USB-Modul Ke-USB24A. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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In diesem Artikel möchte ich Ihnen das USB-Modul Ke-USB24A von KERNELCHIP (kernelchip.ru) vorstellen. Was ist das und warum wird es benötigt?

Sicherlich sind diejenigen, die sich mit der Entwicklung und dem Betrieb von Computerschnittstellengeräten befassen, sowohl mit LPT- als auch mit COM-Anschlüssen bestens vertraut – natürlich, weil sie bis vor Kurzem die Hauptkommunikationsmethoden zwischen einem externen Schaltkreis und einem Computer waren. Derzeit verschwinden diese Anschlüsse jedoch nach und nach von den Motherboards moderner Computer. Es stellt sich die Frage nach der Umstellung auf den USB-Bus. Neben einer Reihe von Vorteilen erfordert die Nutzung dieses Busses deutlich mehr Aufwand als beispielsweise ein normaler COM-Port. Jetzt müssen Sie den USB-Mikrocontroller programmieren, einen USB-Treiber entwickeln und die Software erheblich komplizieren. Selbst die Verwendung eines HID-Geräts ist nicht immer bequem – es ist ein recht umständliches Verfahren für die Arbeit mit dem Gerät auf der PC-Seite erforderlich. Beispiele für die Arbeit damit sind in der Sprache C++ weit verbreitet. Was aber, wenn wir beispielsweise Java verwenden möchten?

Wenn wir vor der Aufgabe stehen, externe Geräte zu steuern, zum Beispiel Tasten, Relais usw. Über den USB-Bus wäre es interessant, das Ke-USB24A-Modul zu verwenden. Es dient zur Verbindung externer digitaler und analoger Geräte, Sensoren und Aktoren mit einem Computer über einen USB-Bus. Das Modul verfügt über 24 Ein-/Ausgangsleitungen mit der Möglichkeit, die Richtung der Datenübertragung unabhängig zu konfigurieren.

Eine der interessantesten Eigenschaften dieses Moduls ist, dass es beim Anschluss an einen Computer vom Betriebssystem als zusätzlicher COM-Port definiert wird! Diese. Wenn Sie Treiber für das Modul installieren (vorgefertigt und zum Download auf der Website des Entwicklers verfügbar), wird im Geräte-Manager im Abschnitt „Serielle Anschlüsse“ ein neuer COM-Anschluss angezeigt. Dadurch kommunizieren wir mit dem Modul.

Das bedeutet, dass aus softwaretechnischer Sicht der Informationsaustausch zwischen dem Modul und dem Computer über eine reguläre serielle Schnittstelle erfolgt. Letzterer Umstand vereinfacht die Programmierung erheblich, weil Es ist nicht erforderlich, zusätzliche dynamische Bibliotheken, komplexe Schnittstellen oder eine direkte Kommunikation mit dem Treiber zu verwenden. Um Ihre eigenen Modulsteuerungsprogramme zu schreiben, können Sie jede Programmiersprache/Umgebung verwenden, die die Arbeit mit COM-Ports unterstützt. Sie können C++, Delphi, VisualBasic, Java und sogar die integrierte VBA-Sprache von Excel verwenden!

Auch ein 10-Bit-Analog-Digital-Wandler (ADC) mit einer Abtastfrequenz von bis zu 400 Hz ist bereits im Modul integriert. Außerdem hat das Modul die Möglichkeit, die Einstellungen für die Richtungen der Eingangs- / Ausgangsleitungen zu speichern, sodass Sie Benutzerdaten in seinem Speicher speichern können. Das Modul ermöglicht es Ihnen auch, den String-Deskriptor Ihres USB-Geräts zu ändern. Dies ist der Text, der in Windows angezeigt wird, wenn ein neues USB-Gerät angeschlossen wird. Sie haben die Möglichkeit, Ihren eigenen Text festzulegen und zu speichern, der angezeigt wird, wenn Sie das Modul an Ihren Computer anschließen.

Wie wird das Modul gesteuert? Sehr interessant ist auch die Lösung: Es werden Textbefehle verwendet, ähnlich denen, die zur Steuerung von Modems verwendet werden. Um beispielsweise einen hohen Spannungspegel (+5 V) auf der E/A-Leitung Nr. 14 einzustellen, müssen Sie einen Befehl wie diesen an den mit dem Modul verbundenen COM-Port schreiben $KE,WR,14,1eine logische Null anwenden - $KE,WR,14,0 usw. Um sich mit dem Modul vertraut zu machen, empfehle ich, die Beschreibung der Ke-USB24A-Steuerbefehle herunterzuladen (kernelchip.ru/Ke-USB24A.php).

Schauen wir uns die Schlussfolgerungen des Moduls genauer an. Der Zweck und die Anordnung ihres Standorts sind in der Abbildung und in der folgenden Tabelle dargestellt.

Ausgangsnummer	Bezeichnung	Pin-Beschreibung
1, 32	+ 5 V	Wenn Jumper JM1 installiert ist, wird der Pin auf +5 V vom USB-Bus eingestellt (das Modul wird über den USB-Bus mit Strom versorgt). Wenn der Jumper nicht installiert ist, müssen +5 V von einer externen Quelle an diesen Pin angelegt werden, um das Ke-USB24A-Modul mit Strom zu versorgen (das Modul ist physisch vom USB-Strombus getrennt).
2	Vadc	Analogeingang ADC
3	E/A1	I/O-Leitung 1
4	E/A2	I/O-Leitung 2
5	E/A3	I/O-Leitung 3
6	E/A4	I/O-Leitung 4
7	E/A5	I/O-Leitung 5
8	E/A6	I/O-Leitung 6
9	E/A7	I/O-Leitung 7
10	E/A8	I/O-Leitung 8
11	E/A9	I/O-Leitung 9
12	E/A10	I/O-Leitung 10
13,14,15	NC	Pin wird nicht verwendet (Not Connected)
16, 17	GND	Land
18	E/A11	I/O-Leitung 11
19	E/A12	I/O-Leitung 12
20	E/A13	I/O-Leitung 13
21	E/A14	I/O-Leitung 14
22	E/A15	I/O-Leitung 15
23	E/A16	I/O-Leitung 16
24	E/A17	I/O-Leitung 17
25	E/A18	I/O-Leitung 18
26	E/A19	I/O-Leitung 19
27	E/A20	I/O-Leitung 20
28	E/A21	I/O-Leitung 21
29	E/A22	I/O-Leitung 22
30	E/A23	I/O-Leitung 23
31	E/A24	I/O-Leitung 24

