Журнал LinuxFormat - перейти на главную

LXF141:Intefaces

Материал из Linuxformat
Версия от 11:17, 12 апреля 2012; Crazy Rebel (обсуждение | вклад)

(разн.) ← Предыдущая | Текущая версия (разн.) | Следующая → (разн.)
Перейти к: навигация, поиск
Подписка на печатную версию
Весь 2015 год (12 номеров)
Первое полугодие (6 номеров)
Второе полугодие (6 номеров)
Подписка на электронную версию
Весь 2015 год (12 номеров)
Первое полугодие (6 номеров)
Второе полугодие (6 номеров)
Подшивки старых номеров журнала (печатные версии)
Весь 2014 год (12 номеров)
Первое полугодие (6 номеров)
Второе полугодие (6 номеров)
Оборудование Налаживаем связь вашего компьютера с внешним миром

Содержание

Интерфейсы: Подключим ВСЕ!

Ан­д­рей Бо­ров­ский рас­ска­жет, как под­клю­чить к со­вре­мен­но­му ком­пь­ю­те­ру лю­бое уст­рой­ст­во, снаб­жен­ное про­во­дом (утю­ги не пред­ла­гать).

В про­шлый раз мы су­ме­ли за­ста­вить про­стое уст­рой­ст­во USB де­лать то, что нуж­но нам (а не то, что за­ду­мал про­из­во­ди­тель). Те­перь я рас­ска­жу вам, как ис­поль­зо­вать спе­ци­аль­ные пе­ри­фе­рий­ные уст­рой­ст­ва для рас­ши­рения функ­цио­наль­ных воз­мож­но­стей ва­ше­го ком­пь­ю­те­ра.

Рас­ши­рение воз­мож­но­стей ПК – за­ня­тие чрез­вы­чай­но увле­ка­тель­ное, при­чем в по­следнее вре­мя оно ста­но­вит­ся ув­ле­ка­тельнее, чем когда-ли­бо пре­ж­де. Я объ­яс­ню. Се­го­дня мы не толь­ко име­ем ши­ро­чай­ший спектр пе­ри­фе­рий­ных уст­ройств (и обиль­ные воз­мож­но­сти де­лать их са­мо­стоя­тель­но). Се­го­дня у нас так­же есть ог­ром­ный спектр ком­пь­ю­тер­ной техники, ко­то­рая мо­жет эти­ми уст­рой­ст­ва­ми управ­лять. Од­но де­ло – те­п­ло­ви­зор, при­сое­динен­ный к обыч­но­му ста­цио­нар­но­му ПК (еще несколь­ко лет на­зад это был един­ст­вен­ной ва­ри­ант), дру­гое де­ло – тот же те­пло­ви­зор, но под­клю­чен­ный к но­ут­бу­ку, третье – все тот же де­вайс под управ­лением кар­ман­но­го ком­пь­ю­те­ра, и уж со­всем чет­вер­тое – та же пе­ри­фе­рия, но под управ­лением ком­пь­ю­те­ра, встро­ен­но­го в лю­би­тель­ский ро­бот-вез­де­ход. И все это ста­ло воз­мож­но, в том чис­ле, бла­го­да­ря то­му, что се­го­дня все ком­пь­ю­те­ры, от са­мых боль­ших и слож­ных до са­мых ма­лень­ких и про­стых, осна­ща­ют­ся пор­та­ми USB.

В эпо­ху пор­тов ти­па LPT та­кие нестан­дарт­ные уст­рой­ст­ва, как дат­чик раз­мы­кания или тер­мо­дат­чик, мож­но бы­ло лег­ко из­го­то­вить са­мим, под­сое­динив вы­во­ды дат­чи­ка к разъ­е­мам со­от­вет­ст­вую­ще­го пор­та. Се­го­дня вы то­же без тру­да мо­же­те сде­лать уст­рой­ст­во, по­ка­зы­ваю­щее тем­пе­ра­ту­ру у вас за ок­ном или уро­вень pH в ва­шем ак­ва­риу­ме (а мо­жет быть, ро­бо­та, ко­то­рый бу­дет за­сы­пать корм рыб­кам в уста­нов­лен­ное вре­мя), но для при­сое­динения та­ко­го уст­рой­ст­ва к со­вре­мен­но­му ком­пь­ю­те­ру вам по­на­до­бит­ся по­средник: уст­рой­ст­во, спо­соб­ное пе­ре­вес­ти по­ток сы­рых дан­ных на язык про­то­ко­ла USB. Мы рас­смот­рим несколь­ко та­ких уст­ройств.

