на главнуюРабота с USB для чайников

на главную




Работа с USB для чайников
на примере AVR-USB-MEGA16

Пошагово описан простой способ создания несложных электронных устройств, управляемых при помощи шины USB. Для тех, кто слабо разбирается в микроконтроллерах, winapi и протоколах usb. Даны примеры для Delphi.

Поделиться:
Вместо введения

Итак... Вам нужно устройство, которое управляет реле по команде с компьютера? Устройство для управления шаговыми двигателями? Или устройство для сбора и анализа сигналов? В эпоху DOS-а и младших версий Windows все эти действия легко проделывались на базе порта принтера (LPT). Но как поступить сейчас?

Сейчас все компьютеры, ноутбуки, нетбуки, планшетники, наладонники и прочее вычислительное железо укомплектовано целым ворохом портов USB. Его-то нам и нужно использовать. Тем более, что в USB уже сразу предусмотрено питание, защиты от КЗ, перегрузок и т.п. приятные вкусности. Да и скорость не в пример выше LPT. Вот только не очень понятно как с ним общаться. Можно поступить так же, как мы это делали при изучении LPT или RS232 портов, т.е. изучать с самого начала, то есть их суть. Однако сразу скажу, что объём знаний там потребуется не в пример больший. Очень большой. Просто огромный. Забивать себе голову этими знаниями, наверное, не очень нужно, особенно с учётом того, что они потом не понадобятся. Мы же будем использовать уже готовые решения: схемы, драйвера, библиотеки и прочее. Наша задача: по команде из Дельфи устанавливать или считывать значения на входах (выходах) нашего устройства. То есть логические нули и единицы (0 или +5 вольт).

И как это сделать?

В принципе- не сложно. Мы будем собирать несложную схему, сердцем которой является микроконтроллер ATmega16, умеющий общаться по USB порту. Выходами (портами) этого микроконтроллера мы и будем управлять: записывать туда данные и считывать. На соответствующих выводах у нас будут появляться нолики или единички (0 или +5 вольт). Разумеется- мы сможем и читать что сейчас происходит с этими портами.

Мне было лень травить плату, и я купил уже готовую. Хотя есть много способов сэкономить.

Далее- устанавливаем драйвера libusb-win32, затем драйвер LEDControl. После этого подключаем макетку, запускаем программу и проверяем работоспособность. Собственно всё. Но теперь обо всём по порядку.

Железка

Мы будем собирать вот такую схему, сердцем которой является микроконтроллер ATmega16, умеющий общаться по USB порту.

Мне было лень травить плату, и я купил уже готовую тут. Получил по почте вот это. Можно сэкономить- и купить там только плату. Либо можно купить в магазине радиодеталей пустую макетную плату (пустая плата с дырочками) и собрать эту же схему, только используя микроконтроллер в dip корпусе.

Если вы всё же заказываете там плату целиком- сразу попросите прошить ваш микроконтроллер прошивкой от "Сергея Кухтецкого". Если собираете сами, или забыли попросить- ниже будет описано как залить прошивку туда самостоятельно.

Кстати говоря, на этом сайте можно выбрать схемы и выбрать платы с большими или меньшими возможностями. Они отличаются микропроцессором, скоростью общения по USB, количеством портов. Я выбрал AVR-USB-MEGA16 просто по количеству портов, несмотря на то, что она работает на скорости usb 1.1. Мне просто не нужны были космические скорости. В принципе- всё абсолютно аналогично для всех указанных на том сайте схем, разница только в том- какую прошивку туда заливать. Поддерживаются на процессорах ATMEGA16 и ATMEGA32.

