Konwerter USB/UART ze wszystkimi liniami sygnalizacyjnymi RS232

Poniedziałek, 01 Czerwiec 2015

Współczesne komputery z bardzo rzadko wyposażone są w interfejs RS232. Zastąpiono go interfejsem USB, jednak złożoność implementacji tego drugiego powoduje, że jest on bardzo rzadko stosowany w konstrukcjach amatorskich, w których nadal króluje UART. Pomostem pomiędzy tymi interfejsami są konwertery USB/UART zwykle z układami firmy FTDI. Przedstawione rozwiązanie ma w stosunku do innych dwie podstawowe zalety: dostępne są wszystkie linie sygnalizacyjne RS232 oraz jest możliwe dołączenie interfejsu do systemu o prawie dowolnym napięciu poziomów logicznych.

Rysunek 1. Schemat ideowy układu konwertera

Schemat ideowy układu pokazano na rysunku 1, natomiast rozmieszczenie elementów na płytce drukowanej przedstawiono na rysunku 2. Głównym elementem konwertera jest układ U1 typu FT232RL w 28-wyprowadzeniowej obudowie SSOP. Ten sam układ był zastosowany w konwerterze AVT-1595 (EP 10/2010). Podobnie jak tam, do doprowadzenia sygnału USB użyto gniazda typu B (złącze P3).

W porównaniu z tamtym rozwiązaniem, w opisywanym konwerterze wprowadzono następujące zmiany:

Zastosowano diody LED D1 i D2 w roli wskaźników nadawania i odbioru sygnałów.
Na złączu IDC14 (P2) udostępniono wszystkie sygnały interfejsu RS232 (bez zachowania zgodności poziomów napięcia ze specyfikacją EIA-232).
Użytkownikowi udostępniono nie tylko napięcie +5 V z USB, ale również 3,3 V z wewnętrznego stabilizatora układu FT232RL (należy pamiętać, ze obciążalność tego stabilizatora to tylko 50 mA!).
Umożliwiono wybór (za pomocą zwory J1) jednej z trzech opcji zasilania wejść i wyjść cyfrowych (VCCIO) układu FT232RL:
- 5 V za złącza USB (pozycja zwory +5),
- 3,3 V z zasilacza wewnętrznego układu FT232RL (pozycja zwory +3V3),
- zewnętrzne zasilanie doprowadzane do nóżki 4 gniazda P2 (pozycja zwory +EX).

Rysunek 2. Schemat montażowy konwertera

Ostatnia opcja umożliwia współprace układu z szeroką gamą układów cyfrowych o napięciach zasilania od 1,8 V do 5,25 V. Należy wtedy wykonać połączenie zasilania układu współpracującego do pinu VCCIO_EX konwertera i ustawić zworę J1 w pozycji +EX.

Gdy współpracujący układ jest zasilany napięciem 5 V lub 3,3 V, to połączenie konwertera można na dwa sposoby: wykonać połączenia jak opisano wyżej lub zasilić jego obwody wyjściowe z napięć wewnętrznych +5 V (zwora +5) lub 3,3 V (zwora +3V3), a pin VCCIO_EX pozostawić niepodłączony.

Pozostałe informacje dotyczące własności układu FT232R oraz sposób współpracy z dowolnym systemem operacyjnym pozostają takie same, jak w projekcie AVT1595 - EP 10/2010.

JSW