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UART その4


 USBに変換する

 

 

    UARTは、ほとんどのマイコンに組み込まれている汎用デバイスです。
    ただ、そのままではUSBを搭載する最近のPCにつなぐことはできません。
    この章では、PCに搭載されているUSB規格にUARTを変換する方法を説明します。

     


      

     

    UARTをUSBに変換するにはどうすればいいのか

    最近はICメーカーからUSBとUARTを相互変換するICが多く発売されており、専用ICが調達できれば自作でも変換回路を製作することができるようになりました。
    専用ICの製造メーカーとしてはFTDI社などが有名です。

     


    (FTDI社 FT232RLデータシートより抜粋)

     

     

    このICは多くの機能を持っており、配線とデバイスドライバーなどによりいろいろな使い方が可能なすぐれたICです。

    そのうちの一つにUART出力することができるものがあり、一例として下記のような配線が提示されています。

     


    (FTDI社 FT232RLデータシートより抜粋)

     

     

    しかし、USB規格は、比較的動作が分かり易い調歩同期式のRS232Cと比べて、その動作はかなり面倒かつ複雑で、専用ICを使って実際に通信するには相当な準備と知識が必要となります。


    たとえば、デバイスドライバーというPC用ソフトウエアが必要であったり、専用のコネクタが必要になります。
    さすがに、デバイスドライバーを自作するのはプログラムやデバイスドライバーに通じた上級者ではないと無理なので、製造メーカーのFTDI社は自社IC用のデバイスドライバーを無料で提供しています。
    提供されているデバイスドライバーは用途別・OS別に何種類かあり、調歩同期式のUARTとして使用する場合は仮想COMポート用のVCPデバイスドライバーを選択しましょう。

    FTDI社サイト 仮想COMポート(VCP)ドライバダウンロードページ

     

    OS別にいろいろ提供されていますが、Windowsであれば下記の赤枠で囲まれている部分となります。

     

     

     

    ダウンロード後、実行することでデバイスドライバーがインストールされます。

    以下は内部にFTDI社製FT232を使用した配線済みのUART(3.3V)−USB変換ケーブルを使用した一例です。




    USBコネクタとFTDI社製変換ICとの配線、そしてUART引出しがされているケーブルで、UART用リード線 青・灰・黒の3本をマイコンのUARTに配線するだけで3線式UARTとして使用することができます。

    ケーブルの青(Rx)はマイコンUARTの送信(Tx = データ出力)に接続、ケーブルの灰(Tx)はマイコンUARTの受信(Rx = データ入力)、そして黒(GND)はマイコンのGNDに配線します。
    VDD(橙)はマイコンに電源として供給する場合に使いますが、マイコンに電源が別にある場合は配線は不要です。
     

    仮想COMポート用のデバイスドライバーをインストールした場合、PC上ではRS232Cポートと同じくCOM1やCOM2と認識されます。
    そして、このCOMに対してターミナルソフトウエアを使うことで、UART側と自由に通信できるようになります。
    もちろん、COMポートを扱うことができる自作のプログラムでも通信は可能です。

     

     

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