

След това, използвайки конвенционален тестер, намираме най-близките контактни подложки, към които можете да запоявате проводниците. Не спойте краката - те са малки. Имаме нужда и от "земя" - тук всичко е просто, големи полигони ще бъдат това. Запояваме проводниците към съответните подложки.
Прикрепете удобен конектор към другия край на кабела.

Актуализирано на 19.09.2015 г.Здравейте всички. В последната статия разгледахме устройство за възстановяване на микроконтролери Atmega fusebit doctor (Стъпка № 7). Днес ще разгледаме друго също толкова важно и още по-полезно устройство. UART USB конвертор на микроконтролера ATtiny2313. Ако се занимавате с електроника и приложно програмиране, то това устройство ще се превърне във вашия верен инструмент за настройка на проектираното устройство и прехвърляне на данни към компютър. Какво представлява интерфейсът на UART можете да разберете в артикул № 40. Но самият преобразувател ни трябва, за да можем да свържем компютъра и нашето устройство за настройка и пренос на данни. Такава нужда винаги възниква пред разработчика, така че бъдете готови да я придобиете. Разбира се, е много лесно да се прехвърли към COM порт (RS232) или LPT, но не всеки има този порт, например лаптопи.

Има много преобразуватели, например, на веригата MAX232 (RS232-UART) и други. Но ще разгледаме преобразувателя на микроконтролера. Ако сте любители на електрониката и програмирането на приложения, тогава това устройство ще стане вашият правилен инструмент. По-долу е дадена диаграма на преобразувателя. Тази верига и драйвери са взети от следния ресурс http://www.recursion.jp/prose/avrcdc/, който описва различни опции за прехвърляне на данни към компютър, както и драйвери и отворен код, предоставени от определен автор, Osamu Tamura.

Отляво е UART - USB конвертор. Както можете да видите от диаграмата на нея, линиите за предаване/приемане на данни TXD / RXD, резистори R4 - ограничител на тока, R5 - TXD защита от късо заземяване, ценерови диоди във веригата за защита на сигналните линии, резистор R1 - мощност на линията, C3 - изглажда смущенията, R2 R3 - ограничители на тока. Самият микроконтролер ATtiny2313 като преобразувател. Скоростта на предаване се конфигурира автоматично и е равна на 600 - 38400bps, стандарт за протокол 8N1. Сглобяването не е трудно, всички източници, шаблони на дъски, всичко е свободно достъпно на този ресурс. По-долу са снимки на моя монтаж на това устройство:

Диаграмата има интерфейс за програмиране във веригата (5 извода отдолу и 1 близо до микроконтролера).

Ще добавя информация от себе си, за да проверя изпълнението на някои подробности:
- ценеров диод, за да се провери целостта му анодът е отрицателен, - плюс през 10 kOhm към катода, доставяме 5 V - те трябва да получат даден спад на напрежението;
- проверяваме генератора на тактова честота - тук е необходимо да настроите предпазителя CKOUT в микроконтролера, т.е. позволява да се изведе меандърът на главния осцилатор на нож 6 (MK ATtiny2313 - PD2). Измерваме честотата. Можете също да измерите напрежението, което трябва да бъде = половината от захранването = 2,86V. (Имах го). Не забравяйте, че MK работи от външен генератор, така че първо качвате програмата и след това сменяте предпазителите на външен генератор.

Следващата стъпка в настройката на това устройство е да инсталирате драйвера на компютъра - "Virtual Communications Port" за Win - изтеглете архива avrcdc_inf.zip. В този архив има 4 папки: raw - за (Windows 2000/XP), w2k - за Windows 2000 (само групов режим), xpvista7 - за Windows XP/Vista/7 x32, vista64 - за Windows Vista x64. Драйверът се избира след свързване на нашето устройство. Като цяло, стандартната схема. След това, за да изтеглите фърмуера на нашия контролер, изтеглете cdc232.2011-06-24.zip, където избираме фърмуера за нашия контролер. Задайте предпазители H = 0xCD, L=0xFF. Всичко е готово. По-долу е дадена диаграма на взаимодействието между конвертора и компютъра.

Устройството работи по следния начин: когато е свързан към компютър, се появява виртуален COM порт. Следва прехвърлянето през интерфейса RS232C , без контролни линии DTR, DTS, RTS, CTS.
След това трябва да проверите производителността с помощта на програмата Terminal - изтеглете я там. Резултатът от работата на преобразувателя може да се види на примера на DoctorAVR и контролера за събиране на данни (регистратор).

В следващата статия No9 ще разгледаме основата на действието на бариерата върху микроконтролера, софтуера и хардуера. Това е всичко. Всичко за сега.