Velleman VM110

Ка­ки­ми спо­со­ба­ми ком­пь­ю­тер мо­жет об­щать­ся с ок­ру­жаю­щим ми­ром? Пу­тем пе­ре­да­чи и прие­ма элек­три­че­­ских сиг­на­лов, ра­зу­ме­ет­ся. Ну, а сиг­на­лы бы­ва­ют циф­ро­вы­ми или ана­ло­го­вы­ми. Раз­ра­бот­чи­ки ин­тер­фейс­ной пла­ты Velleman VM110 (http://www.vellemanusa.com/us/enu/product/view/?id=522053#) пре­ду­смот­ре­ли оба слу­чая.

Уст­рой­ст­во во­об­ще долж­но по­ра­до­вать тех, кто искал сред­ст­во со­пря­жения ком­пь­ю­те­ра с элек­трон­ной техникой. К ва­шим услу­гам – 5 циф­ро­вых вхо­дов, 2 ана­ло­го­вых вхо­да с воз­мож­но­стью уси­ления или ослаб­ления сиг­на­ла, 8 циф­ро­вых вы­хо­дов, два ана­ло­го­вых вы­хо­да, объ­е­динен­ных па­рал­лель­но с вы­хо­да­ми ШИМ. Ес­ли од­ной пла­ты вам ока­жет­ся ма­ло, раз­ра­бот­чи­ки пре­ду­смот­ре­ли про­стую воз­мож­ность ис­поль­зо­вания до че­ты­рех плат Vel­leman од­но­вре­мен­но (мож­но ис­поль­зо­вать и боль­ше, но это бу­дет сложнее в реа­ли­за­ции). Един­ст­вен­ная про­бле­ма мо­жет возник­нуть с на­груз­кой, по­сколь­ку пла­ты мо­гут пи­тать­ся толь­ко от ши­ны USB.

Осо­бо сто­ит от­ме­тить воз­мож­но­сти са­мо­тес­ти­ро­вания пла­ты. Мно­го­чис­лен­ные све­то­дио­ды по­зво­лят вам про­ве­рить ра­бо­ту вы­хо­дов да­же в от­сут­ст­вие внешней на­груз­ки, а с по­мо­щью уста­нов­лен­ных на пла­те пе­ре­клю­ча­те­лей вы смо­же­те про­ве­рить ра­бо­ту и вхо­дов. Все это здо­ро­во уп­ро­ща­ет от­лад­ку про­грамм, пред­на­зна­чен­ных для взаи­мо­дей­ст­вия с пла­той-по­средником.

К пла­те при­ла­га­ет­ся бу­маж­ное опи­сание (при­ят­ная неожи­дан­ность по нынешним вре­ме­нам) и ком­пакт-диск с соф­том. Диск со­дер­жит весь­ма уста­рев­шее про­грамм­ное обес­пе­чение (пла­та все-та­ки 2003 го­да вы­пуска), пред­на­зна­чен­ное, ес­те­ст­вен­но, для Windows. Впро­чем, это не про­бле­ма, так как сто­ронние раз­ра­бот­чи­ки уже на­пи­са­ли необ­хо­ди­мое ПО для Linux, OS X и да­же iPhone, да и, как мы даль­ше уви­дим, на­пи­сать свою соб­ст­вен­ную про­грам­му взаи­мо­дей­ст­вия с пла­той со­всем не труд­но.

В сис­те­ме пла­та ре­ги­ст­ри­ру­ет­ся как уст­рой­ст­во клас­са HID, так что мы мо­жем за­дей­ст­во­вать биб­лио­те­ку libusb для управ­ления ею.

