Как сделать виртуальный com порт из usb

Подключаем com порт usb в Windows

Подключаем com порт usb в Windows

Всех приветствую вновь на страницах своего блога и сегодня хочу рассказать, как подключить com порт usb в Windows . Поговорим, что это такое и для чего используется. Я думаю для начинающих сетевых администраторов, да и просто для продвинутых пользователей это будет интересно, для меня в свое время это было просто какой-то магией, позволяющая настраивать серверное оборудование.

Что подключают через com порт

Через com порт ранее подключали модемы, мышки. Сейчас он используется для соединения с источниками бесперебойного питания, для связи с аппаратными средствами разработки встраиваемых вычислительных систем, спутниковыми ресиверами, кассовыми аппаратами, с приборами систем безопасности объектов, а также с многими прочими устройствами.

С помощью COM-порта можно соединить два компьютера, используя так называемый «нуль-модемный кабель» (см. ниже). Использовался со времен MS-DOS для перекачки файлов с одного компьютера на другой, в UNIX для терминального доступа к другой машине, а в Windows (даже современной) — для отладчика уровня ядра.

Но в сетевом мире через com порт подключаются к консольному порту сетевых устройств (коммутаторов, роутеров, таких брендов как Cisco или Juniper)

Какая схема подключения к коммутаторам через последовательный порт. Есть переходники, например от фирмы st-lab На одном конце USB который вы подключаете к компьютеру, а второй это com порт.

Далее к ком порту подсоединяется вот такой шнурок, com порт, а с другой стороны LAN RJ45, и вся схема дает нам один большой шнурок USB to LAN.

Установка драйверов com порт usb в Windows

К сожалению в Windows подключенные устройства, usb to com не всегда автоматически устанавливаются в системе, и приходится искать для них драйвера. Если вы покупали его сами, то в комплекте шел диск с драйверами, и можно воспользоваться им, если его нет, то смотрим как найти драйвера.

Открываем диспетчер устройств в Windows. Если не знаете как, то нажмите CTR+Pause breake, либо нажмите Win+R и в окне выполнить введите devmgmt.msc. Как видите у меня в разделе Порты (COM и LPT) нашелся на третьем COM порту неизвестный провод, и драйверов для него не нашлось у системы, о чем говорит нам желтый значок.

Переходим в свойства данного устройства и выбираем ИД оборудования, у вас будет, что то по типу usbVID_067B&PID_2303&REV_0300, вот его вы копируете и ищите в гугле или яндексе.

После чего щелкаем правым кликом по устройству в диспетчере устройств и выбираете установить драйвера, указываете до них путь и ставите, если все ок, то у вас пропадет значок предупреждения.

Далее вы уже можете использовать возможности com порта, с помощью таких утилит на подобие Putty, где вы выбираете пункт Serial и указываете нужный порт Com порта, посмотреть его можно в том же диспетчере устройств.

Надеюсь вы научились и разобрались как подключать com порт usb в Windows.

Источник:
http://pyatilistnik.org/podklyuchaem-com-port-usb-v-windows/

Виртуальный COM порт у USB принтеров

Материал из Info

С развитием технологий развиваются и периферийные устройства. Все больше конечных устройств оставляют устаревшую RS-232 связь и переходят на новые USB коннекторы и стандарты. Процесс логичен и ведет к известным изменениям в использованной технологии обмена данных. Принципы новой технологии аналогичны, при наличии известных особенностей настройки устройства и выбора соответствующего COM порта.

Содержание

Основы технологии

Основная часть новых устройств используют эмуляцию COM порта через стандартную USB связь. По отношению к железу это представляет собой соответствующий чип и драйвер, который управляет USB устройством через добавленный (виртуальный) COM порт. Для ПО это практически невидимо, потому как у нового COM порта такие же свойства как и у реального аппаратного COM порта. Драйвер транслирует информацию от виртуального COM порта к новому USB интерфейсу. Все это делает настройку легкой, быстрой и аналогичной стандартной настройке системы.

