Módulo USB Ke-USB24A. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Neste artigo, gostaria de apresentar o módulo USB Ke-USB24A da KERNELCHIP (kernelchip.ru). O que é e por que é necessário?

Certamente, aqueles que se dedicam ao desenvolvimento e operação de dispositivos de interface com um computador conhecem bem as portas LPT e COM - é claro, porque até recentemente eram o principal meio de comunicação entre um circuito externo e um computador. No entanto, atualmente, essas portas estão desaparecendo gradualmente das placas-mãe dos computadores modernos. Há uma dúvida sobre a transição para o barramento USB. Além de muitas vantagens, usar esse barramento exige muito mais esforço do que, por exemplo, uma porta COM comum. Agora você precisa programar o microcontrolador USB, desenvolver um driver USB e complicar significativamente o software. Mesmo usar um dispositivo HID nem sempre é conveniente - é necessário um procedimento bastante complicado para trabalhar com o dispositivo no lado do PC. Exemplos de como trabalhar com ela são comuns para a linguagem C++. Mas e se quisermos usar, por exemplo, Java?

Se nos deparamos com a tarefa de controlar dispositivos externos, por exemplo, chaves, relés, etc. via barramento USB, uma jogada interessante seria usar o módulo Ke-USB24A. Ele é projetado para interfacear dispositivos externos digitais e analógicos, sensores e atuadores com um computador através do barramento USB. O módulo possui 24 linhas de entrada/saída com a capacidade de definir independentemente a direção da transferência de dados.

Uma das características mais interessantes deste módulo é que, quando conectado a um computador, é definido pelo sistema operacional como uma porta COM adicional! Aqueles. se você instalar drivers para o módulo (prontos e disponíveis para download no site do desenvolvedor), uma nova porta COM aparecerá no gerenciador de dispositivos na seção de portas seriais. É através dele que nos comunicaremos com o módulo.

Isso significa que, do ponto de vista do software, a troca de informações entre o módulo e o computador é realizada por meio da interface de uma porta serial convencional. A última circunstância simplifica muito a programação, pois não há necessidade de usar bibliotecas dinâmicas adicionais, interfaces complexas e comunicação direta com o driver. Para escrever seus próprios programas de controle para o módulo, você pode usar qualquer linguagem/ambiente de programação que suporte a capacidade de trabalhar com portas COM. Você pode usar C++, Delphi, VisualBasic, Java e até mesmo o VBA integrado do Excel!

Além disso, um conversor analógico-digital (ADC) de 10 bits com uma frequência de amostragem de até 400 Hz já está integrado dentro do módulo. Além disso, o módulo tem a capacidade de salvar as configurações para as direções das linhas de entrada/saída, permite salvar os dados do usuário em sua memória. O módulo também permite que você altere o descritor de string do seu dispositivo USB. Este é o texto que aparece no Windows quando um novo dispositivo USB é conectado. Você tem a capacidade de definir e salvar seu próprio texto que aparecerá quando você conectar o módulo ao seu computador.

Como o módulo é gerenciado? A solução também é muito interessante - são usados ​​​​comandos de texto, semelhantes aos usados ​​​​no controle do modem. Por exemplo, para definir um nível de alta tensão (+5 V) na linha de entrada/saída número 14, você precisa escrever um comando da forma na porta COM associada ao módulo $KE,WR,14,1para aplicar um zero lógico - $KE,WR,14,0 etc. Para conhecer melhor o módulo, recomendo baixar a descrição dos comandos de controle Ke-USB24A (kernelchip.ru/Ke-USB24A.php).

Vamos dar uma olhada nas conclusões do módulo. A finalidade e o layout de sua localização são mostrados na figura e na tabela abaixo.