Вы­ше го­во­ри­лось об уп­ро­щен­ной воз­мож­но­сти ис­поль­зо­вания че­ты­рех плат од­но­вре­мен­но. Де­ло в том, что для ка­ж­дой ва­шей пла­ты вы мо­же­те са­мо­стоя­тель­но вы­брать од­но из че­ты­рех пре­дуста­нов­лен­ных зна­чений PID. Де­ла­ет­ся это с по­мо­щью вы­бо­ра ком­би­на­ции пе­ре­мы­чек на пла­те (под­роб­но­сти опи­са­ны в ин­ст­рук­ции). Та­ким об­ра­зом, зна­чение VID для на­шей пла­ты со­став­ля­ет 0x10CF, а до­пусти­мые зна­чения PID – 0x5500, 0x5501, 0x5502, 0x5503 со­от­вет­ст­вен­но. При под­клю­чении боль­ше­го чис­ла плат их мож­но бу­дет раз­ли­чать по се­рий­ным но­ме­рам, что, конеч­но, не так на­гляд­но.

Уст­рой­ст­во под­дер­жи­ва­ет од­ну-един­ст­вен­ную кон­фи­гу­ра­цию и один ин­тер­фейс, в ко­то­ром, по­ми­мо точ­ки досту­па 0x00, оп­ре­де­ле­ны еще две точ­ки досту­па: 0x01 для пе­ре­дач дан­ных уст­рой­ст­ву и 0x81 для чтения дан­ных, пе­ре­да­вае­мых уст­рой­ст­вом. Об­мен ин­фор­ма­ци­ей ме­ж­ду пла­той и ком­пь­ю­те­ром осу­ще­ст­в­ля­ет­ся с по­мо­щью пре­ры­ваний USB. Сра­зу по­сле инициа­ли­за­ции в сис­те­ме пла­та на­чи­на­ет по­сы­лать по­ток пре­ры­ваний, ко­то­рые со­дер­жат ин­фор­ма­цию о со­стоянии вхо­дов. Са­мо на­ли­чие это­го по­то­ка сиг­на­ли­зи­ру­ет о том, что пла­та под­клю­че­на (по­лез­ная осо­бен­ность, ес­ли учесть, что libusb по­ка что не уме­ет са­мо­стоя­тель­но оп­ре­де­лять мо­мент от­клю­чения уст­рой­ст­ва). Со­стояния вы­хо­дов так­же уста­нав­ли­ва­ют­ся с по­мо­щью пре­ры­вания, ко­то­рое ком­пь­ю­тер по­сы­ла­ет уст­рой­ст­ву.

Фор­мат пре­ры­ва­ния, ко­то­рое пла­та по­сы­ла­ет хос­ту, вы­гля­дит следующим образом: 

D A1 A2 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00

Пре­ры­вание пе­ре­да­ет 8 байт, из ко­то­рых пер­вый байт пред­став­ля­ет со­бой мас­ку со­стояния циф­ро­вых вхо­дов, а вто­рой и тре­тий бай­ты со­дер­жат зна­чения ана­ло­го­во­го сиг­на­ла (зна­чения ото­бра­жа­ют­ся в об­ласть 0 – 255).

Пре­ры­ва­ние, пред­на­зна­чен­ное для ус­та­нов­ки зна­че­ний вы­хо­дов пла­ты, вы­гля­дит не­сколь­ко ина­че: 

0x05 D A1 A2 0x00 0x00 0x00 0x00

Пер­вый байт – вол­шеб­ное чис­ло; да­лее сле­ду­ет байт-мас­ка со­стояния вось­ми циф­ро­вых вы­хо­дов, за­тем два бай­та, за­даю­щие зна­чения сиг­на­ла на ана­ло­го­вых вы­хо­дах уст­рой­ст­ва. Ос­таль­ные бай­ты не ис­поль­зу­ют­ся.

Для де­мон­ст­ра­ции взаи­мо­дей­ст­вия с пла­той-адап­те­ром мы на­пи­шем неболь­шую про­грам­му. Про­грам­ма k8055demo, ко­то­рую вы най­де­те на дис­ке, по­зво­ля­ет счи­ты­вать зна­чения ана­ло­го­вых вхо­дов адап­те­ра и уста­нав­ли­вать зна­чения ана­ло­го­вых вы­хо­дов. Кро­ме то­го, про­грам­ма пе­ре­клю­ча­ет зна­чения циф­ро­вых вы­хо­дов, ис­поль­зуя све­то­дио­ды-ин­ди­ка­то­ры как дво­ич­ный счет­чик. При по­сту­п­лении сиг­на­ла с лю­бо­го циф­ро­во­го вхо­да пла­ты этот дво­ич­ный счет­чик сбра­сы­ва­ет­ся, а зна­чения сиг­на­лов ана­ло­го­вых вы­хо­дов об­ну­ля­ют­ся.