Виртуальный COM порт

Виртуальный COM порт устанавливается через добавление соответствующего индивидуального драйвера в операционной системе. Данный COM порт существует только когда устройство включено и работает. Процедура создания виртуального COM порта следующая:

  • Устройство подключается к компьютеру в первый раз;
  • Операционная система его определяет и автоматически пытается установить подходящий драйвер;
  • В зависимости от результата может потребовать указать на дополнительный драйвер для управления устройством. Драйвер должен быть предназначен для виртуального COM порта;
  • При установки драйвера добавляется новый COM порт, который соответствует новому устройству.

После выполнении данной процедуры появится новый, виртуальный COM порт. Именно данный порт осуществляет связь между программным обеспечением и аппаратом. В редких случаях существуют несколько различных драйверов. Для использования данной технологии важно установить именно драйвер для виртуального COM.

Массовые USB-2-COM переходники

Частный случай виртуального COM порта является переходник с USB к COM. Переходник работает по такому же принципу, как описано в данной статье, но является отдельным устройством в собственном корпусе. Самые часто встречающиеся переходники:

  • Серия Aten;
  • Серия Prolific;
  • Серия Manhattan.

Их настройка не отличается от настройки устройств со встроенным USB интерфейсом. Их задача привести USB коммуникацию к более старому COM порту и сделать возможной связь с новыми интерфейсами. Нужно обратить внимание, что переходники не всегда поддерживают все аппаратные сигналы (не все кабеля коннектора связаны), что иногда делает невозможной работу реального устройства через переходник. В таких случаях нужно использовать реальный COM порт.

Настройка софтвера

Реальная настройка софтвера ничем не отличается от настройки стандартного RS-232 устройства. Разница в том, что выбирается виртуальный COM порт, а не реальный. Программное обеспечение работает без того, чтобы определять вид COM порта. Особенность в том, что виртуальный COM существует только когда устройство включено, т.е если устройство отсутствует или выключено, его COM порт невидим для прикладной программы. Это очень важно, потому что если устройство настроено, после чего выключится и активируется настройка, она укажет на несуществующий COM порт и программ может вывести ошибку. Иногда получается, что виртуальный COM порт работает на произвольной скорости, т.е. нет значения какая скорость обмена выбрана в настройках продукта. Так как USB драйвер эмулирует передачу данных, то скорость обмена не имеет значение, и любая скорость подходящая.

Режим совместимости

Как уже упоминалось, USB устройство добавляет дополнительный COM порт в систему. В большинстве случаев это стандартное поведение на связь между операционной системой и USB устройством, но есть и исключения. Исключением являются специализированные устройства, которые могут работать по нескольким разным технологиям. В таком случае важно выбрать режим совместимости, при котором создается виртуальный COM порт. Именно данный режим является темой данной статьи. Другие режимы работы не стандартные и требуют специального программирования для каждого устройства. При таких режимах не создается COM порт, и настоящая технология не может быть использована.

Исключения

Очень редко существуют исключения указанного принципа действий. При некоторых устройствах производитель решил, что нет необходимости, а соответственно и не существует эмуляция COM порта. В таком случае обмен происходит на уровне HID интерфейса USB порта. Если устройство данного типа, то его добавление в систему требует создания индивидуального драйвера для данного устройства и изменение программы. К счастью, такие устройства являются редкостью и не особо популярны у ведущих производителей.

Читайте также  Как это работает Discovery видео-коллекция

Настройка новых устройств, работающие через COM порт не является сложной и требует установки дополнительных драйверов. После чего настройка следует стандартных принципов, без разницы с классическими параметрами. При каждом индивидуальном устройстве нужно просмотреть документацию и определить правильный драйвер. Практика показывает, что почти не существует компании, которая не поддерживает данный механизм для обмена данных, где реально это самый правильный способ для связи с периферийным устройством. Специалистам остается сконфигурировать систему правильно и настроить работу с виртуальным COM портом.

