MMusb REV. Instrukcja uytkownika Evalu ation Board s for, AVR, ST, PIC microcontrollers Sta- rter Kits Embedded Web Serve rs Prototyping Boards Minimodules for microcontrollers, etherdesigning Evaluation Boards for net controllers, RFID High Spe- ed In System programmers for AVR, PIC, ST microcontrollers Microprocesor systems, PCB, AVR, ST, PIC microcontrollers Starter Kits Embedded Web Servers Prototyping Boards mi- nimodules for microcontrollers, ethernet controllers, RFID High Speed In Systems programme- rs for AVR, PIC, ST microcontrlollers Microprocesor systems, PCB designing Evaluation Bo- ards for `, AVR, ST, PIC microcontrollers Starter Kits Embe- dded Web Serwers Prototyping Boards Minimodules for microcontrollercontrollers, ethernet controllers, High Speed In System program- mers for AVR, PIC, ST microco- Microprocesor R Many ideas one solution Systems, PCB Designing Evaluation Boards
Wprowadzenie MMusb jest niedrogim zintegrowanym modułem do transmisji danych do/z urzdze peryferyjnych lub PC. Moduł bazuje na kontrolerach FTBM firmy FTDI. MMusb pozwala na transfer danych z prdkoci MB/s. Jest prostym urzdzeniem typu FIFO stanowicym łatwy interfejs pomidzy standardem USB, a dowolnym systemem mikroprocesorowym poprzez porty IO mikrokontrolera. Do modułu dołczony jest kabel USB. Dziki sterownikom do systemu Windows, które emuluj port szeregowy moduł nadaj si do udoskonalenia aplikacji, w których dotychczasowo uywana była transmisja po łczu szeregowym RS. Wybór naszego Minimodułu jest pierwszym krokiem dla projektów, które musz by zrealizowane w krótkim czasie. MMusb moe by uyty zarówno do prototypu eliminujc konieczno projektowania obwodu drukowanego jak i do układu finalnego, w którym minimoduł montowany jest w postaci "kanapki". MMusb wykonano w technologii obwodu dwuwarstwowego z warstw masy. Moduł zawiera pami 9C EEPROM z moliwoci konfiguracji. Wszystkie sygnały wyprowadzone s przy pomocy -pinowego złcza o rastrze 00 milsów (, mm), co pozwala na jego uycie z ogólnie dostpnymi obwodami prototypowymi. Zintegrowane na płycie zasilanie MMusb umoliwia zasilanie własnych układów bezporednio i z interfejsu USB. yczymy samych sukcesów i duo satysfakcji przy projektowaniu i uruchamianiu nowych urzdze. Właciwoci MMusb Transmisja danych poprzez USB do MB/s B bufora wysyłania FIFO, B bufora odbioru FIFO Wsparcie dla kontroli kierunku transmisji dla RS przy pomocy sygnału TXDEN. Prosty interfejs do logiki MCU/PLD/FPGA z czteroprzewodowym handshake'm Przygotowane sterowniki FTDI Zintegrowany obwód resetu przy uruchomieniu układu Zintegrowany - MHz powielacz czstotliwoci PLL Tryb transmisji danych: USB Bulk lub Isocronous Nowy tryb Bit-Bang, pozwala uy szyn jako port ogólnego przeznaczenia bez potrzeby stosowania MCU lub logiki zewntrznej Tryb interfejsu oraz rodzaju USB moliwy do skonfigurowania w pamici EEPROM Pami EEPROM konfigurowalna bezporednio na płytce przez USB Podtrzymanie warunków zawieszenia i wznowienia USB przez piny PWREN# i SI/Wuj Wsparcie dla konfiguracji zasilania własnego, zasilania z szyny (niskiej i zwikszonej mocy) Zintegrowany obwód resetu po włczeniu zasilania (Power-On-Reset) z opcjonalnymi pinami wejciowy i wyjciowymi resetu Interfejsy I/O dla poziomów V i.v z niezalen zmian poziomu na kadym kanale Zintegrowany regulator LDO.V dla I/O USB Zasilanie od. do. Kompatybilny z UHCI/OHCI/EHCI kontrolerem hosta Kompatybilny z USB. i.0 Obudowa -pinowa, szeroko 0.in Złcze USB w standardzie B
