USB to Serial - FTDI

Từ ChipFC Wiki
Bước tới: chuyển hướng, tìm kiếm
USB to Serial - FTDI
USB to Serial - FTDI

Giới thiệu

Xem USB to Serial - FTDI trên trang chủ

  • USB to Serial - FTDI là một mô-đun mạch chuyển đổi tín hiệu USB sang UART (Serial), sử dụng chip FT232RL của FTDI. Chip có sẵn ổn áp và dao động tích hợp bên trong, hoạt động rất ổn định so với các dòng chip USB-to-serial khác.
  • Khi cắm vào máy tính, máy tính sẽ nhận mô-đun USB to Serial - FTDI là thiết bị cổng COM ảo (Virtual COM Port).
  • Mạch có thể hoạt động tốt ở chế độ 5V hoặc 3V3, được thiết lập dễ dàng bằng jumper chọn trên mạch.
  • Chân cắm ra gồm 2 loại theo chuẩn FTDI (phù hợp với Arduino) và chuẩn UART thường, được ký hiệu rõ ràng trên mạch. Đầu vào sử dụng loại USB B mini.
  • Ngoài ra, trên mạch có sẵn 2 led cho tín hiệu TX và RX, giúp theo dõi trực tiếp trạng thái tín hiệu.
  • Driver FTDI cho Windows có thể dễ dàng tải về từ FTDIChip, tương thích với hầu hết các phiên bản Window, kể cả Win 8.1
  • USB to Serial - FTDI có kích thước nhỏ gọn dễ dàng tích hợp vào ứng dụng.

Ứng dụng thường dùng

  • Làm mạch nạp cho các bản Arduino không tích hợp mạch nạp onboard như: ChipiPRO-LITE, Arduino Pro.
  • Làm trung gian giao tiếp bo mạch với máy tính. Rất hữu ích khi cần truyền dữ liệu từ bo mạch lên máy tính để kiểm tra, phân tích.
  • Làm mạch nạp cho một số dòng vi điều khiển ARM, AVR, 89, PIC,... có hỗ trợ nạp bằng UART.

Đặc kiểm kỹ thuật

  • Sử dụng IC FT232RL của hãng FTDI.
  • Kết nối đầu vào: cổng micro USB.
  • Kết nối đầu ra: chuẩn FTDI quốc tế (6 chân) và chuẩn UART phổ biến (4 chân)
  • Điện áp ra có thể tùy chỉnh 5V hoặc 3V3 bằng jumper.
  • Dòng điện ngõ ra: tối đa 500mA.
  • Kích thước mạch: 16.51mm x 42.55mm
  • Driver hỗ trợ Mac OS X, Linux, Windows (cả Win 8.1).
  • Led hiển thị tín hiệu truyền nhận.

Mô tả các chân kết nối

USB to Serial - FTDI Pinout.png

Rào 6 - Chuẩn Arduino và FTDI
Thứ tự chân Tên gọi Loại Mô tả
1 DTR Output Data Terminal Ready. Reset Arduino khi nạp chương trình.
2 RXI Input Nhận tín hiệu UART
3 TXO Output Truyền tín hiệu UART
4 VDD Power Điện áp dương (3.3V hoặc 5V tùy chọn jumpper).
5 CTS Input Clear To Send. Không sử dụng. Đã được nối đất (0V) trên mạch.
6 GND Power Điện áp âm 0V


Rào 4 - Chuẩn UART ChipFC
Thứ tự chân Tên gọi Loại Mô tả
7 Tx Output Truyền tín hiệu UART. (Chức năng giống chân 3-TXO).
8 Rx Input Nhận tín hiệu UART. (Chức năng giống chân 2-RXI).
9 - Power Điện áp âm 0V. (Chức năng giống chân 6-GND).
10 + Power Điện áp dương (3.3V hoặc 5V tùy chọn jumpper). (Chức năng giống chân 4-VDD).


Jumper chọn điện áp
Vị trí Mô tả Mục đích
12-13 Đặt jump nối chân 12 và chân 13 Để điện áp ra ở chân 4(VDD) và chân 10(+) là 5V, chính là điện áp lấy trực tiếp từ USB ra. Đặt jump ở vị trí này để dùng USB to Serial - FTDI giao tiếp với các mạch hoạt động ở điện áp 5V.
13-14 Đặt jump nối chân 13 và chân 14 Để điện áp ra ở chân 4(VDD) và chân 10(+) là 3.3V, đây là điện áp lấy từ ngõ ra của bộ ổn áp tích hợp sẵn trong chip FT232 với dòng cấp tối đa 50mA. Đặt jump ở vị trí này để dùng USB to Serial - FTDI giao tiếp với các mạch hoạt động ở điện áp 3.3V

Sử dụng

Driver

Cũng như các các thiết bị khác khi cắm vào máy tính thì cần phải quan tâm đến Driver thiết bị. USB-to-Serial sử dụng chíp FT232RL của hãng FTDI Chip hỗ trợ Driver cho hầu hết các hệ điều hành máy tính hiện nay.