Источник:
http://wiki.microinvest.su/index.php?title=%D0%92%D0%B8%D1%80%D1%82%D1%83%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_COM_%D0%BF%D0%BE%D1%80%D1%82_%D1%83_USB_%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%BD%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%B2

Как сделать виртуальный com порт из usb

Последовательный или COM-порт — это интерфейс стандарта RS-232, который служит для подключения различного оборудования к компьютеру. Из-за ограничения в размере информации (1 бит), передаваемой за один раз, данный порт получил второе название: последовательный. Интересным является тот факт, что в различных интерфейсах, таких как Ethernet или USB информация передаются также — последовательно, однако, такое название за ними не закрепилось.

Что делать если в компьютере нет COM-порта?

Изначально COM-порты использовались для подключения терминалов, модемов и мыши. В современное время основное назначение сводится к подключению всевозможных источников питания, микроконтроллеров, вычислительных систем, кассовых аппаратов и других устройств. Также COM-порт очень активно использовался для синхронизации компьютеров: к примеру, ноутбука с персональным компьютером. Сейчас такой подход сменился использованием USB-порта.

Что такое виртуальный COM-порт?

Виртуальный COM-порт воображает себе наша операционная система, при этом он отсутствует физически. Для «воображения» существуют специальные программы, одну из которых мы рассмотрим позже.

Для чего используется?

Поняв, что такое реальный COM-порт и для чего он используется, без труда можно представить себе необходимость в виртуальном COM-порте. Представьте: вам нужно подключить вычислительное устройство к компьютеру через COM-порт. Но у вас его нет! Или же подключить несколько устройств, а порт всего один. Как быть в такой ситуации? Спасает именно создание виртуального порта.

Таким образом, виртуальный порт позволяет имитировать его присутствие в компьютере при отсутствии оного. Примеровприменения довольно много. Однако наиболее часто виртуальный COM-порт применяется:

  • При необходимости подключить несколько устройств одновременно.
  • При необходимости отладить (протестировать, найти ошибки) программу для вычислительного устройства при отсутствии порта.

Как создать виртуальные порты?

Для их создания предусмотрены специализированные программы. Стоит выбирать те, которые предлагают нам установить нужные для виртуальных портов драйвера, поскольку их поиск — не очень приятное занятие.

Скачайте и установите программу Advanced Virtual COM Port. Установка занимает считаные минуты, при этом на одном из этапов нам предложат драйвер:

Программа для настройки виртуального com-порта в windows

Соглашаемся и нажимаем «Установить». Следует подождать несколько минут — не пугайтесь, если потребуется 5–10 минут. Это нормально.
После установки, заходим в программу и видим главное окно:

Кернел про -для настройки виртуального com-порта в windows

Оно содержит три основных вкладки: Общие (расширенные), клиентские и локальные порты.

Вкладка общие (или расширенные) порты позволяет делиться COM-портами через локальную сеть (LAN) или интернет. Таким образом, данные с виртуальных портов могут быть легко и быстро переданы другим пользователям.
Вкладка клиентские порты позволяют создавать порты на компьютере, которые подключаются к расширенным портам через виртуальный кабель нуль-модема. Стоит сказать, что виртуальный кабель программа предусматривает автоматически.
Вкладка локальные порты даёт возможность просматривать, создавать и удалять все пары виртуальных COM-портов.

Перейдём во вкладку локальные порты и нажмём кнопку Add. Перед нами откроется окно, предлагающее создать пару COM-портов, которые предполагаются быть соединёнными виртуальным нуль-модемным кабелем:

Создание виртуального com-порта в windows7

Жмём ОК. Переходим в Панель управления -> Система -> Диспетчер устройств.
Видим, что наши COM-порты были успешно созданы:

Виртуальные com-порты windows

Взаимодействие расширенных и клиентских COM-портов

Скорее всего, непонятным остаётся вопрос взаимодействия этих двух вкладок. На самом деле всё просто: расширенные порты позволяют делиться своими com-портами, то есть всей информацией, что доступны с устройств, подключённых к этим портам. Они подключаются к клиентским: тем, которые получают всю необходимую информацию.

