В наши дни компьютеры с COM портом встречаются всё реже и реже, а ноутбуки со встроенными COM портами, наверное, лет десять назад исчезли как класс. На смену этому архаичному интерфейсу пришёл USB. И, хотя, USB интерфейс стал стандартом де-факто и имеет огромную скорость передачи данных и другие положительные моменты, меж тем в радиолюбительской практике старый COM порт со стандартом RS232 свою актуальность не потерял. А дело тут вот в чём, при всей своей архаичности, организовать обмен информацией по протоколу RS232 программным методом не составляет большого труда. Не в пример USB интерфейс, где программную реализацию в свободном доступе удавалось найти только для микроконтроллеров AVR. Конечно, в некоторых микроконтроллерах есть аппаратная поддержка USB интерфейса, но это уже микроконтроллеры высокого уровня, многоногие и дорогие. Вряд ли их целесообразно применять в простых самоделках. В радиолюбительской практике таким микроконтроллерам сложно придумать место для выполнения простых задач, как и придумать устройства, которые нуждались бы в больших скоростях и объёмах передачи данных. Поэтому протокол RS232 ещё долго будет оставаться востребованным в простых самодельных устройствах.
Отсюда возникает необходимость в COM порте на компьютере, т.е. необходимость в простой передаче данных между компьютером и каким либо электронным устройством. И решение этому есть, причём довольно простое и в лучших традициях радиолюбительской практики. А именно самостоятельно изготовить простой переходник используя специализированную микросхему FT232RL преобразователя интерфейсов USB-RS232 фирмы FTDI.
Микросхема эта довольно распространена и доступна по цене. В наших далёких краях необъятной родины она стоит около 300 рублей. Из обвязки для неё требуется пара конденсаторов и для наглядности тройка светодиодов с таким же количеством токоограничительных резисторов. На сайте производителя присутствуют драйвера под все операционные системы.
Единственный минус этой микросхемы заключается в том, что корпус у неё довольно мелкий, SSOP. Так что навесным монтажом тут не обойдёшься, придётся изготовить печатную плату и аккуратненько впаять этого «тараканчика». Но бояться не стоит. Я, не обладая большим опытом, вытравил и плату с первого раза, и микросхему запаял с первого раза обычным паяльником марки ЭПСН мощность 25Вт. Более того, по своему разгильдяйству эту микросхему я впаял неправильно, перевернув чип на 180 градусов относительно правильного расположения. В общем, подключив её к USB разъёму я несколько секунд наблюдал закипающую канифоль на корпусе «тараканчика», т.к. осознание того что «что то здесь не то» пришло не сразу. Естественно мысль о том, что микросхему теперь нужно как-то выпаять и теперь уже запаять правильно меня несколько угнетала, тем не менее, обе эти операции я снова выполнил с первого раза и, о чудо, мой преобразователь заработал, как ни в чём не бывало и продолжает работать по сей день.
Схема преобразователя проста до безобразия, привожу её на рисунке 1.
В этой схеме отсутствует преобразователь уровней TTL-RS232. Да он и не нужен. На малых скоростях и на небольшом расстоянии всё прекрасно работает без потерь и ошибок. Большие скорости ни к чему, а увеличить расстояние от компьютера к устройству можно за счёт длины USB кабеля. При этом отпадает необходимость в двойном преобразовании уровней и теперь выводы с микросхемы преобразователя можно напрямую подключать к выводам микроконтроллера, сотового телефона или другого устройства с TTL/CMOS уровнем без распайки на последнем дополнительных согласующих элементов. В общем, гениальная простота.
Разводку печатной платы привожу на рисунке 2.
Разводка выполнена под использование SMD компонентов. На разъём выведены сигнальные линии и линии питания, таким образом, от этого преобразователя можно напрямую запитывать сопрягаемое устройство, что очень удобно. Нужно лишь следить что бы подключаемое устройство не потребляло ток свыше полуампера. Разъём представляет из себя ряд контактных штырьков типа PLS, к которым легко подключать проводки с контактными гнёздами.
Печатная плата изготавливается по технологии ЛУТ. Вот что у меня получилось, когда я перенёс рисунок с бумаги на плату перед травлением.
На фото видно, что рисунок перенёсся не совсем удачно, но не критично. Подправил его немного маркером, хотя лучше б цапонлаком.
Фото готового устройства привожу ниже.
Как видно на фотографии, преобразователь получился неказистым. Сказывалось отсутствие опыта по SMD пайке. Тем не менее, работой преобразователя я полностью доволен.
Правильно собранное устройство в настройке не нуждается и сразу работоспособно.
Схема в формате sPlan7 и разводка печатной платы в формате SprintLayout5 прилагаются в архиве.
И напоследок одно важное замечание. Подключить к такому COM порту JDM или Extra-PIC программатор не получится. Во-первых, здесь нет необходимых 12 вольт, а во-вторых, даже если подать на программатор внешние 12 вольт, то прошивать микроконтроллер такой программатор будет исключительно медленно, сказывается ограничение USB интерфейса и особенности манипулирования COM портом для такого применения. Между тем в чипе FT232RL существует так называемый bitbang режим, который как раз и нужен для случаев программирования микросхем памяти, микроконтроллеров и т.п. Однако сама программа-прошивальщик должна уметь работать с этой микросхемой, но увы до настоящего времени ни одна программа-прошивальщик микроконтроллеров PIC такой режим не имеет, а жаль.
P.S. Преобразователь в представленном виде работает только с 5 вольтовыми уровнями, хотя можно легко сделать переключение, например, на 3.3 вольта. В даташите приведена схема с дополнительной перемычкой, с помощь которой выбирается логический уровень 3,3/5,0 Вольт. Т.к. устройств работающих с уровенем 3,3 Вольта достаточно много, есть смысл доработать разводку печатной платы. В будущем для себя я это обязательно сделаю, чего и вам советую.
P.P.S. Обсудить устройство, задать вопросы и высказать мнение можно на форуме по ссылке: Обсуждение преобразователя USB-COM.