Рас­смот­рим для при­ме­ра не­сколь­ко фраг­мен­тов лис­тин­га про­грам­мы k8055demo. Для взаи­мо­дей­ст­вия с уст­рой­ст­вом про­грам­ма ис­поль­зу­ет биб­лио­те­ку libusb, с ко­то­рый мы по­зна­ко­ми­лись в про­шлый раз. Про­це­ду­ра find_devices() ищет на ши­не USB уст­рой­ст­ва Velleman по до­пус­ти­мым зна­че­ни­ям PID. 


 unsigned short ALLOWED_PIDS[4] = {0x5500, 0x5501, 0x5502, 0x5503};
 typedef struct _devdesc
 {
   short pid;
   libusb_device * device;
   libusb_device_handle * handle;
 } devdesc;
 devdesc found[4];
 int already_found = 0;
 libusb_device **list;
 libusb_context *ctx;
 int find_devices()
 {
       libusb_init(&ctx);
       ssize_t count;
       int i, j;
       already_found = 0;
       if ((count = libusb_get_device_list(ctx, &list)) < 0) {
         printf(“error: device enumeration failed\n”);
         return 0;
       }
       for (i = 0; i < count; i++) {
              libusb_device *device = list[i];
              struct libusb_device_descriptor desc;
              libusb_get_device_descriptor(device, &desc);
              if (desc.idVendor == DEV_VID) {
                    if (already_found == 4)
                           break;
                    for (j = 0; j < 4; j++) {
                           if (desc.idProduct == ALLOWED_PIDS[j]) {
                                 found[already_found].pid = desc.idProduct; 
                         found[already_found].device = device;
                         already_found++;
                         break;
                     }
                }
           }
      }
      printf(“k8055: %i devices found\n”,already_found);
      return already_found > 0 ? 1 : 0;
 }

Мас­сив found, рас­счи­тан­ный на 4 уст­рой­ст­ва, за­пол­ня­ет­ся струк­ту­ра­ми devdesc. Ко­ли­че­ст­во най­ден­ных уст­ройств со­хра­ня­ет­ся в пе­ре­мен­ной already_found.

А вот как вы­гля­дит функ­ция read_status(), ко­то­рая воз­вра­ща­ет со­стоя­ние вхо­дов уст­рой­ст­ва. Пер­вый ар­гу­мент функ­ции – ин­декс уст­рой­ст­ва в мас­си­ве found, вто­рой ар­гу­мент – ука­за­тель на мас­сив из 8 бай­тов, в ко­то­рый за­пи­сы­ва­ют­ся дан­ные о со­стоя­нии уст­рой­ст­ва, по­лу­чен­ные с по­мо­щью пре­ры­ва­ния. 


 int read_status(int index, unsigned char * data)
 {
     int ret;
     if (!libusb_interrupt_transfer(found[index].handle, 0x81, data, 8, &ret, 100))
        return 1;
     return 0;
 }

Бы­ло бы стран­но, ес­ли бы за вре­мя су­ще­ст­во­вания пла­ты Velleman vm110/k8055 я ока­зал­ся един­ст­вен­ным, кто на­пи­сал бы Linux-ПО для столь за­ме­ча­тель­но­го уст­рой­ст­ва. Про­грам­мист Rouven Spreckels по­до­шел к во­про­су го­раз­до бо­лее осно­ва­тель­но и соз­дал це­лый про­грамм­ный па­кет k8055utils (сайт http://k8055utils.sourceforge.net; в на­стоя­щее вре­мя доступ­на уже вер­сия 2.2.0 это­го про­дук­та). Па­кет со­сто­ит из про­грам­мы-де­мо­на, ко­то­рая, соб­ст­вен­но, и управ­ля­ет уст­рой­ст­вом, а так­же кли­ен­тов, ко­то­рые мо­гут взаи­мо­дей­ст­во­вать с де­мо­ном с по­мо­щью <over>кор­ня ман­д­ра­горы</over> име­но­ван­ных ка­на­лов Linux и ка­на­лов TCP/IP.