Ремонтът на всяко сложно електронно оборудване в момента може да бъде разделен на две опции: или ремонт на софтуер, „софтуер“ или ремонт на хардуер, на ниво „хардуер“. Ако първото означава просто настройка на устройството, което всеки потребител, запознат с техниката, може да извърши, ако по някаква причина настройките му са се объркали по време на работа.

Ремонт на хардуер- това най-често е запояване, подмяна на определени радиокомпоненти, които са се отказали по различни причини. Независимо дали става въпрос за прегряване, например, поради натрупания прах в корпуса на устройството и в резултат на това по-лош топлопренос или проникване на влага и в резултат на това късо съединение. Или същото нещо, обичано от всички майстори на късо съединение, подредено на дъската от насекоми, заселили се в корпуса на устройството), и често се откриват следи от тяхната дейност върху дъските.

Но има и трети вид ремонт, обикновено във връзка с цифровите технологии, при който тези два вида ремонт се комбинират - това е мигане на устройството. И ако можем да презапишем смартфон или таблет, просто като го свържем към компютър чрез USB кабел, тогава например с рутер, дънна платкаили видеокарта, този метод няма да работи. Всички те съдържат Flash памет, специален чип, обикновено 24 или 25 серия, в който се съхранява нашият фърмуер.

Чип памет 25 серия

С дънните платки и видеокартите обикновено всичко е просто - имате нужда от програматор за Flash и EEPROM памет, например прост и евтин CH341A, който ще бъде обсъден като една от опциите за решаване на нашия проблем. Също така, за флаш памет без запояване, ще ви е необходим специален клип за мигане на чипове в пакета SO-8 или SO-16. Имам и двата клипса в домашната работилница.

Щипка за шев SO-8

Първата, за микросхеми в пакет SO-8, обикновено е необходима много пъти по-често от втората, за микросхеми в пакета SO-16. Което ми беше полезно само веднъж за флашване на рутера Zyxel, между другото, тъй като те се смятат за добре позната марка, те са оригинални и понякога поставят микросхеми в подобни случаи SO-16 и е добре, ако не микросхеми от 29 серия, който е в темата - веднага ще разбере.

Клип конектор SO-16

Факт е, че за да флешваме микросхема от серия 29, се нуждаем от много по-скъп програматор - MiniPro TL866A, който също имам, но няма адаптер от кутията Dip към този случай, който има много често подреждане на краката , а в сравнение с запояването, на което да се запоява микросхема в SMD пакет, същият SO-8 или SO-16 е детска игра. И така, току-що взех рутер Zyxel с чип от серия 29 за ремонт. Първият път, когато ремонтирах предишен рутер Zyxel, чипът беше серийна памет, 25 серия, макар и в пакет SO-16. Тогава, както знаете, беше много по-лесно да се извърши ремонт.

29 серия чип памет

И така, как можем да възстановим рутера, ако имаме „късмет“ и имаме точно такъв чип от 29 серия? Производителите на рутери в този случай предвиждат аварийно мигане чрез TFTP сървър. Но проблемът е, че понякога имаме зареждащ дял в паметта на микросхемата, който се нарича U-Boot. В този случай за вас е подходяща опцията за флашване на паметта на рутера на определени адреси, която ще трябва да откриете сами в специализирани форуми за мигащи рутери. Но обикновено всичко е много по-просто - фърмуерът се е заблудил, данните, необходими за работа на рутера в нормален режим, са загубени, но зоната за зареждане и зоната за калибриране са непокътнати. В този случай ще ви е необходим прост и евтин USB-TTL адаптер, чиято цена на Ali Express е само около 40 рубли.

USB към TTL адаптер

Подходящ е и адаптер на чипа CH340A, който се използва за качване на скици към мини платката Arduino Pro, която няма запоен буутлоудър CH340A на платката. Подходящи са и адаптери, базирани на pl2303, или програматорът за Flash и EEPROM памет CH341A, за който вече писах по-горе и който може да работи в режим на USB-UART адаптер след смяна на джъмпера.

Програматор за флаш и EEPROM памет + USB-TTL

В екстремни случаи ще бъде възможно да се използва мигащ кабел от стар мобилен телефон, който също съдържа USB-COM конвертор, само че ще е необходимо да се координират нивата на мощност. Захранването от адаптера трябва да се вземе стриктно 3,3 волта, без 5 волта, които може да издаде от определен щифт. И така, да кажем, че имаме този адаптер (или по-скоро някой от изброените по-горе), инсталирахме драйвер за него, отидохме до диспечера на устройства в Windows и определихме кой номер на COM порт съответства на нашия адаптер. И този адаптер не е нищо повече от виртуален COM порт във вашата система.

