48 The Prototype Electronics

Prot

o In

vent

ion

PC Interface

กองบรรณาธการ

แผงวงจรทจะชวยใหงานสอสารขอมลกบคอมพวเตอร

ผานพอรต USB งายขน โดยไมตองพง

การเขยนไดรเวอรทแสนซบซอน

นคอโครงงานทชวยใหผใชงานไมโครคอนโทรลเลอรหรออปกรณทตองมการสอสารขอมลอนกรมกบคอมพวเตอรผานทางพอรต USB สามารถทางานไดงายขน สามารถใชความรและโปรแกรมเดมของคณทเคยทางานผานพอรตอนกรมมาสอสารผานพอรต USB ไดโดยแกไขนอยมากจนถงไมตองแกไขเลย

นอกจากนนยงสามารถใชงาน UCON-UART เปนบอรดควบคมอปกรณภายนอกผานพอรต USB อยางงายสาหรบมอใหมทสนใจการเชอมตออปกรณภายนอกผานพอรต USB ไดอกดวย

คณสมบตทางเทคนค

• ใชไอซ FT232RL ในการแปลงสญญาณ

• ม LED แสดงสถานะการทางานทงรบและสงขอมล

• มจดตอตามมาตรฐานของพอรตอนกรมครบทกสญญาณ ประกอบดวย TxD, RxD, DTR, DSR, RTS, CTS, DCD และ RI

• ใชไฟจากพอรต USB เลยงวงจรพรอมทงมจดตอไฟเลยงเพอใชเลยงวงจรภายนอกได แตตองไมเกน 100mA

• มจมเปอรสาหรบเลอกระดบสญญาณลอจกของขาสญญาณไดวา จะมระดบสญญาณททแอล 5V หรอ 3.3V

• สามารถนาไปเชอมตอกบไมโครคอนโทรลเลอรเบอรใดๆ กไดเพอใหสามารถสอสารขอมลอนกรมกบคอมพวเตอร เหมอนกบการสอสารผานพอรตอนกรมแบบเดม โดยไมตองใชวงจรแปลงระดบสญญาณเพมเตม (หรอไมตองใช MAX232 นนเอง)

• ไดรเวอรกาหนดเปนพอรตอนกรมเสมอน (virtual COM port) ทสมบรณแบบสามารถเขยนโปรแกรมดวย Visual Basic , Visual C หรอ Borland Delphi เพอตดตอไดทนท

• ไดรเวอรตางๆ สามารถดาวนโหลดและอปเดตโดยไมมคาใชจาย และสามารถใชงานกบระบบปฏบตการวนโดวส และ MAC OS ได

การทางานของวงจร

รปท 1 แสดงวงจรสมบรณของบอรด UCON-UART หวใจหลกของวงจรคอ IC1 เบอร FT232RL ซงเปนไอซแปลงสญญาณพอรต USB เปนสญญาณพอรตอนกรม (USB to Serial converter) เชอมตอกบพอรต USB และใชไฟเลยง +5V จากพอรต USB เลยงวงจรทงหมด รวมถงนาไฟเลยง +5V นตอออกไปเลยงวงจรและอปกรณภายนอกทนามาตอพวงไดดวย แตตองมการใชกระแสไฟฟารวมไมเกน 100mA กเรยกวา สามารถใชขบ LED, ตดตอกบไอซ และวงจรขบโหลดไดพอสมควร

บอรดแปลงสญญาณพอรต USB เปนสญญาณสอสารขอมลอนกรม

UCON-UART

The Prototype Electronics 49

VCC

USBDMUSBDP

K1USB PORT

D+

+VUSB

GND

TxDDTRRTSRxD

RIDSRDCDCTS

TxDDTRRTSRxDRIDSRDCDCTS

+3.3V+VUSB

VCCIO

3V3OUT

C10.1µF

PWRENTxLEDRxLEDRESETGND

TxDENSLEEP

K4

K3

GND

TESTGND

12356

91011

26

18217

17

4

201615

RESET#

CBUS4CBUS2CBUS3CBUS0CBUS1

OSCI

OSCO

27

28

LED2Tx

LED3USB

IC1FT-232RL

R1-R227

AGND

D-

C210µF JP1

+5V

GNDGND

25

121314232219

LED1Rx

C30.1µF

C40.1µF

+3.3V

R3220

R4220

R5220

+VUSB

K2

สญญาณทออกจาก IC1 จะมสญญาณพอรตอนกรมครบทง 8 เสนและมเอาตพตขบLEDเพอแสดงสถานะดวยในวงจรมLEDแสดงสถานะ3ตวททางานดวยลอจก"0"ประกอบดวย

LED1ใชแสดงสถานะการรบขอมล

LED2ใชแสดงสถานะการสงขอมล

LED3แสดงสถานะการเชอมตอกบพอรตUSB

ดวยการทางานของ IC1 ทาหนาทแปลงการสอสาร USB เปนสญญาณพอรตอนกรมครบทง8เสนจงนาไปทางานทดแทนวงจรเชอมตอกบพอรตอนกรมRS-232เดมไดทนท