Для создания расширенного порта достаточно в первой вкладке нажать кнопку Add и выбрать порт, которым мы делимся:

Расшаренный com-порт windows

Для создания клиентского порта, переходим во вторую вкладку, нажимаем кнопку Add и выбираем сначала порт, который хотим сделать клиентским, а затем адрес компьютера, к порту которого мы хотим подключиться:

Клиентский com-порт windows

Итоги

За бортом осталось ещё много чего интересного на тему COM-портов. Хотя эта технология и отходит на второй план с развитием других интерфейсов для подключения устройств, тем не менее пока что она всё ещё активно используются и знать тонкости её работы очень полезно.

IT-cпециалист с высшим техническим образованием и 8-летним опытом системного администрирования. Подробней об авторе и контакты. Даю бесплатные консультации по информационным технологиям, работе компьютеров и других устройств, программ, сервисов и сайтов в интернете. Если вы не нашли нужную информацию, то задайте свой вопрос!

Источник:
http://answit.com/virtualnyiy-com-port-dlya-windows-7/

Виртуальный СОМ-порт CDC-232 на AVR-микроконтроллере

AVR-CDC предназначена для конвертации RS232 и USB данных с применением AVR-микроконтроллеров, без использования какого-либо специализированного USB-чипа. Данная технология основывается на Object Deveopment’s V-USB (Software-USB на AVR), и CDC (Communication Device Class) протоколах. AVR-CDC позволяет компьютеру взаимодействовать с USB-устройствами через виртуальный COM-порт. В этом проекте я хочу привести несколько вариантов реализации виртуального COM-порта на AVR-микроконтроллерах.

CDC-232 создает виртуальный COM-порт на ПК, который не имеет физического порта RS- 232C. Он обеспечивает соединение RS-232C (без управляющих линий) после подключения устройства и установки драйвера.

Использование

Запишите программу в AVR, соберите схему и подсоедините устройство к USB порту ПК. Установите драйвер под ОС Windows. Подключитесь к устройству через появившийся виртуальный COM-порт с помощью программного обеспечения терминала или вашего приложения. Управляющие линии (DTR, DTS, RTS, CTS) не используются хост приложением. Запрограммируйте терминальное приложение как «no flow-control» (без управления потоками данных).

ОС Windows повторно запросит установку драйвера при подключении к другому USB порту. Далле произойдет автоматическое обнаружение ранее установленного драйвера. После этого будет назначен другой номер COM-порта. Если вы введете номер последовательного порта в AVR (обновите с измененным файлом usbconfig.h), тогда вы получите тот же самый COM-порт на любом USB порте. Однако нельзя подключить несколько CDC устройств к одному и тому же последовательному порту.

Перед отключением устройства закройте вручную COM-порт с помощью программного обеспечения терминала или вашего приложения. В противном случае вы не сможете подключиться к устройству снова из-за повреждения индекса файла. Далее перезапустите программное обеспечение терминала или ваше приложение. Переключитесь в режим быстрой передачи, используя файл «lowcdc.vbs». Это позволит получить скорость передачи данных выше, чем 9600 бит/сек.

Циклический тест для версии ATtiny45

Схемные решения

Данные схемы предназначены для ATtiny45/85, ATtiny2313/AT90S2313, и ATmega8/48/88/168. Их микропрограммное обеспечение можно загружать через ISP-разъем. Красный светодиод понижает USB напряжение с 5В до 3.3В, затем оно подается на AVR. Ток составляет около 10мА, и его недостаточно для управления другой схемой. При подключении к другому микроконтроллеру, подсоедините вывод Gnd, а также перекрестно TxD и RxD. R4 ограничивает утечку тока, когда напряжение питания микроконтроллера Vcc составляет 5В. Резистор можно не использовать, если Vcc совпадает. R5 защищает вывод TxD, если он будет закорочен на Gnd. Поэтому вы можете не использовать оба резистора R4 и R5, если подключитесь к RS- 232C драйверу через MAX232. Используйте кварцевый генератор. Хотя керамический резонатор отлично работает в большинстве случаев, он становится нестабильным, когда отклонение частоты увеличивается.