Kommen wir nun direkt zum praktischen Einsatz des Moduls. Lassen Sie uns eine Schaltung basierend auf einem Modul zusammenbauen, um externe Lasten über den USB-Bus zu steuern. Lassen Sie uns beispielsweise LEDs steuern, die an die I/O-Leitungen angeschlossen sind. Das vom Hersteller empfohlene Schema ist unten aufgeführt. Die Schaltung ist äußerst einfach: LEDs werden einfach an die Ein-/Ausgangsleitungen angeschlossen. Alle LEDs sind mit der gemeinsamen Leitung des Stromkreises verbunden – zum Beispiel Pin 16 des Moduls. Bitte beachten Sie, dass Sie sich um die Pufferschaltung kümmern müssen, wenn Sie leistungsstärkere Verbraucher wie Glühbirnen, Relais oder Motoren steuern möchten Ke-USB24A hält einer solchen Belastung nicht stand und brennt durch. LEDs können ganz einfach angeschlossen werden.

Wir haben die Schaltung herausgefunden - es ist Zeit, zur Software überzugehen. Wir brauchen ein Programm, das Daten über den COM-Port übertragen kann. Hier gibt es mehrere Möglichkeiten - Sie können ein vorgefertigtes Programm verwenden, z. B. HyperTerminal, das Teil jedes Windows-Betriebssystems ist. Sie können ein vom Entwickler empfohlenes spezielles Terminalprogramm KeTerm verwenden (Quellcodes in der Sprache C++, Entwicklungsumgebung Microsoft Visual C++ 6.0 sind dafür verfügbar). Sie können es von der Kernelchip-Website herunterladen. Und schließlich ist die interessanteste Option, Ihr eigenes Programm zu schreiben. Das ist ganz einfach, denn Wir brauchen nur Kenntnisse über die Programmierung des COM-Ports - wir müssen uns nicht einmal an die USB-Programmierung erinnern.

Beginnen wir mit HyperTerminal, weil... Es ist in jeder Windows-Version verfügbar und immer griffbereit. Um es zu starten, wählen Sie Start -> Programme -> Zubehör -> Kommunikation -> HyperTerminal. Der Assistent zum Erstellen einer neuen Verbindung wird sofort gestartet und fordert Sie auf, einen Verbindungsnamen anzugeben. Geben Sie einen beliebigen Namen ein und klicken Sie auf „OK“. Im nächsten Schritt wählen Sie den COM-Port aus, über den Sie eine Verbindung herstellen möchten. Wählen Sie in der Liste die Portnummer aus, die Windows dem Modul zugewiesen hat (Sie können diese im Gerätemanager sehen). OK klicken". Als Nächstes werden Sie vom Assistenten aufgefordert, die Porteinstellungen zu ändern. Hier gilt es einen wichtigen Hinweis zu machen – Parameter wie Geschwindigkeit, Anzahl der Datenbits, Paritätsbits und andere Einstellungen haben für das Modul keine Bedeutung, denn Die Daten werden tatsächlich über den USB-Bus übertragen. Sie können alle Einstellungen bedenkenlos auf den Standardeinstellungen belassen. Klicken Sie auf „OK“. Damit wird die Verbindung hergestellt. Als nächstes wird dringend empfohlen, einige Einstellungen im Programm zu ändern, um die Verwendung zu vereinfachen. Klicken Sie im Hauptfenster des Programms auf die Schaltfläche „Eigenschaften“. Im sich öffnenden Fenster , gehen Sie zur Registerkarte „Optionen“ und klicken Sie auf „ASCII-Einstellungen...“. Aktivieren Sie die Kontrollkästchen wie in der Abbildung unten. Achten Sie auf das erste Kontrollkästchen. Die Befehlssyntax des Moduls erfordert, dass alle Befehle mit einem Wagenrücklauf und enden Zeilenvorschub. Klicken Sie auf „OK“.

Alle Einstellungen sind abgeschlossen. Sie können mit der Arbeit beginnen. Senden wir dem Modul zunächst den einfachsten Befehl $KE – den Verifizierungsbefehl. Geben Sie den Text $KE ein und drücken Sie die Eingabetaste. Als Antwort erhalten wir die Zeile #OK – das bedeutet, dass das Modul betriebsbereit und einsatzbereit ist.

Nun, dann ist es eine Frage der Technik - wir verwenden den $KE,WR-Befehl mit der gewünschten Zeilennummer und dem erforderlichen Wert für die Aufzeichnung. Wir senden verschiedene Befehle - LEDs blinken.

Damit möchte ich diesen Einführungsartikel beenden. Als Nächstes lernen wir, wie man das Modul aus Programmen verwaltet, die in C++, Delphi und sogar EXcel geschrieben sind. Entdecken Sie weitere nützliche Modulfunktionen wie ADC.

Gehen Sie zum zweiten Teil des Artikels: Ke-USB24A Modulsteuerung aus Excel

Autor: Dmitry Ivanov (Grirog); Veröffentlichung: cxem.net

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