ในปจจบนไมโครคอนโทรลเลอรหรอไอซพเศษตางๆ มการทางานทระดบแรงดน+3.3VมากขนบอรดUCON-UARTจงมจมเปอรใหสามารถเลอกระดบแรงดนเอาตพตของไอซทตองการตดตอดวยวาเปนระดบลอจก+5Vหรอระดบลอจก+3.3V

นอกจากนน IC1ยงมขาพอรตเพมเตมทสามารถตอออกมาใชงานดงแสดงทจดตอK3

การสราง

ในรปท 2 แสดงลายทองแดงของแผนวงจรพมพของบอรด UCON-UART เปนแผนวงจรพมพแบบ 2 หนาเพลตทรโฮลด มการวางอปกรณแสดงในรปท3การบดกรอปกรณตวแรกทตองทาคอบดกร IC1เขาทดานบนของแผนวงจรพมพ ตองใชความปราณตในการบดกรพอสมควรครบเพราะ IC1 เปนอปกรณแบบ SMD และขาบดกรกคอนชางชดและมขนาดเลก

จากนนจงบดกรตดตงอปกรณทเหลอเรมจากตวตานทาน,LED,ตวเกบประจและคอนเนกเตอรเมอเสรจแลวกเขาสการทดสอบในลาดบตอไป

รปท 1 วงจรของ UCON-UART บอรดแปลงสญญณพอรต USB เปนพอรตอนกรม

รปท 2 ลยทองแดงของแผนวงจรพมพ

(2.1) ลยทองแดงดนบน (2.2) ลยทองแดงดนลง

รปท 3 กรวงอปกรณบนแผนวงจรพมพ

UCON-UART

50 The Prototype Electronics

การตดตงไดรเวอรของ UCON-UART ทคอมพวเตอร

(1) ดาวนโหลดไฟล USBDriverInstallerV2.04.16.exe จาก www.parallax.comหรอwww.tpemagazine.com

(2) ทาการตดตงไฟลไดรเวอรของ FT232RL ดวยการดบเบลคลกทไฟลUSBDriverInstallerV2.04.16.exeจากนนจะปรากฏหนาตางแจงการตดตงครหนง

(3)เสยบสายUSBเขากบบอรดUCON-UARTจากนนนาปลายอกดานของสายUSBเสยบเขากบขวตอUSBของคอมพวเตอร

(4)ทบรเวณมมขวาลางของคอมพวเตอรจะปรากฏขอความแจงวาตรวจพบฮารดแวรใหมจากนนไดรเวอรทตดตงไวกอนหนานจะทาการเชอมตอบอรดกบคอมพวเตอรอยางอตโนมต

การตรวจสอบตาแหนงพอรตอนกรมทตดตงทคอมพวเตอร

หลงจากทตอบอรด UCON-UART เรยบรอย LED3 สเขยวซงใชในการแสดงสถานะของพอรตUSBจะตดสวางเปนการแสดงวาบอรดไดเชอมตอกบพอรต USB อยางสมบรณแลว ลาดบตอไปเปนการตรวจสอบตาแหนงของพอรตอนกรมเสมอนหรอVirtualCOMportหรอUSBserialportทเกดขนจากการทางานของไอซFT233RLและไดรเวอรมขนตอนโดยสรปดงน

(1)ทหนาตางControlPanelเลอกเปดทหวขอSystem(ในกรณทอยในโหมดการแสดงclassicview)หรอเลอกจากหวขอPerformanceandMaintenance>System(เมออยในโหมดCategoryview)

(2) เลอกแทบHardwareแลวเลอกคลกปมDeviceManagerจะปรากฏหนาตางทแสดงรายละเอยดฮารดแวรตางๆทตดตงอยภายในเครองคอมพวเตอรใหเลอกทหวขอPorts(COM&LPT)สงเกตวาตาแหนงของUSB Serial Port มวงเลบดานหลงระบตาแหนงไวเปนพอรตทเทาไหร ดงในรปท 4 โดยในรปจะเปนตาแหนง COM3 เมอเขยนโปรแกรมกบบอรดUCON-UARTจะตองตดตอทตาแหนงCOM3

ทดสอบรบสงขอมลผานโปรแกรม Hyper Terminal

ทาไดงายๆดวยการเชอมตอขาTxd(สง)และRxD(รบ)เขาดวยกนดงในรปท 5 จะทาให UCON-UART สงขอมลจากขา TxD แลวรบขอมลกลบผานทางขาRxD

สาหรบโปรแกรม Hyper Terminal เปนโปรแกรมทตดตงอยแลวภายในเครองคอมพวเตอร เพอใชในการสอสารขอมลในรปแบบตาง ๆ ทงรบและสงขอมลหรอรบและสงไฟล โดยมขนตอนการกาหนดคาเพอใชกบบอรดUCON-UARTดงน

