USB-Interface für Microcontroller

Neues

2004-03-24

Veröffentlichung des Projekts

Einleitung

Leider werden bei neuen PCs und Laptops immer öfters die seriellen Schnittstellen (RS232) eingespart. Dabei sind sie bei Bastlern sehr beliebte Schnittstellen, um eigene Schaltungen einfach mit den PC zu verbinden. Der Universal Serial Bus (USB) soll nun die seriellen und auch andere Schnittstellen (PS/2 für Maus und Tastatur, paralleler Druckeranschluß) ersetzen. Leider ist USB durch sein komplexes Protokoll nicht so einfach wie eine RS232-Schnittstelle zu handhaben.

Dieses Problem hat die Firma FTDI erkannt und mehrere ICs entwickelt von denen die gesamte Protokollbearbeitung übernommen wird. Ein Microcontroller kann nun wieder einfach seriell (FT8U232AM, FT232BM) oder parallel (FT8U245AM, FT245BM) Daten mit dem PC austauschen.

Das USB-Interface verwendet den FT8U232AM. Leider gibt es diesen Chip nur als SMD mit einem Pinabstand von 0,8 mm. Entsprechend schwierig gestaltet sich das Auflöten auf die Platine. Auf weitere SMD-Bauteile wurde bewußt verzichtet.

Die hier vorgestellte Schaltung dient in erster Linie dazu, Microcontroller über den USB-Anschluß mit dem PC zu verbinden. In der Schaltung befindet sich deshalb auch kein Pegelwandler, da keine RS232-Pegel benötigt werden. Mit der Schaltung kann z.B. der MiniDMX einfach an eine USB-Schnittstelle angeschlossen werden.

Alternativen

Weitere Informationen und Anleitungen zum Selbstbau eines Interfaces findet ihr auf Holgi's USB-Seite mit FTDI Chips. In der Elektronikzeitschrift Elektor (Ausgabe April 2003) wurde auch ein USB-nach-RS232-Interface (inkl. Platinenlayout) beschrieben. Komplettbausätze und Fertiggeräte gibt es unter der Bezeichnung USB-Modul UM 100 bei der Zeitschrift ELV zu kaufen.

Hardware

Die Schaltung orientiert sich zum größten Teil am Applikationsvorschlag des Herstellers. Zentrales Element in der Schaltung ist der FT8U232AM. Das EEPROM 93LC46B (IC2) wird nur dann benötigt, wenn mehrere dieser Schaltungen an einem PC betrieben werden sollen.

Beim Nachbau der Schaltung sehr sorgfältig vorgehen. Ein fehlerhafter Nachbau kann den PC beschädigen.

Dateien

Schaltplan (PNG-Datei)
Bestückungsplan der Oberseite (PNG-Datei)
Bestückungsplan der Unterseite (PNG-Datei)
Schaltplan und Platine (Eagle v4.11-Dateien)
Stückliste (TXT-Datei)

Falls Änderungen am Schaltplan oder der Platine vorgenommen werden, bitte ich um eine Kopie der geänderten Dateien.

Bilder von der aufgebauten Schaltung


Die Bestückungsseite: Leider hat die von mir bestellte USB-Buchse nicht auf die Platine gepaßt. Deshalb mußte ich ein Stück Flachbandkabel verwendet.


Die Unterseite: Hier sind zusätzlich die Pins 6,7,8 des EEPROMs miteinander verbunden. So kann auch ein 93LC46C anstatt eines 93LC46B verwendet werden.

Software

Die einfachste Möglichkeit das USB-Interface in Betrieb zu nehmen, bietet der Virtual COM Port-Treiber vom Hersteller des Chips. Dieser installiert im System eine virtuelle serielle Schnittstelle, die sich in der Programmierung von einer normalen seriellen Schnittstelle nicht unterscheidet.

Kontakt

Falls irgend jemand Anregungen, Vorschläge oder Kritik zu meinen Internet-Seiten hat, kann er eine E-Mail an folgende Adresse schicken: