Переходник usb i2c своими руками
Превращаем программатор USBasp в I2C-USB переходник:
Если Вы уже знакомы с USBasp программатором,то вы знаете,что это очень простое и дешевое устройство для программирования м/к ATmega,но оказывается программатор , используя проект i2c tiny usb можно превратить в полноценный дешевый переходник I2C to USB.
В итоге мы получаем возможность подключать разные устройства I2C к компьютеру всего за 100 рублей (3$).Например мы можем подключить датчик давления BMP085 или микросхемы ввода/вывода MCP23017 для подключения кнопок или управления нагрузкой через реле.
USBasp прошивается стандартно как при обновлении прошивки и прошивается так же через arduino как программатор или используя другой USBasp программатор .Для программирования используются те же выводы SCK,MISO,MOSI ,RESET ,но прошивка идет через утилиту avrdude ,а не из среды Arduino IDE.
Порядок действий для прошивки через arduino:
1. Подключаем выводы SCK,MISO,MOSI ,RESET к Arduino согласно инструкции .
2. Установавливаем перемычку self programming (на фото обозначена как JP2),обычно место для перемычки не распаяно.
3. Качаем скомпилированную прошивку под USBasp тут и кидаем в папку путь_к_папке_ардуины_/hardware/tools/ .
4. Перейдем в консоль (cmd или bash) Вашей операционной системы в папку через команду cd путь_к_папке_ардуины_/hardware/tools/ и далее вводим команды для Windows,не забывем указать верный порт,на котором подключена Arduina:
avrdude -C avrdude.conf -c avrisp -P COM1 -b 19200 -p m8 -v
Программа выдаст сообщение ,где покажет состояние фьюзов и другую информацию.
Если Вы видите такие сообщения- значит подключено все правельно и можно прошивать командой:
avrdude -C avrdude.conf -c avrisp -P COM1 -b 19200 -p m8 -U flash:w:i2c_tiny_usb.hex -U lfuse:w:0x9f:m -U hfuse:w:0xc9:m
Для прошивки из Linux все аналогично, заменяется часть строки:
./avrdude -C avrdude.conf -c avrisp -P /dev/ttyUSB0 .
Порядок действий для прошивки через другую USBasp:
Подключаем выводы SCK,MISO,MOSI ,RESET один в один.Можно просто подключить через шлейф,идущий в комплекте с программатором.
Указываем опцию -c usbasp вместо -c avrisp
После успешной прошивки устройство опознается как i2c-tiny-usb и выводы программатора будут иметь другое назначение: SDA и SDL ,к которым мы можем уже подключать I2C устройства согласно справочной информации.
Работа переходника I2C-USB в Linux:
Драйвера в Linux не требуются ,но по умолчанию модуль i2c-dev не загружен и его необходимо установить в автозагрузку выполнив команду echo «i2c-dev» >>/etc/modules или/и загрузить модуль немедленно командой modprobe i2c-dev .В папке /dev/ Вы увидите возможно несколько устройств вида -i2c-X,наше скорее всего будет последним.Зная номер сейчас можно работать с устройствами подключенные на данной шине согласно примеров и инструкций к устройствам.Рекомдуется установить пакет программ i2c-tools (через управление ПО Вашей операционной системы) -поможет для поиска I2C устройств командой i2cdetect -y Х ,где Х — это номер i2c шины:
На скриншоте мы видим сообщение команды i2cdetect ,где выводит подключенные устройства ,а именно устройство 77 (шестнадцатиричное) — BMP085 ,а так же запуск демо программы датчика давления BMP085 ,которая вывела текущее давление и температуру.
Приложения с данным переходником i2c_tiny_usb могут работать как с USB устройством -в этом случае загрузка модуля i2c-dev не нужна.
Работа переходника I2C-USB в Windows:
Для работы переходника требуются драйвера i2c_tiny_usb .В windows приложения работают только как с USB устройством,а не с шиной I2C.
Источник
Переходник usb i2c своими руками
Превращаем программатор USBasp в I2C-USB переходник:
Если Вы уже знакомы с USBasp программатором,то вы знаете,что это очень простое и дешевое устройство для программирования м/к ATmega,но оказывается программатор , используя проект i2c tiny usb можно превратить в полноценный дешевый переходник I2C to USB.
В итоге мы получаем возможность подключать разные устройства I2C к компьютеру всего за 100 рублей (3$).Например мы можем подключить датчик давления BMP085 или микросхемы ввода/вывода MCP23017 для подключения кнопок или управления нагрузкой через реле.
USBasp прошивается стандартно как при обновлении прошивки и прошивается так же через arduino как программатор или используя другой USBasp программатор .Для программирования используются те же выводы SCK,MISO,MOSI ,RESET ,но прошивка идет через утилиту avrdude ,а не из среды Arduino IDE.
Порядок действий для прошивки через arduino:
1. Подключаем выводы SCK,MISO,MOSI ,RESET к Arduino согласно инструкции .
2. Установавливаем перемычку self programming (на фото обозначена как JP2),обычно место для перемычки не распаяно.