Читайте также  Как проверить амперы мультиметром: силу тока аккумулятора, в зарядном устройстве, в блоке питания

ATtiny45/85 использует внутренний RC-генератор и PLL. Он калибруется USB сигналом при подключении устройства. Универсальный асинхронный интерфейс UART реализован программным методом. Этого недостаточно для скоростной передачи данных. Если TxD и RxD инверсные (обновите с помощью опции DUART_INVERT), вы сможете напрямую подключаться к линии RS-232C. Скорость 1200 – 4800бит/сек, протокол 8N1.


CDC-232 для ATtiny45-20

Пример ATtiny45 при использовании мини-B коннектора

ATtiny2313/AT90S2313 имеет программную память величиной 2кБ. Хотя скорость передачи данных конфигурируется автоматически, некоторые функции не используются. Скорость 600 – 38400бит/сек, протокол 8N1.


CDC-232 для ATtiny2313-20

Внутренний Универсальный асинхронный интерфейс UART ATmega8/48/88 конфигурируется с помощью ПК. Поддерживается управление потоком данных (RTS/CTS).

Скорость 600 – 38400бит/сек, данные 7/8, контроль по четности N/E/O, стоп 1/2.


CDC-232 для ATmega8/48/88-20

Подключение к RS-232C каналу требует инвертирования полярности и подбора уровня TxD и RxD. Используйте выделенную ИС, такую как MAX232. Вы сможете заменить ей эту простую схему.

Когда целевой микроконтроллер имеет другое напряжение питания Vcc, происходит утечка тока через сигнальные линии. Это приведет к искажению сигнала или управлению микроконтроллером без питания. Данная схема несовершенна, однако пригодна для большинства случаев.

Источник:
http://cxem.net/comp/comp140.php

STM32 — организация виртуального COM-порта

Раз у камня есть аппаратный USB, то грех им не пользоваться. Один из способов плюнуть байтом в компьютер и чтобы он при этом не очень обиделся — это организация виртуального COM-порта.
Все в железе пробовалось на камне STM32F103ZE, на аналогах тоже должно взлететь.

Как я уже говорил, пока я сторонник библиотечных решений. Памяти хватает, байтовыцарапыванием заниматься рано. Так что пойдем по легкому пути.

Точные названия я привожу на случай если на сайте производителя будет какая-нибудь реорганизация и ссылки станут невалидными.

Не забываем дрова виртуального ком-порта. У меня вообще-то оно само все нашлось, но я много чего ставил от STM, может там в комплекте и пришлись.

Также нам пригодятся следующие стандарты
USB 2.0 Specification
USB CDC

В составе библиотеки есть пример как раз организации виртуального COM-порта. Правда там он сделан как мост USART-USB, но мы же не боимся трудностей?

Цель этой статьи — разобрать приложение, делающее следующее:

Собираем проект из нужных нам библиотек: CMSIS, SPD, USB. Дерево проекта прилагаю.

Как обычно, самое интересное в папочке /src. Вот её-то и будем разбирать.

Неторопливо курим

Начнем с раскуривания библиотеки от STM

Эта библиотека предназначена и для connectivity-line устройств (это STM32F105/107), у них не просто USB FS, а USB OTG. Поскольку камней с OTG у меня пока нет, сконцентрируемся на простом USB FS.
В примере, который мы взяли за основу, есть куча дефайнов, как раз на случай отличить connectivity-line от других демоплат. Я эти дефайны повырезал, чтобы глаза не мозолили.

Cо всей картинки нас интересует High Layer — синенькие квадратики, которые и составляют, собственно, пользовательскую часть библиотеки. Их мы меняем под свои нужды, все остальное остается неизменным. Если заглянуть в папочку /src, то видно, что все эти файлики там и собраны.