Sterowniki wirtualnego portu COM (Virtual COM Port) Windows 9/ 9 SE / 000 / ME / XP, MacOS, Linux. i nowsze DXX ( Sterowniki bezporednie USB + interfejs DLL S/W) Windows 9 / 9 SE / 000 / ME / XP, Linux Zastosowanie Konwertery USB na RS Rozszerzanie moliwoci urzdze peryferyjnych Oprzyrzdowanie USB Wymiana danych w przemyle Zabawki Miernictwo Opis ogólny MMusb mieci si w -pinowej obudowie. Pojedynczy port USB jest konwertowany na interfejs FIFO, co pozwala komunikowa si z urzdzeniami zewntrznymi przez magistrale -bitow. Aby w prosty sposób wysła dane z urzdzenia zewntrznego do komputera, wystarczy zapisa dane do modułu, gdy linia TXE jest w stanie niskim. Jeli bufor transmisji jest napełniany lub zajty przepisywaniem ostatnio odebranego bajta, linia TXE jest ustawiana w stan wysoki, aby wstrzyma kolejne zapisy dopóki dane nie zostan przekazane przez port USB. Jeli dane wysyła host do urzdzenia zewntrznego przez USB, wówczas linia RXF jest ustawiana w stan niski informujc urzdzenie, e przynajmniej jeden bajt danych jest dostpny. Urzdzenia czyta dane dopóki linia RXF nie zmieni przejdzie w stan wysoki, informujc, e nie wicej dostpnych danych do odczytu. Firma FTDI wraz z układem dostarcza sterownik Virtual Com Port (VCP)sprawiajcy, e porty peryferyjne urzdzenia wygldaj jak standardowy port COM dla komputera PC. Wikszo istniejcego oprogramowania powinno współpracowa z VCP, wystarczy zmieni uywane przez nie porty na stworzone przez sterownik VCP. Uywajc VCP, programista moe komunikowa si z urzdzeniem w ten sam sposób jak przez regularny port PC COM za pomoc Windows VCOMM API lub biblioteki portu COM. Sterowniki zawieraj take funkcje zdefiniowane dla sterowników DXX firmy FTDI, co pozwala programicie aplikacji zintegrowa program z urzdzeniem uywajc Windows DLL.
Uproszczony schemat blokowy MMusb Obudowa -pin USB typ B FTBM Sygnały sterujce -bit.v LDO Rezonator MHz EEPROM Rysunek. Uproszczony schemat blokowy MMusb Opis bloków funkcyjnych Rezonator MHz Rezonator generuje sygnał zegara wzorcowego (MHz) na wejcie mnonika zegarowego powielajcego maksymalnie -krotnie. Kontroler ogólnego przeznaczenia UART/FIFO zawiera: Zintegrowany układ resetu przy uruchomieniu układu Wbudowany układ konwersji poziomów dla FIFO i sygnałów sterowania Kontrola zasilania dla USB Sygnały niezwłocznej transmisji / wzbudzenia układu Niski prd wstrzymania Wsparcie dla transmisji USB Isochronous Programowany Timeout dla bufora FIFO Tryb Bit-Bang Wsparcie dla zewntrznej pamici EEPROM USB.0 Full Speed Regulator LDO.V Mnonik czstotliwoci x Interfejs szeregowy (SIE) B bufora odbioru FIFO B bufora danych wysyłanych FIFO kontroler FIFO (wicej informacji na www.ftdichip.com)
Pami EEPROM Pami 9C EEPROM pozwala skonfigurowa kanał modułu MMusb do pracy jako tryb równoległy FIFO. Pami moe take zosta uyta do zapisu USB VID, PID, Numeru Seryjnego, opisu produktu i wartoci Power Descriptor. Pami EEPROM jest programowalna bezporednio na płytce przez USB za pomoc oprogramowania dostpnego na stronie producenta układu www.ftdichip.com jak i na naszej stronie domowej www.propox.com. Opis wyprowadze Rysunek. Musb Widok z góry (strona elementów) Definicje pinów Pin Nazwa Tryb Opis pinu RXF wyjcie Sygnalizuje stanem niskim przynajmniej jeden bajt danych w buforze odbiorczym gotowym do odczytu, zmienia stan na wysoki, gdy bufor jest pusty TXE wyjcie Sygnalizuje stanem wysokim, e bufor transmisji jest wypełniany lub zajty zapisem ostatniego bajta WR wejcie Przy zmianie stanu z H na L nastpuje zapis danych z D-D0 do bufora transmisji RD wejcie Przy przejciu na stan niski, linie danych zmieniaj swój stan z wysokiej impedancji na warto bajta odczytanego z bufora odbioru FIFO, gdy nastpuje powrót na stan wysoki, linie D-D0 wracaj w stan wysokiej impedancji, i jeli w buforze jest dostpny kolejny bajt to jest on przygotowywany do odczytu D we/wy Linia szyny danych (bit ) D we/wy Linia szyny danych (bit ) 9 D we/wy Linia szyny danych (bit ) 0 D we/wy Linia szyny danych (bit ) D we/wy Linia szyny danych (bit ) D we/wy Linia szyny danych (bit ) D we/wy Linia szyny danych (bit ) D0 we/wy Linia szyny danych (bit 0)