Мосты USB

Где-то в на­ча­ле 2000‑х про­из­во­ди­те­ли же­ле­за столк­ну­лись с серь­ез­ной про­бле­мой. Нет, речь идет во­все не о пре­сло­ву­той Y2K. Про­бле­ма за­клю­ча­лась в том, что имен­но в это вре­мя стан­дарт USB на­конец-то на­чал внедрять­ся в ши­ро­кие ком­пь­ю­тер­ные мас­сы. А для ши­ро­ких масс, на пер­вых по­рах, внедрение USB бы­ло свя­за­но, пре­ж­де все­го, с про­бле­ма­ми об­рат­ной со­вмес­ти­мо­сти. С од­ной сто­ро­ны, у лю­дей бы­ло мно­го уст­ройств, ко­то­рые взаи­мо­дей­ст­во­ва­ли с ком­пь­ю­те­ром толь­ко че­рез пор­ты COM и LPT, при­чем речь тут идет не толь­ко об обо­ру­до­вании для ши­ро­ко­го по­треб­ления, за­ме­на ко­то­ро­го про­ис­хо­дит до­воль­но бы­ст­ро вслед­ст­вие за­планиро­ван­но­го мо­раль­но­го из­но­са. Глав­ная про­бле­ма за­клю­ча­лась во всяком спе­циа­ли­зи­ро­ван­ном кон­троль­но-из­ме­ри­тель­ном обо­ру­до­вании, ко­то­рое со­всем не так про­сто бы­ло за­менить. С дру­гой сто­ро­ны, су­ще­ст­во­ва­ло ог­ром­ное ко­ли­че­­ст­во про­грамм и це­лых про­грамм­ных ком­плек­сов, ко­то­рые мог­ли взаи­мо­дей­ст­во­вать со сво­им же­ле­зом толь­ко че­рез COM или LPT. Пе­ре­дел­ка все­го это­го до­б­ра мог­ла обер­нуть­ся го­раз­до бо­лее серь­ез­ны­ми за­тра­та­ми.

Для спа­сения си­туа­ции бы­ло пред­ло­же­но ло­гич­ное тех­но­ло­ги­че­­ское ре­шение. Ряд ком­паний пред­ста­вил на ры­нок уст­рой­ст­ва-пе­ре­ходники. С од­но­го кон­ца у этих пе­ре­ходников был обыч­ный разъ­ем для под­клю­чения к USB. С дру­го­го кон­ца у них бы­ли ин­тер­фей­сы, ло­ги­че­­ски (а за­час­тую и элек­три­че­­ски) со­вмес­ти­мые с RS-232 и IEEE 1284, так что раз­ра­бот­чи­ки обо­ру­до­вания мог­ли вклю­чать эти адап­те­ры в свои уст­рой­ст­ва с минималь­ны­ми кон­ст­рук­тив­ны­ми из­менения­ми (пе­ре­ходники мог­ли быть на­стоя­щи­ми ка­бе­ля­ми с дву­мя ште­ке­ра­ми, а мог­ли быть и мо­ду­ля­ми для уста­нов­ки внутрь кор­пу­са уст­рой­ст­ва). Са­мое ин­те­рес­ное про­ис­хо­- дило на уровне взаи­мо­дей­ст­вия та­ко­го адап­те­ра с ком­пь­ю­те­ром.

По­сле уста­нов­ки со­от­вет­ст­вую­ще­го драй­ве­ра ком­пь­ю­те­ру та­кой де­вайс пред­став­лял­ся как внешний (или вир­ту­аль­ный) порт COM и LPT. В ре­зуль­та­те раз­ра­бот­чи­ки уби­ва­ли обо­их зай­цев: обо­ру­до­вание и про­грам­мы, ори­ен­ти­ро­ван­ные на ста­рые пор­ты, мог­ли ра­бо­тать прак­ти­че­­ски без из­менений.