Търся номера на COM порта

Тогава се нуждаем от някаква програма - терминал, в който, използвайки конзолни команди, ще възстановим нашия рутер, като го флашнем. Но ние няма да префлашваме рутера през този адаптер, адаптерът се използва само за контрол на процеса на фърмуера. Как в този случай ще флашваме рутера? Има, разбира се, опции за мигане на рутер през неговия ARM процесор през интерфейса JTAG и имам и този програматор, закупен от Ali Express - това е Wiggler програмист, свързан чрез LPT интерфейса, но след като се опитам да се справя с него, Реших, че методът на мигане, използващ TFTP сървъри, е много по-лесен.

Програматор на JTAG Wiggler

Нека разгледаме по-отблизо тази, по-проста опция, за която не е необходим JTAG програмист, това е мигане, както писах по-горе, чрез TFTP сървър. За да направим това, трябва да свържем нашия USB-UART адаптер към 4 пина на платката на рутера. Вярно е, че понякога се случва производителят да е разделил контактните подложки и пистите, но самите щифтове не са запоени. В този случай можете самостоятелно да запоявате гребен, състоящ се от 4 щифта, закупен в радиомагазин или запоен от донорна дънна платка или друго устройство.

USB-TTL връзка

По принцип тези щифтове дори не могат да бъдат запоени, ако не е възможно, а просто внимателно запоени към никеловете на платката, подложките, където тези щифтове е трябвало да бъдат запоени. За тази цел тънък проводник MGTF е много удобен. И така, свързахме адаптера към компютъра, инсталирахме драйвера, осигурихме надеждната връзка, от която се нуждаехме с тези 3 от 4-те пина на платката.

Ардуино джъмпери за адаптер

За да се свържете с гребен, е удобно да използвате джъмпери, джъмпери, използвани за свързване на платки Arduino към щитове. Как трябва да свържем тези 3 проводника? И защо само три, ако контактите са четири? Не се препоръчва захранването на рутери от адаптера; захранването трябва да идва от собствено захранване. Ето защо е по-добре да изключите плюс захранването, дори ако използвате напрежение от 3,3 волта, както се очаква.

Свързване на адаптер и рутер - схема

Заземяването на устройства, свързани едно към друго по време на мигане, трябва да се комбинира, така че земята, GND щифт, ще трябва да бъде свързана. Но останалите два щифта, RX и TX, трябва да бъдат свързани, като ги „пресичат“ един с друг, тоест свържете RX към TX и TX към RX. И така, свързахме всичко правилно, след което трябва да конфигурираме правилно терминала, предпочитам да използвам Putty, за да мога да контролирам нашия рутер през конзолата и съответно да кача нов фърмуер към него.

Настройка на Putty

Така че избираме серийния порт, серийния порт или COM порта в настройките на Putty, след което задаваме желания номер на COM порта, който преди това разгледахме в диспечера на устройства. След това трябва да конфигурирате скоростта на COM порта, обикновено 57600, по-рядко 115200 бод. И накрая, след като се уверим още веднъж, че всичко е свързано правилно, нищо на платката не е „късо“, няма да бъде затворено, по време на процеса на мигане влизаме в конфигурираната конзола предварително и захранваме рутера от собственото захранване доставка.

Кракозябри в терминала

Ако на екрана ви се появи „crakozyabry“, това означава, че сте конфигурирали скоростта на COM порта неправилно и трябва или да прочетете каква скорост трябва да бъде зададена за вашия модел рутер, или да я изберете експериментално, докато „crakozyabry“ изчезне и се появи обикновен текст . След това ще трябва да натиснете, веднага след включване на захранването на рутера, улавяйки точния момент, който не е толкова прост, определена комбинация от клавиши, или tpl, за рутери TP-Link, или номер 4, влизайки в конзолата, или номер 2, за рутери Zyxel, започнете да мигате от TFTP сървър.

TFTP сървърен интерфейс

Самият сървър трябва да се стартира като администратор интернет връзка, там трябва да бъде посочен ip адресът на сървъра, който или конзолата ще ви каже, или можете да го намерите сами в интернет. В TFTP сървъра ще трябва да посочите ip адреса на клиента и папката, в която се намира нашият фърмуер.