Número de saída	Designação	Descrição do pino
1, 32	+ 5 V	Se o jumper JM1 estiver instalado, a saída é ajustada para +5 V do barramento USB (o módulo é alimentado pelo barramento USB). Se o jumper não estiver instalado, este pino deve ser alimentado com +5 V de uma fonte externa para alimentar o módulo Ke-USB24A (o módulo está fisicamente desconectado do barramento de alimentação USB).
2	Vadc	Entrada analógica ADC
3	E/S1	Linha de E/S 1
4	E/S2	Linha de E/S 2
5	E/S3	Linha de E/S 3
6	E/S4	Linha de E/S 4
7	E/S5	Linha de E/S 5
8	E/S6	Linha de E/S 6
9	E/S7	Linha de E/S 7
10	E/S8	Linha de E/S 8
11	E/S9	Linha de E/S 9
12	E/S10	Linha de E/S 10
13,14,15	NC	O pino não é usado (não conectado)
16, 17	GND	Terra
18	E/S11	Linha de E/S 11
19	E/S12	Linha de E/S 12
20	E/S13	Linha de E/S 13
21	E/S14	Linha de E/S 14
22	E/S15	Linha de E/S 15
23	E/S16	Linha de E/S 16
24	E/S17	Linha de E/S 17
25	E/S18	Linha de E/S 18
26	E/S19	Linha de E/S 19
27	E/S20	Linha de E/S 20
28	E/S21	Linha de E/S 21
29	E/S22	Linha de E/S 22
30	E/S23	Linha de E/S 23
31	E/S24	Linha de E/S 24

Agora vamos passar para o uso prático do módulo. Vamos montar um circuito baseado em módulos para controlar cargas externas via barramento USB, por exemplo, vamos controlar os LEDs conectados nas linhas de I/O. O esquema recomendado pelo fabricante é apresentado a seguir. O circuito é extremamente simples - os LEDs são simplesmente conectados às linhas de E / S. Todos os LEDs são plantados em um fio comum do circuito - por exemplo, terminal 16 do módulo. Observe que, se você deseja acionar cargas mais potentes, como lâmpadas, relés ou motores, precisa cuidar do circuito de buffer, porque. O Ke-USB24A não suportará tal carga e queimará. Os LEDs podem ser conectados facilmente.

Descobrimos o circuito - é hora de passar para o software. Precisamos de um programa que possa transmitir dados através da porta COM. Existem várias opções aqui - você pode usar um programa pronto, por exemplo, o HyperTerminal, que faz parte de qualquer sistema operacional Windows. Você pode usar um programa de terminal especial KeTerm recomendado pelo desenvolvedor (os códigos-fonte estão disponíveis para ele em C++, ambiente de desenvolvimento Microsoft Visual C++ 6.0). Você pode baixá-lo no site do Kernelchip. E, finalmente, a opção mais interessante é escrever seu próprio programa. Isso é bem simples, porque precisamos apenas de conhecimento de programação da porta COM - nem precisamos nos lembrar da programação USB.

Vamos começar com o HyperTerminal. está em qualquer versão do Windows e está sempre à mão. Para iniciá-lo, selecione Iniciar -> Programas -> Acessórios -> Comunicações -> HyperTerminal. O assistente para criar uma nova conexão será iniciado imediatamente, solicitando que você especifique um nome para a conexão. Especifique qualquer nome, clique em "OK". O próximo passo é selecionar a porta COM através da qual você deseja estabelecer uma conexão. Na lista, selecione o número da porta que foi alocado pelo Windows para o módulo (você pode ver no gerenciador de dispositivos). Clique OK. Em seguida, o assistente se oferecerá para alterar as configurações da porta. Aqui é necessário fazer uma observação importante - parâmetros como velocidade, número de bits de dados, bits de paridade e outras configurações não têm nenhum significado para o módulo, porque. na verdade, os dados são transferidos pelo barramento USB. Você pode deixar com segurança todas as configurações padrão. Clique em OK". Portanto, a conexão está estabelecida. Em seguida, é altamente recomendável alterar algumas configurações do programa por conveniência. No painel principal do programa, clique no botão "Propriedades". Na janela que se abre, vá para a guia "Configurações" e clique em "Opções ASCII...". Marque as caixas conforme a figura abaixo. Preste atenção na primeira caixa. A sintaxe de comando do módulo exige que todos os comandos terminem com um retorno de carro e um caractere de nova linha. Clique em "OK".

Todas as configurações estão feitas. Você pode começar a trabalhar. Primeiro, vamos enviar ao módulo o comando $KE mais simples - o comando check. Digite o texto $KE e pressione Enter. Em resposta, obtemos a string #OK - isso significa que o módulo está funcionando e pronto para funcionar.

Bem, então é uma questão de tecnologia - usamos o comando $KE,WR com o número de linha desejado e o valor necessário para gravação. Enviamos comandos diferentes - piscam LEDs.

Com isso, gostaria de encerrar este artigo introdutório. A seguir, conheceremos como gerenciar o módulo a partir de programas escritos em C ++, Delphi e até do EXcel. Conheça outras funcionalidades úteis do módulo, como o ADC.

Acesse a segunda parte do artigo: Controle do módulo Ke-USB24A do Excel

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

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