Các hệ điều hành hỗ trợ [1]
Windows 8.1 Mac OS X Linux Android
Windows 8.1 x64 Mac OS 9
Windows 8 Mac OS
Windows 8 x64
Windows Server2012
Windows Server 2008 R2
Windows 7
Windows 7 x64
Windows Server 2008
Windows Server 2008 x64
Windows Vista
Windows Vista x64
Windows Server 2003
Windows Server 2003 x64
Windows XP
Windows XP x64
Windows ME
Windows 98
Windows CE.NET (Version 4.2 and greater)
Windows RT

Kết nối với máy tính

Dùng cáp USB để nối bo USB-to-Serial mới máy tính. Khi kết nối USB-to-Serial với máy tính thì có hai trường hợp xãy ra:

  • Máy tính nhận thiết bị của bạn, bạn có thể sử dụng ngay, không cần quan tâm đến việc cài đặt Driver nữa. Trường hợp này xãy ra khi bạn đã từng cài đặt Driver này một lần trước đó hoặc máy tính bạn có khả năng tự nhận Driver.
  • Máy tính không nhận thiết bị, và bạn cần phải tiến hành cài đặt Driver theo hướng dẫn bên dưới.

Kiểm tra Driver

Việc này sẽ hữu ích khi kết nối USB-to-Serial với máy tính lần đầu hoặc cần kiểm tra để chắc rằng mọi thứ đang hoạt động tốt.

Chúng ta sẽ cần kiểm tra để biết xem máy tính đã nhận thiết bị hay chưa, để đưa ra quyết định việc có cần tiến hành cài đặt Driver hay không.

Trên hệ điều hành Windows

  • Cách 1: Click chuộc phải vài biểu tượng My ComputerManageDevice Manager
  • Cách 2: Vào Control Panel (→ All Control Panel Items) → Device Manager

Nếu máy tính bạn đã có Driver và đã nhận thiết bị thì sẽ có một USB Serial Port (COMx) xuất hiện trong mục Ports (COM & LPT). Trong đó COMx với x là số thứ tự cổng COM, số này do máy tính cấp tự động. Bạn có thể rút USB-to-Serial ra và cắm vào để quan sát sự thay đổi. Xem hình bên dưới.


USB Serial Port in Device Manager.png

Tải về Driver

Tùy hệ điều hành trên máy tính của bạn, có thể tải về theo các đường dẫn sau:

Trong đó Windows*: Windows XP, Windows Server 2003, Windows Vista, Windows Server 2008, Windows 7, Windows Server 2008 R2, Windows 8, Windows 8.1

Các hệ điều hành khác xem thêm tại FTDI Drivers

Cài đặt Driver

  • Trên hệ điều hành windows:

Tập tin tải về là tập tin thực thi (.exe), vì thế sau khi tải về thành công chỉ cần nhấp đôi vào tập tin này và làm theo hướng dẫn cho đến khi kết thúc việc cài đặt.

Gặp vấn đề khi cài đặt Driver?

  • Bạn có thể kiểm tra Driver đã cài đặt thành công hay chưa như cách chúng tôi đã hướng dẫn ở trên.
  • Nếu bạn đã hoàn tất việc cài đặt Driver mà vẫn không thành công. Khi đó có thể máy tính của bạn đã chặn trình cài đặt Driver tự động của FTDI. Trong trường hợp này bạn phải tự cài đặt Driver một cách thủ công. Chi tiết việc cài đặt Driver bằng tay được hướng dẫn chi tiết ở trang Hướng dẫn cài đặt FTDI Driver bằng tay.

Phần mềm hỗ trợ

  • Trên máy tính cần có phần mềm truyền nhận dữ liệu với thiết bị. Tùy vào ứng dụng và mục đích sử dụng mà bạn cần có phần mềm hỗ trợ phù hợp. Ví dụ:
    • Flash Magic (Windows) để nạp chương trình cho vi điều khiển 8951.
    • Terminal by Br@y (Windows), Serial port terminal (Ubuntu) để truyền nhận dữ liệu trong giao tiếp giữa máy tính và thiết bị điện tử thông qua Serial Port.
    • Hoặc bạn có thể tự lập trình một phần mềm của riêng mình để giao tiếp với thiết bị của chính bạn.


Terminal by Br@y trên hệ điều hành Windows

Terminal by Br@y là một công cụ phổ biến và rất hữu ích cho cần giao tiếp máy tính với các thiết bị điện tử thông qua Serial Port. Terminal by Br@y có thể tải về hoàn toàn miễn phí tại đây. Terminal là phần mềm cho hệ điều hành Windows, chạy trực tiếp không cần cài đặt. Sau khi tải về bạn chỉ cần giải nén và nhấp đúp vào tập tin .exe để chạy chương trình.