Прошивка (firmware)

Прошивка (firmware) нужна микроконтроллеру для того, чтобы он смог адекватно общаться по порту USB и выполнять наши пожелания (выставлять единички и нолики в нужные нам места и считывать значения из портов). Если вы заказали платку с уже записанной в микроконтроллер нужной прошивкой, то этот пункт можно пропустить. Нужная нам прошивка существует десяти разных видов. Чтобы определить какая требуется необходимо посмотреть на микропроцессор. На нём будет надпись ATMEGA16 или ATMEGA32. Другие типы пока не поддерживаются. Рядом расположен кварц (серебристый), на нём тоже будет надпись, обозначающая частоту. Например: 16,0000 означает частоту 16 МГц. Соответственно- для нашего примера нужна прошивка ATMEGA16 на 16MHz:

прошивка atmega16 с частотой 12 Мгц
прошивка atmega16 с частотой 15 Мгц
прошивка atmega16 с частотой 16 Мгц
прошивка atmega16 с частотой 16,5 Мгц
прошивка atmega16 с частотой 20 Мгц
прошивка atmega32 с частотой 12 Мгц
прошивка atmega32 с частотой 15 Мгц
прошивка atmega32 с частотой 16 Мгц
прошивка atmega32 с частотой 16,5 Мгц
прошивка atmega32 с частотой 20 Мгц
Далее необходимо эту прошивку залить в микроконтроллер. Сам по себе он этого сделать не может. Можно воспользоваться программатором (если он у вас есть), либо самодельным переходником LPT- ISP. Указанный переходник нужно подключить к LPT порту вашего компьютера, а второй конец- к микроконтроллеру (к выводам ISP на макетной плате). Распайка переходника такая:

Питание можно взять или из USB порта, или прямо на макетке (как это делал я). В принципе- можно обойтись и без резисторов, просто соединив напрямую. Правда тогда повышается веротяность спалить порт при неосторожных манипуляциях с питанием. В любом случае сначала нужно подключить переходник (программатор) к микросхеме, и только потом подавать питание.

Основная сложность при этом- найти LPT порт, т.к. на современных компьютерах их просто нет. Поскольку он требуется только один раз- рекомендую попроситься к другу, или выпросить у кого- нибудь USB-LPT переходник или PCI-LPT плату в компьютер. Либо можно поискать старый компьютер или ноутбук с таким портом. Накрайняк- можно купить.

Далее- скачиваем любой ISP программатор, поддерживающий ATmega16 и программирование через наш (станда

Hasil (Bahasa Indonesia) 1:

RumahBekerja dengan USB untuk Dummiessebagai contoh, AVR-USB-MEGA16Langkah demi langkah ini menjelaskan cara sederhana untuk membuat sederhana perangkat elektronik, dikelola dengan bantuan USB bus. Bagi mereka yang kurang berpengalaman dalam protokol microcontrollers, winapi dan usb. Contoh untuk Delphi.Berbagi:Bukan pengenalanJadi... Anda memerlukan perangkat yang mengontrol rekan relay dari komputer? Perangkat untuk mengendalikan stepper motor? Atau perangkat untuk mengumpulkan dan menganalisis sinyal? Di era DOS dan Windows versi dan semua tindakan ini mudah sedang dilakukan dalam kaitannya dengan dasar dari port printer (LPT). Tapi apa yang harus dilakukan sekarang?Сейчас все компьютеры, ноутбуки, нетбуки, планшетники, наладонники и прочее вычислительное железо укомплектовано целым ворохом портов USB. Его-то нам и нужно использовать. Тем более, что в USB уже сразу предусмотрено питание, защиты от КЗ, перегрузок и т.п. приятные вкусности. Да и скорость не в пример выше LPT. Вот только не очень понятно как с ним общаться. Можно поступить так же, как мы это делали при изучении LPT или RS232 портов, т.е. изучать с самого начала, то есть их суть. Однако сразу скажу, что объём знаний там потребуется не в пример больший. Очень большой. Просто огромный. Забивать себе голову этими знаниями, наверное, не очень нужно, особенно с учётом того, что они потом не понадобятся. Мы же будем использовать уже готовые решения: схемы, драйвера, библиотеки и прочее. Наша задача: по команде из Дельфи устанавливать или считывать значения на входах (выходах) нашего устройства. То есть логические нули и единицы (0 или +5 вольт).И как это сделать?В принципе- не сложно. Мы будем собирать несложную схему, сердцем которой является микроконтроллер ATmega16, умеющий общаться по USB порту. Выходами (портами) этого микроконтроллера мы и будем управлять: записывать туда данные и считывать. На соответствующих выводах у нас будут появляться нолики или единички (0 или +5 вольт). Разумеется- мы сможем и читать что сейчас происходит с этими портами.Мне было лень травить плату, и я купил уже готовую. Хотя есть много способов сэкономить.Далее- устанавливаем драйвера libusb-win32, затем драйвер LEDControl. После этого подключаем макетку, запускаем программу и проверяем работоспособность. Собственно всё. Но теперь обо всём по порядку.ЖелезкаМы будем собирать вот такую схему, сердцем которой является микроконтроллер ATmega16, умеющий общаться по USB порту.Мне было лень травить плату, и я купил уже готовую тут. Получил по почте вот это. Можно сэкономить- и купить там только плату. Либо можно купить в магазине радиодеталей пустую макетную плату (пустая плата с дырочками) и собрать эту же схему, только используя микроконтроллер в dip корпусе.Если вы всё же заказываете там плату целиком- сразу попросите прошить ваш микроконтроллер прошивкой от "Сергея Кухтецкого". Если собираете сами, или забыли попросить- ниже будет описано как залить прошивку туда самостоятельно.Кстати говоря, на этом сайте можно выбрать схемы и выбрать платы с большими или меньшими возможностями. Они отличаются микропроцессором, скоростью общения по USB, количеством портов. Я выбрал AVR-USB-MEGA16 просто по количеству портов, несмотря на то, что она работает на скорости usb 1.1. Мне просто не нужны были космические скорости. В принципе- всё абсолютно аналогично для всех указанных на том сайте схем, разница только в том- какую прошивку туда заливать. Поддерживаются на процессорах ATMEGA16 и ATMEGA32.Прошивка (firmware)Прошивка (firmware) нужна микроконтроллеру для того, чтобы он смог адекватно общаться по порту USB и выполнять наши пожелания (выставлять единички и нолики в нужные нам места и считывать значения из портов). Если вы заказали платку с уже записанной в микроконтроллер нужной прошивкой, то этот пункт можно пропустить. Нужная нам прошивка существует десяти разных видов. Чтобы определить какая требуется необходимо посмотреть на микропроцессор. На нём будет надпись ATMEGA16 или ATMEGA32. Другие типы пока не поддерживаются. Рядом расположен кварц (серебристый), на нём тоже будет надпись, обозначающая частоту. Например: 16,0000 означает частоту 16 МГц. Соответственно- для нашего примера нужна прошивка ATMEGA16 на 16MHz:
прошивка atmega16 с частотой 12 Мгц
прошивка atmega16 с частотой 15 Мгц
прошивка atmega16 с частотой 16 Мгц
прошивка atmega16 с частотой 16,5 Мгц
прошивка atmega16 с частотой 20 Мгц
прошивка atmega32 с частотой 12 Мгц
прошивка atmega32 с частотой 15 Мгц
прошивка atmega32 с частотой 16 Мгц
прошивка atmega32 с частотой 16,5 Мгц
прошивка atmega32 с частотой 20 Мгц
Далее необходимо эту прошивку залить в микроконтроллер. Сам по себе он этого сделать не может. Можно воспользоваться программатором (если он у вас есть), либо самодельным переходником LPT- ISP. Указанный переходник нужно подключить к LPT порту вашего компьютера, а второй конец- к микроконтроллеру (к выводам ISP на макетной плате). Распайка переходника такая:

Питание можно взять или из USB порта, или прямо на макетке (как это делал я). В принципе- можно обойтись и без резисторов, просто соединив напрямую. Правда тогда повышается веротяность спалить порт при неосторожных манипуляциях с питанием. В любом случае сначала нужно подключить переходник (программатор) к микросхеме, и только потом подавать питание.

Основная сложность при этом- найти LPT порт, т.к. на современных компьютерах их просто нет. Поскольку он требуется только один раз- рекомендую попроситься к другу, или выпросить у кого- нибудь USB-LPT переходник или PCI-LPT плату в компьютер. Либо можно поискать старый компьютер или ноутбук с таким портом. Накрайняк- можно купить.

Далее- скачиваем любой ISP программатор, поддерживающий ATmega16 и программирование через наш (станда

Hasil (Bahasa Indonesia) 2:

Rumah Bekerja dengan USB untuk Dummies pada contoh AVR-USB-MEGA16 untuk langkah-langkah cara mudah untuk membuat perangkat elektronik sederhana dikendalikan oleh bus USB. Bagi mereka yang kurang berpengalaman dalam mikrokontroler, winapi dan protokol usb. Contoh untuk Delphi. Share: Daripada memperkenalkan Jadi ... Anda memerlukan perangkat yang mengontrol tim estafet dari komputer? Peralatan untuk mengendalikan motor stepper? Atau perangkat untuk mengumpulkan dan menganalisis sinyal? Dalam era DOS-versi muda dari Windows dan semua tindakan ini dilakukan dengan mudah atas dasar port printer (LPT). Tapi apa yang harus dilakukan sekarang? Sekarang semua komputer, laptop, netbook, tablet, handheld dan perangkat keras komputasi lainnya dikelola oleh sekelompok port USB. Sesuatu yang kita perlu menggunakan. Selain itu, hak untuk USB telah menyediakan makanan, perlindungan terhadap sirkuit pendek, overload, dll barang bagus. Dan kecepatan tidak dalam contoh di atas LPT. Itu hanya tidak jelas bagaimana berkomunikasi dengan dia. Anda dapat melakukan hal yang sama seperti yang kita lakukan di LPT studi atau port RS232, yaitu belajar dari awal, yang intinya mereka. Namun, saya harus mengatakan bahwa jumlah pengetahuan yang diperlukan tidak ada contoh yang lebih besar. Sangat besar. Hanya besar. Repot-repot dengan pengetahuan ini, mungkin tidak sangat diperlukan, terutama mengingat kenyataan bahwa mereka kemudian tidak diperlukan. Kami akan menggunakan solusi siap pakai: sirkuit, driver, perpustakaan dan sebagainya. Tim tugas kita dari Delphi mengatur atau membaca nilai pada input (output) dari perangkat kami. Itulah yang logis dan nol (0 atau 5 volt). Dan bagaimana? Di printsipe- tidak sulit. Kami akan mengumpulkan skema sederhana, jantung yang merupakan mikrokontroler ATmega16, mampu berkomunikasi melalui port USB. Output (port) dari mikrokontroler, dan kami akan mengelola: untuk menulis dan membaca data. Temuan yang relevan, kita akan muncul toe atau edinichki (0 atau 5 volt). Razumeetsya- kita akan dapat membaca apa yang terjadi dengan port ini. Saya terlalu malas untuk etch papan, dan saya membeli-siap dibuat. Meskipun ada banyak cara untuk menghemat. Berikut- untuk menginstal driver libusb-win32, dan kemudian LEDControl driver. Kemudian menghubungkan papan tempat memotong roti, menjalankan program dan memeriksa operasi. Sebenarnya semuanya. Tapi sekarang semuanya dalam rangka. Lronburg Kami akan mengumpulkan hanya seperti skema, jantung yang merupakan ATmega16 mikrokontroler, dapat berkomunikasi melalui port USB. Aku terlalu malas untuk etch papan, dan saya membeli-siap dibuat di sini. Aku mendapatkannya melalui pos di sini. Anda dapat sekonomit- dan membelinya hanya biaya. Atau Anda dapat membeli di toko komponen elektronik papan pengembangan kosong (papan kosong dengan lubang) dan mengumpulkan skema yang sama, hanya menggunakan mikrokontroler dalam paket dip. Jika Anda masih memesan biaya tselikom- segera meminta flash mikrokontroler firmware dari "Sergei Kuhtetskogo." Jika Anda mengumpulkan sendiri, atau memiliki dilupakan poprosit- akan dijelaskan di bawah sebagai firmware untuk menuangkan sendiri. By the way, di halaman ini Anda dapat memilih dan memilih papan sirkuit dengan kemampuan besar atau lebih kecil. Mereka dibedakan oleh mikroprosesor, kecepatan komunikasi melalui USB, jumlah port. Saya memilih AVR-USB-MEGA16 hanya dengan jumlah port, meskipun fakta bahwa itu beroperasi pada kecepatan 1,1 usb. Aku hanya tidak perlu kecepatan ruang. Dalam printsipe- semuanya benar-benar analog dengan semua skema ini di situs, satu-satunya perbedaan adalah bagaimana tom firmware untuk mengisi. Didukung prosesor ATMEGA16 dan ATMEGA32. Firmware (firmware) Firmware (firmware) perlu mikrokontroler untuk dia mampu berkomunikasi secara memadai oleh port USB dan untuk memenuhi keinginan kita (dan edinichki berdiri kaki di tempat dan kita perlu membaca nilai dari port). Jika Anda memesan saputangan sudah tercatat dalam mikrokontroler firmware diperlukan, Anda dapat melewatkan langkah ini. Firmware yang diperlukan ada sepuluh spesies yang berbeda. Untuk menentukan apa yang diperlukan untuk melihat mikroprosesor. Di atasnya adalah sebuah prasasti atau ATMEGA16 ATMEGA32. Jenis lain tidak didukung. Dekatnya adalah kuarsa (perak) pada dirinya, juga, akan menandatangani menunjukkan frekuensi. Sebagai contoh: 16,0000 berarti frekuensi 16 MHz. Sootvetstvenno- kebutuhan untuk contoh kita firmware ATMEGA16 ke 16MHz: firmware atmega16 12 MHz firmware atmega16 dengan frekuensi 15 MHz atmega16 firmware dengan frekuensi 16 MHz atmega16 firmware dengan frekuensi 16,5 MHz firmware atmega16 20 MHz firmware atmega32 12 MHz Firmware ATmega32 dengan frekuensi 15 MHz atmega32 firmware dengan frekuensi 16 MHz atmega32 firmware dengan frekuensi 16,5 MHz firmware atmega32 20 MHz Berikutnya, Anda perlu mengisi firmware mikrokontroler. Dengan sendirinya, hal itu tidak bisa melakukan ini. Anda dapat menggunakan programmer (jika Anda memilikinya) atau adaptor buatan sendiri LPT- ISP. Adaptor ini harus terhubung ke port LPT komputer Anda dan end lainnya ke mikrokontroler (ISP ke kesimpulan pada papan tempat memotong roti). Adaptor kabel adalah sebagai berikut: Makanan dapat diambil atau port USB, atau langsung ke papan tempat memotong roti (seperti yang saya lakukan). Dalam printsipe- dapat melakukannya tanpa resistor, hanya menghubungkan langsung. Benar kemudian naik untuk membakar verotyanost pelabuhan ketika ceroboh menangani makanan. Dalam hal apapun, Anda harus menghubungkan adaptor (programmer) ke chip, dan kemudian menerapkan kekuasaan. Kesulitan utama di this- menemukan LPT atau karena pada komputer modern mereka hanya tidak. Karena hanya membutuhkan satu perbedaan dianjurkan untuk bertanya lain, atau untuk mendapatkan dari seseorang-USB LPT adapter atau kartu PCI-LPT di komputer Anda. Atau Anda dapat mencari komputer lama atau laptop dengan port. Nakraynyak- dapat membeli. Berikut- kita mendownload programmer ISP yang mendukung pemrograman dan ATmega16 melalui kami (std