(1)ไปทหนาตาง Accessories เลอก Communications เลอกHyperTeminalเพอเปดโปรแกรม

(2)สาหรบการใชงานครงแรก ผใชตองระบรปแบบการเชอมตอเสยกอน โดยกาหนดชอ และเลอกไอคอนทตองการ เพอในการใชงานครงตอไปสามารถใชคลกทชอนเพอเขาสรปแบบการสอสารทตองการได จากนนกาหนดพอรตทใชเชอมตอสาหรบตวอยางจะเปนCOM3

(3)กาหนดมาตรฐานในการสอสารขอมลอนกรมซงถาไมกาหนดคาตงตนจะเปน96008N1คอบอดเรต9600บตตอวนาทจานวนบตขอมล8บตไมมการตรวจสอบพารตและจานวนบตปดทาย1บต

รปท 4 แสดงตำแหนงของพอรตอนกรมเสมอนทเกดจกกรทำงนของ UCON-UART

รปท 5 กรตอสญญณ RxD และ TxD ของบอรด UCON-UART เขดวยกนเพอทดสอบกรทำงน

รปท 6 แสดงกรทำงนของ UCON-UART ทหนตง Hyper Terminal

PC Interface : UCON-UART

The Prototype Electronics 51

www.tpemagazine.com

(4)โปรแกรมจะแสดงหนาตางการสอสารขอมลออกมา ถาทาการเชอมตอสายระหวาง ขา TxD และขา RxD ไวแลว การปอนคาขอมลตางๆ จากคยบอรด ขอมลเหลานนจะถกสงกลบมายงคอมพวเตอรแลวถกนามาแสดงทหนาจอดงรปท6

(5) ในการสงขอมลแตละครงใหสงเกต LED ทตาแหนง TxD และRxDจะตดกะพรบแสดงถงการรบและสงขอมลดวย

การนาไปใชงาน

สาหรบงานดานไมโครคอนโทรลเลอร บอรด UCON-UART จะชวยใหไมโครคอนโทรลเลอรอยาง P89V51RD2 (ของ NXP), MB89F202(Fujitsu), โมดลเบสกแสตมป 2 สามารถดาวนโหลดเฟรมแวรผานทางพอรตUSBไดเลยแตตองไมลมจายไฟใหกบไมโครคอนโทรลเลอรดวย

นอกจากนนหากมการพฒนาโปรแกรมในขนกาวหนา ขาสญญาณของFT232RLจะสามารถทาหนาทเปนพอรตอนพตเอาตพตไดดวย

กงายๆ เทานครบ สงทยากสดของการสรางโครงงานนคอ การบดกรไอซ FT232RL จะตองใชความระมดระวงและใจเยนๆ สงทแลกไดมาคอ บอรดสาหรบสอสารขอมลและตดตอกบอปกรณภายนอกผานพอรต USB ราคาประหยด แตมความสามารถเกนตว

ปล. ใน TPE ฉบบนมบทความซรส เชงปฏบตการทว าดวยการใชงาน UCON-UART กบ Visual Basic Express 2008 เชญตดตามกนไดครบ

***************************************************รายการอปกรณ***************************************************ตวตานทานSMDขนาด0805

R1,R2-27Ω 2ตว

R3-R5-220Ω 3ตว

ตวเกบประจ

C1,C3,C4-0.1µF50VแบบSMDขนาด0805 3ตว

C2-10µF16Vอเลกทรอไลต 1ตว

อปกรณสารกงตวนา

IC1-FT232RL 1ตว

LED1,LED2-ไดโอดเปลงแสงสเหลอง3มม. 2ตว

LED3-ไดโอดเปลงแสงสเขยว3มม. 1ตว

อนๆ

K1-คอนเนกเตอรUSBแบบBขาลงแผนวงจรพมพ 1ตว

JP1-คอนเนกเตอรIDC3ขาตวผขาหาง2มม.และจมเปอร2มม.1ชด

K2 - คอนเนกเตอร IDC2ขาตวตวเมยแถวเดยว ขาหาง 2.5มม. 1ตว(อปกรณเสรมในกรณตองการใช)

K3-คอนเนกเตอรIDC11ขาตวผแถวเดยวขาหาง2.5มม.และคอนเนกเตอรIDC11ขาตวเมยแถวเดยวขาหาง2.5มม.อยางละ1ตว(อปกรณเสรมในกรณตองการใช)

K4-คอนเนกเตอรIDC7ขาตวผแถวเดยวขาหาง2.5มม.และคอนเนกเตอรIDC7ขาตวเมยแถวเดยวขาหาง2.5มม.อยางละ1ตว(อปกรณเสรมในกรณตองการใช)

แผนวงจรพมพUCON-UART

แหลงซออปกรณ

-อปกรณทงหมด รวมทงบอรดพรอมใชงาน มจาหนายท อเลคทรอนคสซอรซโทร.0-2623-9460-7,0-2623-8364-6

-หากตองการเฉพาะแผนวงจรพมพหรอชดคตและบอรดพรอมใชงานดรายละเอยดในหนาTPEshopทายเลม