3. Качаем скомпилированную прошивку под USBasp тут и кидаем в папку путь_к_папке_ардуины_/hardware/tools/ .
4. Перейдем в консоль (cmd или bash) Вашей операционной системы в папку через команду cd путь_к_папке_ардуины_/hardware/tools/ и далее вводим команды для Windows,не забывем указать верный порт,на котором подключена Arduina:
avrdude -C avrdude.conf -c avrisp -P COM1 -b 19200 -p m8 -v
Программа выдаст сообщение ,где покажет состояние фьюзов и другую информацию.
Если Вы видите такие сообщения- значит подключено все правельно и можно прошивать командой:
avrdude -C avrdude.conf -c avrisp -P COM1 -b 19200 -p m8 -U flash:w:i2c_tiny_usb.hex -U lfuse:w:0x9f:m -U hfuse:w:0xc9:m
Для прошивки из Linux все аналогично, заменяется часть строки:
./avrdude -C avrdude.conf -c avrisp -P /dev/ttyUSB0 .
Порядок действий для прошивки через другую USBasp:
Подключаем выводы SCK,MISO,MOSI ,RESET один в один.Можно просто подключить через шлейф,идущий в комплекте с программатором.
Указываем опцию -c usbasp вместо -c avrisp
После успешной прошивки устройство опознается как i2c-tiny-usb и выводы программатора будут иметь другое назначение: SDA и SDL ,к которым мы можем уже подключать I2C устройства согласно справочной информации.
Работа переходника I2C-USB в Linux:
Драйвера в Linux не требуются ,но по умолчанию модуль i2c-dev не загружен и его необходимо установить в автозагрузку выполнив команду echo «i2c-dev» >>/etc/modules или/и загрузить модуль немедленно командой modprobe i2c-dev .В папке /dev/ Вы увидите возможно несколько устройств вида -i2c-X,наше скорее всего будет последним.Зная номер сейчас можно работать с устройствами подключенные на данной шине согласно примеров и инструкций к устройствам.Рекомдуется установить пакет программ i2c-tools (через управление ПО Вашей операционной системы) -поможет для поиска I2C устройств командой i2cdetect -y Х ,где Х — это номер i2c шины:
На скриншоте мы видим сообщение команды i2cdetect ,где выводит подключенные устройства ,а именно устройство 77 (шестнадцатиричное) — BMP085 ,а так же запуск демо программы датчика давления BMP085 ,которая вывела текущее давление и температуру.
Приложения с данным переходником i2c_tiny_usb могут работать как с USB устройством -в этом случае загрузка модуля i2c-dev не нужна.
Работа переходника I2C-USB в Windows:
Для работы переходника требуются драйвера i2c_tiny_usb .В windows приложения работают только как с USB устройством,а не с шиной I2C.
Источник
Адаптер USB to USART, SPI и I2C
Все началось с того, что мне надо было подключиться к одному устройству по USART. Я сразу взял адаптер USB to UASRT (ибо в ноутбуке COM порт не предусмотрен) на AtTiny2313 (рекламой заниматься не буду, схема легко находится в интернете), подключил, запустил и внезапно понял, что у адаптера фиксированная скорость 9600, а у девайса, к которому требовалось подключиться, скорость 57600. Дело, естественно, было поздним вечером, и купить что-нибудь вроде FT232 возможности не было. Поэтому после непродолжительного раздумья, было решено изменить скорость UASRT в адаптере обычной перепрошивкой. В итоге соединение было успешно налажено. Но согласитесь — это ведь не выход, программатора может под рукой не оказаться, да и неудобно каждый раз с прошивкой шаманить. В следствие этого я серьезно задумался о создании нормального адаптера, с регулируемой скоростью (и не только).
Конечно, самый простой вариант – купить FT232, но сравнив ее стоимость со стоимостью Mega8, я пришел к выводу, что этот вариант мне не подходит. Поэтому было решено сделать адаптер на МК. А раз он на МК, то делать только USART как-то не рационально. Поэтому неплохо было бы в этот адаптер засунуть еще несколько интерфейсов, если уж делать, то что-то универсальное и полезное. Почти сразу в памяти всплыли “приятные” воспоминания об установке драйверов для адаптера на Tiny2313 (для Windows7 x64 это довольно мучительно). А это значит, что от устройства “виртуальный COM” придется отказаться, следовательно, надо будет написать программу для ПК, иначе работа с устройством будет невозможна. В общем, после обдумывания в течение некоторого времени, сформировалась окончательная идея девайса. Функционал получился вот таким:
- адаптер USB->USART;
- адаптер USB->SPI;
- адаптер USB->I 2 C;
- при этом устройство должно быть HID (Human Interface Device), чтобы не морочить голову с установкой драйверов.
Объектом издевательств стал МК Mega8, т.к. в TQFP корпусе он занимает совсем мало места (намного меньше, чем AtTiny2313) и обладает целыми 8 Кб. памяти. Сначала планировалось сделать все интерфейсы программными, но после разводки платы пришлось отказаться от аппаратного I 2 C, т.к. на односторонней плате вывести его никак не получалось (в будущем все-таки надо будет решить этот вопрос, может отдельно вывести сбоку платы). Поэтому его функциональность несколько ограничена, но USART и SPI остались полнофункциональными. Для связи с ПК была применена библиотека V-USB.