RST wejcie Moe by uyte przez urzdzenie zewntrzne do resetu układu, gdy jest niewykorzystane, musi by podpite do VCC RSO wyjcie Wyjcie wewntrznego generatora resetu. Pozostaje w stanie wysokiej impedancji przez ok. ms po przekroczeniu przez VCC poziomu.v oraz starcie wewntrznego zegara, nastpnie podłczane jest do wyjcia.v wewntrznego regulatora V wyjcie Wyjcie wewntrznego regulatora LDO. SLP wyjcie Zmienia stan na niski po skonfigurowaniu urzdzenia przez USB, zmienia si na stan wysoki podczas wstrzymania USB 9 SND wejcie Gdy układ jest wstrzymany a na tym pinie pojawi si zbocze narastajce, wówczas rozpocznie si procedura wzbudzenia układu do pracy. Jeli urzdzenia jest aktywne to zbocze narastajce na tym pinie spowoduje, e dana znajdujca si w buforze zapisu zostanie wysłana do PC w nastpnym cyklu USB Data-In bez wzgldu na to ile bajtów znajduje si w buforze 0 VIO wejcie Ustala napicia na pinach komunikacyjnych VEX wejcie Ustala główne ródło zasilania. Ma by podłczone do VPO w przypadku zasilania PO portu USB VPO wyjcie Zasilanie z USB Dane techniczne Wymiary Waga Napicie zasilania : mm x 0mm x mm : około 0 g : V Wymiary Wymiary podano w milsach. mils /000 cala 00milsów =,mm (raster standardowy)
Przykłady standardowej konfiguracji urzdzenia Zasilanie z USB lub zewntrzne. 0 ródło zasilania 0 Rys a. Zasilanie z portu Rys b. Zasilanie z zewntrz Rysunek a ilustruje konfiguracj zasilania MMusb za pomoc portu USB. Urzdzenie pobiera zasilanie z magistrali USB. Podstawowe reguły dla urzdzenia zasilanego z USB s nastpujce: a) Podłczone, urzdzenie nie powinno pobiera wicej ni 00mA b) Wstrzymane urzdzenie podłczone pod USB, nie powinno pobiera wicej ni 00uA c) Urzdzenie pobierajce wicej ni 00mA powinno posiada MOSFET na pokładzie w celu utrzymania poboru mocy przez zewntrzny obwód w okolicy 0mA podczas pracy i 00uA w trybie wstrzymania d) Urzdzenie, które zuywa si wicej ni 00mA nie moe zosta podłczone do zasilania hub a USB. e) adne urzdzenie nie moe czerpa wicej ni 00mA z magistrali USB. Opcja USB Power Descriptor w EEPROM powinna by zaprogramowana tak, aby dopasowa aktualne pobieranie mocy przez urzdzenie. Rysunek b ilustruje konfiguracje zasilania zewntrznego modułu MMusb. W konfiguracji zasilania zewntrznego moduł nie pobiera zasilania z magistrali USB, a z zewntrznego zasilacza. Podstawowe reguły dla konfiguracji zasilania z zewntrz s nastpujce: a) Urzdzenie pracujce z zasilaniem zewntrznym nie moe powodowa przepływu prdu po magistrali USB, kiedy host USB lub kontroler USB jest wyłczony b) Urzdzenie zasilane z zewntrz moe pobiera tyle prdu ile potrzebuje podczas pracy oraz zawieszenia pracy USB tak długo jak posiada własne zasilanie. c) Urzdzenie zasilane z zewntrz moe by uyte z dowolnym Hostem USB oraz z dowolnym Hubem USB zasilanym z magistrali jak i z zewntrz. Opcja USB Power Descriptor w pamici EEPROM powinna by ustawiona na warto zero. Jeeli interfejs logiczny pomidzy modułem MMusb a układem peryferyjnym ma by w standardzie.v, wówczas do pinu powinno by dołczone napicie +.V.
Zasilanie z USB z kontrol mocy system V FTBM VIO VEX VPO SLP Pomoc techniczna W celu uzyskana pomocy technicznej prosimy o kontakt support@propox.com.
Schemat ideowy FB FERRITE BEAD IOVCC EXTVCC J USB-B DM DP PORTVCC VOUT C 0nF C 0uF C nf R 0R 0 C 0.uF C 0.uF C 0.uF C 0.uF TEST FTAM RESETO FTBM RESET R R R R R R R C9 p X MHz USBDP USBDM C0 p VOUT USBDP USBDM TEST XTIN XTOUT RESET# RCCLK EECS EESK EEDATA AVCC A VCC VCC VCC D0 D D D D D D D RD# WR TXE# RXF# SND/WUP SLEEP# 0 9 D0 D D D D D D D RD WR TXE RXF SND 0 SLEEP NONE RESET RESETO VOUT SLEEP SND IOVCC EXTVCC PORTVCC 9 0 J 9 0 DIP 0 9 0 9 D0 D D D 0 D 9 D D D RD WR TXE RXF R 9 9 U FTBM Table: Component value selector FTAM FTBM R 0R None R k None R None k C 00nF 0R R 00k None R 00k None RCCLK C R 0k R k EECS EESK EEDATA R U CS SK DIN DOUT 9C VCC NC NC Title: USB - Bit Interface Module http://www.propox.com email: support@propox.com Size: File: Rev: Date: 0-0-00 Sheet of.00 9