Промяна на настройките за мрежова връзка

Самият фърмуер трябва да е задължителен без Boota, тоест, когато шием фърмуера, като го прикрепим с клипс, през програматора 25 SPI, имаме нужда от Full Flash или с други думи, фърмуер с буутлоудър, в този случай , фърмуерът трябва да е стандартен, без bootloader, който обикновено се предоставя от производителя, на вашия сайт. По-добре е да опростите името на файла на фърмуера, например 123.bin, той ще трябва да бъде въведен в конзолата при стартиране на процеса на мигане.

Прекъсваме изтеглянето

След това ще трябва да се съгласите и да потвърдите, че сте съгласни с мигането. Ако сте направили всичко правилно, процесът на мигане ще започне в конзолата, след като приключи, ще трябва само да рестартирате рутера и ако фърмуерът е бил строго от съответния модел и ревизия на ютията, определено ще успеете.

Обяснението на процеса на мигане се оказа, разбира се, обемно, но самият процес за човек, който го е завършил поне няколко пъти, става доста прост въпрос. И като се има предвид, че рутерите са техника, която не издържа дълго, особено през периода, когато преминават гръмотевични бури, през май – юни, смятам, че тази статия ще бъде полезна за начинаещи, които искат да спестят пари за закупуване на нов рутер. Успех с ремонтите ви! Специално за сайта на Радио Схемата - AKV.

Обсъдете статията USB-UART КОНВЕРТОР: МИГАНЕ С АДАПТЕР

Статията е остаряла - сега не можете да намерите кабели за данни от USB към стари телефони; следователно, готов адаптер може да бъде поръчан евтино на aliexpress (бележка от браунито на сайта).

Честно казано, всички ни мързи... нашите прадядовци можеха да запоят верига от стотици елементи за една вечер и не се прекъсваха. Дайте ни всичко готово. Пример е прост адаптер от COM порт към TTL ниво. Изглежда като верига от 5 части, но колко е мързелива за запояване. Особено след като серийните портове сега са в голям недостиг. А лаптопите изобщо ги нямат. Разбира се, можете да използвате USB интерфейса, но някой пробвал ли е да го програмира? Тенекия! И не всеки контролер го държи. Но UART е наличен в почти всички AVR, освен това е внедрен в хардуера.

Заключението се налага. Имате нужда от евтин, прост и надежден USB към UART (COM) адаптер с TTL логически нива (0-5 волта). И за предпочитане с допълнителни захранващи вериги, така че нашето устройство да може да се захранва директно от адаптера, без да се свързва допълнително захранване. И има такъв адаптер. И съм готов да се обзаложа, че не повече от километър от теб. Във всеки салон на Euroset можете да закупите такова чудо само за 300 рубли (или 160, ако имате късмет). Прост кабел за данни. Адаптер от USB към телефон. В повечето модели слушалки данните се предават чрез TTL-UART. Тоест сериен интерфейс с нива на напрежение от 0-5 волта. (Използвах кабели за стария ericsson R-320)

Ето как изглежда на тезгяха. Вътре - постинги и диск с драйвер. Препоръчително е да вземете точно този тип, защото са сходни по форма, но без етикет Euroset - гадно е: работят през един и не са отделени от компютър за хранене. Моля, имайте предвид, че публикацията трябва да бъде с малка пластмасова кутия. Всичко е сол. Това е нашият адаптер.

И така, разваляйки нашата придобивка. Вътре има платка с чип PL-2303HX от Prolific и две групи контактни площадки. Единият е USB входът, вторият е точно това, което ни интересува. UART с нива на TTL сигнал. Остава да се определи кой от контактите е кой. В моята версия беше така:

И така, имаме нужда само от GND, RxD, TxD, за специални естети, можете да вземете + 5V за захранване (малък ток от 100 mA при скок с капачка) и DTR сигнал, ако трябва да проследите дали устройството е свързано към компютъра (или например включете светодиода директно в кутията, за да го направите красиво и можете да видите кога устройството работи) Свързваме земята към земята, приемника към предавателя, предавателя, съответно, към приемника. Това е всичко. Желязото е готово. Между другото, на диска има няколко любопитни PDF файла с описание на схемата и самия чип. И ако вашата дъска е различна от моята, тогава просто проследете към кой щифт кой крак на този чип е свързан.

Сега инсталираме софтуера от диска... директория F:\2303dirver\pl2303new\newpl2303_setup\DRIVER\SETUP... стартирайте "PL-2303 Driver Installer.exe". Ако няма диск, тогава драйверите и допълнителната информация могат да бъдат изтеглени от компанията производителя PL-2303 USB към сериен мост контролер. Това, което е много хубаво, за това устройство има драйвери за всички възможни системи и операционни системи (Linux, PDA, Mac OS и др.), което значително разширява обхвата от възможни приложения.