Схема устройства получилась вот такой:
Как видно, ничего сложного в ней нет. МК питается напряжением 5 В., согласование уровней для USB выполнено при помощи делителей напряжения резистор 68 Ом. + стабилитрон 3.3 В.. Тактовая частота МК – 12 МГц. Это минимальная частота для работы с шиной USB. Так же в схеме присутствуют три светодиода для индикации режимов работы. Один из светодиодов показывает, какой режим работы включен, а два других индицируют прием/передачу данных. Никаких кнопок и переключателей в устройстве не предусмотрено, и все настройки выполняются программно, прямо с ПК. Да, на все выводы, используемые для работы интерфейсов включены резисторы на 68 Ом. для защиты МК от КЗ. Как уже было отмечено выше, устройство представляется ПК как HID и не требует установки драйверов. VID и PID были выбраны из предоставляемых V-USB: VID — 0x16c0, PID — 0x05df. В противном случае пришлось бы отдать кругленькую сумму за покупку индивидуального идентификатора для USB устройства. Но т.к. проект Open Source и некоммерческий, совершенно свободно можно использовать идентификаторы, предложенные V-USB.
Плата получилась вот такая:
А в спаянном виде:
Это был тестовый образец да еще и разведенный с ошибками. Я почему-то посчитал, что вывод CE выводить не стоит. Ну ничего, все уже исправлено и к статье приложена правильная плата.
Итак, со схемой все понятно, он простая до предела и паяется за один вечер. Но, как было сказано выше, получившееся устройство определяется ПК как HID, т.е. ОС подбирает под него драйвер из своей базы. Проще говоря, Windows думает, что работает с устройством ввода. Это делает возможным работу на любом ПК без мороки с драйверами. Но с этим связана одна небольшая проблема, ни одна из существующих программ для обмена данными через USART работать с этим устройством не будет. А значит нужна какая-то специальная программа для работы с модулем, иначе он никакой ценности из себя не представляет. Поэтому я открыл свой любимый C++ Builder (нынче его обозвали CodeGear RAD Studio, что в прочем не меняет смысла), версия 2007, и написал вот такую программу:
Ничего особо сложного в ней нет, для каждого интерфейса присутствует некоторое количество настроек. Да, одновременно несколько интерфейсов работать не могут, только по одному. Работает все это дело очень просто, при подключении устройства к ПК в окне программы активизируются кнопки, нажатие на которые запускает соответствующий интерфейс. Потом достаточно написать данные в поле ввода в определенном формате и нажать кнопку «Send». Для каждого интерфейса свой формат данных. Сейчас рассмотрим их более подробно:
USART: (прием данных идет все время, пока активен режим, так сказать, на автомате)
- отправка нескольких HEX чисел, просто пишем их через пробел в неограниченном количестве, например: 01 05 fa aa .
- отправка строки (текст, числа и т.п.). Тут уже в начале строки пишется идентификатор S (s), например: s www.cxem.net
SPI:
- для отправки данных устройству формат строки такой: Адрес (кому передавать и в какую ячейку памяти) А (а) и Данные D (d). Например: aa3 dfa;
- для запроса данных с устройства: Адрес (от кого принимать и из какой ячейки памяти) и идентификатор чтения R (r). Например: aa3 r
I 2 C:
- для отправки данных устройству: Адрес устройства (бит чтения в 0) А (а) Адрес ячейки памяти M (m) Данные D (d). Например аа2 m03 d15
- запрос данных выглядит вот так: Адрес устройства (бит чтения в 0) А (а) Адрес ячейки памяти M (m) Адрес устройства (бит чтения в 1) А (а) Идентификатор чтения с количеством ячеек памяти для чтения R (r). Например: aa2 m03 aa3 r1
Для SPI в режиме Slave никаких команд не предусмотрено, просто сидим и ждем, пока нам что-нибудь пришлют. Для работы с девайсом подключаем его к ПК, ждем некоторое время, пока ОС не сообщит, что драйвера успешно найдены и установлены, запускаем программу и начинаем обмен данными. Все предельно просто, ведь простота и была одним из критериев при создании устройства.
Да, кстати, программа совместима со всеми версиями Windows, начиная с Windows XP и заканчивая Windows 8, и не требует для работы различной экзотики, типа NetFramework и т.п. Как, впрочем, и сам модуль.
Вот, собственно, и все, программа, плата и исходники прилагаются.
Фьюзы выставляются для работы от внешнего кварца с высокой частотой. Выглядят вот так:
На картинке LOW фьюзы в 1, когда не отмечены, и в 0, когда отмечены. HIGH фьюзы наоборот. В шестнадцатеричном виде это выглядит вот так: HIGH: D9, LOW: FF.
Ну и конечно же видео, т.к. лучше один раз увидеть, чем. (USART работает в режиме эхотест (Rx и Tx соединены), а SPI и I 2 C тестируются с микросхемой PCA2129T, статья о ней тут)
Источник