Первая затяжка — usb_conf.h

Самые общие настройки библиотеки.
Указано сколько у нас будет endpoints (а нам их надо 4 штуки — нулевой для начального конфигурирования устройства, один для команд, один для приема и один для передачи).
Также расписаны, какие нам будут нужны коллбэки. Все взаимодействие библиотеки и пользовательской программы построено на обратных вызовах: в случае возникновения какого-либо события вызывается функция с заданным названием. А уже содержание этой функции — проблема разработчика.
Нам будет нужен SOF_CALLBACK – сигнал начала фрейма (Start Of Frame). По нему будем выплевывать то, что накопилось в буфере передачи.
Также резервируем еще два коллбэка — на прием и передачу. По приему символа будем мигать светодиодами, чтобы уж как-нибудь задействовать канал приема.

Упс, кончился файл. Короткая получилась затяжка.

Файл берем из примера, ничего не меняем.

Вторая затяжка — usb_desc.h / usb_desc.c

В этих файлах находятся дескрипторы устройства и эндпоинтов.
Информация по стандартным дескрипторам есть в стандарте USB, в разделе 9.6 Standard USB Descriptor Definitions
Специфические дескрипторы описаны в USB CDC, раздел 5 (так и называется Descriptors),

Эти все тонны текста в стандартах для того, чтобы USB стала действительно Universal. Поэтому тщательно выведена классификация устройств и интерфейсов — чтобы глянув на дескриптор хост сразу понял, что с этим делать.

Особо подробно разбирать смысла не вижу — это не характерно для STM32, это общая боль разработчиков USB устройств.

Файл берем из примеров, ничего не меняем.

Продолжение дескрипторов — usb_prop.h / usb_prop.c

В этих файлах описана таблица реакции на запросы. Все запросы к устройству пронумерованы и стандартизованы. В этих файлах определяется массивы функций Device_Property, User_Standard_Requests и просто массивы String_Descriptor, например. Это все используется ядром. Когда в устройство приходит определенный запрос, например «Выдай мне дескриптор устройства», то ядро посмотрит в таблице, какая функция обрабатывает этот запрос, вызовет эту функцию, а оно уже отработает:

Опять же, берем файл из примеров.

Прерываемся — usb_istr.h / usb_istr.c

Тоже два коротеньких файла. В них находится то, что надо вызывать при приходе прерывания от USB. Поскольку прерывание одно, то по значениям флагов определяется событие и вызывается соответствующий коллбэк.

Прерывание будет настраиваться в файле hw_config.c, обработчик выглядит очень просто:

void USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler(void)
<
USB_Istr();
>

его можно разместить в файлах stm32f10x_it.*, а в данном проекте, чтобы не растекаться мысью по древу, я его включил в файл main.c

И тут особо ничего не меняем, все как в примере.

Питание — usb_pwr.h / usb_pwr.c

Здесь все, что касается питания. По стандарту, устройство может быть переведено в режим спячки, тогда, если оно питается от порта, нужно позаботиться об отключении жрущей периферии. Поскольку у нас плата питается отдельно, то особого смысла в управлении питанием нет. Просто устройство формально переводится в состояние SUSPENDED.

Ничего не меняем, файл из примеров.

Коллбэки — usb_endp.c

Этот файл я переписал, поскольку у нас не будет работы с USART, как это было в примере. Приведу код с комментариями:

Работа с железом — hw_config.h / hw_config.c

В этом файле собраны функции инициализации периферии, прерываний, функции управления светодиодами и работы с буфером отправки.

USB-порт и подтяжки на моей плате сделаны по такой схеме:

И USB_EN заведен на пин PF11. Значит надо не забыть его проинициализировать и дернуть вовремя.

По сравнению с примером, выкинуты функции инициализации и работы с USART, добавлена функция мигания светодиодом.