Các thao tác sử dụng cơ bản

Hướng dẫn SIM900 Terminal.jpg


Các mũi tên màu đỏ trên hình được giải thích trong bảng sau:
Số thứ tự Tên gọi Giải thích
1 Baudrate Tốc độ truyền dữ liệu.
2 ReScan Quét tìm tất cả các cổng COM có trong máy tính và liệt kê vào danh sách COM Port. Trường hợp khi nhấn nút ReScan mà không thấy cổng COM nào xuất hiện trong danh sách COM Port thì hãy xem lại việc kết nối mô-đun USB to Serial - FTDI với máy tính và việc cài đặt driver.
3 COM Port Danh sách COM Port
4 Connect Nhấn nút này để kết nối với cổng COM đã chọn trong danh sách COM Port
5 +CR Tự động thêm ký tự Carriage Return (0x0D hoặc 0x0D0A tùy vào việc có thiết lập CR=CF+LF hay không) vào sau câu lệnh khi được gửi bằng nút Send.
6 Ô các ký tự cần gửi qua cổng COM đã kết nối.
7 Send Nhấn nút này để gửi các ký tự đã nhập trong ô 6 thông qua cổng COM đã kết nối.
8 Receive Khung hiển thị các ký tự mà thiết bị trả về thông qua cổng COM đã kết nối.

Một vài ví dụ sử dụng thực tế

Tự truyền nhận với chính nó

Kết nối

Trên mô-đun USB to Serial - FTDI:

- Chân 3-TXO hoặc 7-TX là chân truyền tín hiệu UART
- Chân 2-RXI hoặc 8-Rx là chân nhận tín hiệu UART

Vì thế ta sẽ nối hai chân này với nhau để thử nghiệm việc truyền nhận dữ liệu với chính nó.

Test USB to Serial - FTDI Single.jpg

Thao tác
  • Kết nối USB to Serial - FTDI đã được nối dây như hình trên và với máy tính bằng dây USB.
  • Chắc chắc rằng Driver đã cài đặt thành công. Xem hướng dẫn ở phần trên.
  • Mở chương trình Terminal lên. Bấm ReScan → Chọn COM Port → Bấm Connect.
  • Gõ một vài ký tự bất kỳ (vào ô số 6 trong hình trên) và bấm Send.
  • Bạn sẽ thấy các ký tự ấy xuất hiện ở ô Receive số 8. Một thứ đã hoạt động tốt.

Dùng hai bo USB to Serial - FTDI truyền nhận với nhau

Kết nối
Hình thu nhỏ có lỗi: Không có tập tin

Chú ý là nối chéo hai tính hiệu RX và TX với nhau như trong bảng sau.

Mô-đun USB to Serial - FTDI thứ nhất Mô-đun USB to Serial - FTDI thứ hai
+ (VDD) + (VDD)
- (GND) - (GND)
Rx (RXI) Tx (TXO)
Tx (TXO) Rx (RXI)
Thao tác
  • Cắm hai USB to Serial - FTDI đã được kết nối với nhau như hình trên vào máy tính (có thể là cùng một máy tính hoặc hai máy tính khác nhau).
  • Mở hai cửa sổ Terminal lên. Trong một số trường hợp, để mở cửa sổ thứ hai bạn cần thực hiện thao tác nhấp phải vào tập tin Terminal và chọn Open new windows. Ở mỗi cửa sổ Terminal bạn thực hiện việc kết nối (Connect) với một COM Port, hai cửa sổ kết nối với hai COM Port khác nhau. Nếu dùng hai máy tính khác nhau thì ở mỗi máy tính dùng Terminal kết nối với COM Port ở máy tính đó.
  • Bây giờ bạn có thể thử gửi một vài ký tự từ cửa sổ Terminal này và sẽ thấy các ký tự ấy được nhận ở cửa sổ Terminal kia và ngược lại.
  • Chú ý để truyền nhận thành công thì ở hai cửa sổ Terminal phải có cấu hình giống nhau về Baudrate, Data bits, Parity, Stop bits, Handshaking.


Hình thu nhỏ có lỗi: Không có tập tin
Hình thu nhỏ có lỗi: Không có tập tin

Nạp Chipi PRO - LITE bằng USB to Serial - FTDI

Phiên bản Chipi PRO - LITE là phiên bản tiết kiệm, không tích hợp mạch nạp onboard, giúp bạn có thể sử dụng một mạch nạp cho nhiều bo Chipi PRO - LITE.

Trong phần này chúng ta sẽ sử dụng USB to Serial - FTDI để nạp (Upload) chương trình Arduino lên bo Chipi PRO - LITE.

Kết nối

Kết nối như trong hình sau:

Hình thu nhỏ có lỗi: Không có tập tin
Thao tác

Khi kết nối USB to Serial - FTDI và Chipi PRO - LITE với nhau thì bạn đã có một bộ Arduino hoàn chỉnh, và có thể sử dụng như một bo Arduino PRO thông thường.

Xem thêm Nạp chương trình đầu tiên cho bo Arduino của bạn

Chú thích