По приему символов ‘A’, ‘B’, ‘C’, ‘D’ – зажигаются соответствующие светодиоды, ‘a’, ‘b’, ‘c’, ‘d’ – гасятся.
‘1’ и ‘0’ — соответственно зажигают и гасят все светодиоды.

Ну и все, что будет передано функции USB_Send_Data() попадает в буфер, а затем и через USB – в комп.

Читайте также  Мастер-класс по изготовлению поделки из цветной бумаги «Пчёлки»

Уфф. С USB вроде закончили.

Теперь в головной программе можно просто вызывать USB_Send_Data() и посимвольно передавать данные в комп.

Если мы на этом остановимся, то размер кода будет порядка 11 кБ:

Более двух килобайт bss – это буферы приема и передачи. Понятное дело, их можно уменьшить.

Выдыхаем — printf()

Но мы же хотим, чтобы вывод функции printf() перенаправлялся в наш свежесозданный COM-порт. Подключаем и офигеваем от количества ошибок линковки:

А тут все просто — стандартная библиотека ввода-вывода подразумевает работу с файлами, но в больших системах есть ОС, которая собственно и занимается организацией файлов для программ пользователя. А поскольку у нас нет никакой ОС, то библиотека вполне справедливо недоумевает «А что же мне делать-то?»

Вот, чтобы это обойти, в проект включается файл newlib_stubs.c
В нем находятся функции-заглушки ко всем вышеперечисленным ошибкам. Но и кроме этого, есть одна функция, которую нам и надо переписать, чтобы весь вывод шел в USB:

Видим, что как раз и вызывается наша функция USB_Send_Data()

Все, компилим, собираем, запускаем.

Архив с проектом прилагаю — это на случай, если кто не заметит маленькие буковки внизу 🙂

Источник:
http://we.easyelectronics.ru/STM32/stm32-organizaciya-virtualnogo-com-porta.html

Как сделать виртуальный com порт из usb

В статье описывается 2 проекта, основанные на библиотеке V-USBCDC-232 и CDC-IO. Автор — Osamu Tamura @ Recursion Co., Ltd.

Оба проекта представляют из себя простую схему на микроконтроллере AVR (ATtiny45/85, ATtiny461, ATtiny2313, ATmega8/48/88), которая при подключении к порту USB компьютера (далее просто PC) создает виртуальный COM-порт. В обоих проектах используется бесплатная библиотека V-USB, которая позволяет средствами firmware, прошитого в микроконтроллер AVR, поддержать работу интерфейса USB. Первый проект (CDC-232) создает на компьютере виртуальный COM-порт, через который можно обмениваться данными с каким-нибудь другим устройством, имеющим низковольтный RS-232C (например, с микроконтроллером AT89C51 Atmel). Второй проект (CDC-IO) тоже создает виртуальный COM-порт, но он предназначен для управления ресурсами микроконтроллера (регистрами внутреннего назначения). То есть посылкой простых текстовых команд в консольной программе Вы можете менять состояние ножек микроконтроллера AVR, читать их состояние, управлять таймерами — счетчиками, PWM, читать ADC и т. д.

CDC-232 создает виртуальный COM-порт на PC, даже если он не имеет реального порта RS-232C. Это позволяет производить обмен данными RS-232C (без сигналов управления) после подсоединения устройства и установки драйвера.


Виртуальный COM-порт, работающий через программную реализацию USB

Запрограммируйте AVR, спаяйте схему и подключите устройство в порт USB компьютера. Установите драйвер (если у Вас операционная система Windows). Получите доступ к устройству через сгенерированный виртуальный COM-порт из программы терминала или написанную Вами программу (которая работает с COM-портом). Сигналы управления (DTR, DTS, RTS, CTS) не используются, поэтому настройте программу терминала в режим «no flow-control» (без контроля потока).

Windows запросит установку драйвера заново всякий раз, когда Вы подключите устройство в другой порт USB. Ранее установленный драйвер детектируется автоматически. Будет назначен другой номер COM-порта. Если Вы установите серийный номер в AVR (пересоберите исходный код с новым usbconfig.h), Вы можете получить тот же самый номер COM-порта на любом порте USB. Но в этом случае Вы не можете подключить сразу несколько устройств CDC с одним и тем же серийным номером.

Перед тем, как отсоединить устройство, закройте COM-порт в терминальной программе или в Вашем самописном приложении. В противном случае Вы не сможете подключить устройство снова из-за неверного дескриптора файла (broken file handle). В этом случае перезапустите программу терминала или Ваше приложение. Переключиться в режим быстрой передачи можно использованием «lowcdc.vbs», при этом можно получить скорость выше 9600 bps.


Loop-back тест на версии ATtiny45

[Принципиальные схемы CDC-232]

Эти схемы рассчитаны на ATtiny45/85, ATtiny2313/AT90S2313 и ATmega8/48/88/168. У всех этих микроконтроллеров firmware программируется через ISP. Красный LED понижает напряжение USB от 5V до 3.3V, и предоставляет его для AVR. Ток потребления около 10mA, и его мало для питания других узлов. Когда подключаетесь к другому MCU (микроконтроллеру), соедините Gnd и соедините TxD и RxD крест-накрест. R4 ограничивает обратный ток, когда внешний MCU питается от Vcc 5V (Вы можете R4 не ставить, если напряжение питания внешнего MCU равно 3.3V). R5 защищает ножку TxD, когда она замкнута на Gnd. Вы можете опустить и R4 и R5, если Вы соединяетесь через RS-232C драйвер наподобие MAX232. Используйте кварцевый резонатор. Несмотря на то, что керамический резонатор в большинстве случаев работает хорошо, но для данного применения он не подходит, поскольку уход частоты слишком большой, и поэтому устройство может работать нестабильно.

ATtiny45/85 использует внутренний RC-генератор и PLL. Он откалиброван на частоту 16.5 МГц по частоте сигнала SOF (Start Of Frame) порта USB, когда устройство подключено к PC. UART в этом случае реализован программно. Он не может поддерживать высокую скорость передачи данных. Если TxD и RxD проинвертированы (пересоберите проект с опцией -DINVERT), Вы можете напрямую подключиться к сигналам RS-232C. Формат настройки порта 300-4800bps, 8N1.


CDC-232 для ATtiny45-20

Пример на ATtiny45 с использованием коннектора mini-B

У микроконтроллера ATtiny2313/AT90S2313 всего лишь 2 KB памяти программ. Механизм установки терминала опущен (т. е. автодетекта скорости нет). Установите переключатель DIP для смены скорости.

CDC-232 для ATtiny2313-20

У микроконтроллеров ATmega8/48/88’s внутренний UART конфигурируется от PC автоматически. Формат настройки 1200-57600bps, данные 7/8, четность N/E/O, количество стоп-бит 1/2

CDC-232 для ATmega8/48/88-20

Подключение к физическим линиям RS-232C требует инверсии полярности TxD и RxD, а также соответствие уровней сигнала. Используйте специальную IC наподобие MAX232. Вы можете её заменить простыми схемами (см. далее).

Когда целевой MCU имеет другое питание Vcc (отличное от 3.3V), образуются обратные токи утечки через сигнальные линии. Это искажает сигнал, либо подпитывает MCU без источника питания. Эта схема не очень хороша, но достаточна для большинства случаев.

CDC-IO управляет регистрами специального назначения (Special Function Registers, SFR) микроконтроллера AVR через виртуальный COM-порт на PC. Это позволяет свободно читать/записывать параллельные порты MCU (ножки микроконтроллера). Работают также операции с таймерами/счетчиками, PWM, ADC, EEPROM, что позволяет приложению на PC достичь очень глубокого управления микроконтроллером и разрабатываемым на нем устройством.


Внешний интерфейс с использованием программной реализации протокола USB

Источник:
http://microsin.net/programming/avr-working-with-usb/avr-cdc.html