В слу­чае с эму­ля­ци­ей COM-пор­та эта схе­ма ока­за­лась на­столько жи­ву­чей, что ис­поль­зу­ет­ся до сих пор, в том чис­ле и в но­вых уст­рой­ст­вах. Фак­ти­че­­ски, рас­смот­рен­ный на­ми да­лее адап­тер MMUSB245RL для та­ких це­лей и пред­на­зна­чен. А учи­ты­вая то, что уст­рой­ст­во, ис­поль­зую­щее внут­ренний пе­ре­ходник USB-RS232, не обя­за­но ре­ги­ст­ри­ро­вать в сис­те­ме вир­ту­аль­ный COM-порт, та­ких уст­ройств в при­ро­де су­ще­ст­ву­ет го­раз­до боль­ше, чем мы ду­ма­ем.

С ин­тер­фей­са­ми LPT все ока­за­лось несколь­ко сложнее. В от­ли­чие от по­сле­до­ва­тель­ных ин­тер­фей­сов COM, к ко­то­рым под­клю­ча­ли все, что толь­ко мож­но, на­чи­ная с мы­шей и мо­де­мов и за­кан­чи­вая сис­те­ма­ми управ­ления сиг­на­ли­за­ци­ей, порт LPT ис­поль­зо­вал­ся в основ­ном для под­клю­чения прин­те­ров и сканеров. В ре­зуль­та­те на рын­ке поя­ви­лось мно­же­ст­во спе­циа­ли­зи­ро­ван­ных «прин­тер­ных» пе­ре­ходников. Со сто­ро­ны ком­пь­ю­те­ра та­кой пе­ре­ходник вы­гля­дит не как LPT-порт, а как USB-прин­тер. Со сто­ро­ны прин­те­ра мы име­ем на­стоя­щий разъ­ем LPT, но ча­стью ло­гики LPT управ­ля­ет встро­ен­ный в пе­ре­ходник кон­трол­лер, так что управ­лять уров­ня­ми сиг­на­ла на от­дель­ных вы­во­дах LPT, как это бы­ло бы воз­мож­но с на­стоя­щим LPT-пор­том, у нас не по­лу­чит­ся.

На­стоя­щие внешние LPT-пор­ты с под­клю­чением по USB и пол­ной функ­цио­наль­но­стью стан­дарт­но­го пор­та то­же встре­ча­ют­ся, но это – боль­шая ред­кость.

MMUSB245RL

Вто­рое уст­рой­ст­во, о ко­то­ром я рас­ска­жу вам, при­над­ле­жит к несколь­ко ино­му ти­пу, неже­ли пла­та Velleman. Мо­дуль MMUSB245RL фир­мы Propox (http://www.propox.com) – это один из USB-мостов, глав­ная за­да­ча ко­то­ро­го – до­ба­вить воз­мож­ность под­клю­чения к USB в уст­рой­ст­ва, из­на­чаль­но рас­счи­тан­ные на ра­бо­ту по про­то­ко­лу RS232. Для нас MMUSB245RL ин­те­ре­сен пре­ж­де все­го тем, что, в от­ли­чие от мно­гих его со­брать­ев, он не яв­ля­ет­ся про­сто кон­вер­то­ром ме­ж­ду USB и RS232. Что­бы по­нять, о чем я го­во­рю, сравним уст­рой­ст­во MMUSB245RL и, на­при­мер, ioMate. USB1 ува­жае­мой фир­мы chip45. Уст­рой­ст­во ioMate.USB1 – это пере­ходник USB-RS232 в са­мом точ­ном смыс­ле сло­ва. Под­клю­чив мо­дуль к USB-разъ­е­му, вы по­лу­чае­те на вы­хо­де все стан­дарт­ные линии RS232 (RTS, CTS, DTRи т. д.). Что же ка­са­ет­ся мо­ду­ля MMUS­B245RL, то в са­мом гру­бом при­бли­жении это та­кая шту­ка, у ко­то­рой с од­ной сто­ро­ны – разъ­ем USB тип B, а с дру­гой – 24 вы­во­да, 8 из ко­то­рых пред­на­зна­че­ны для пе­ре­да­чи дан­ных, а осталь­ные – для управ­ления этой пе­ре­да­чей. Кро­ме то­го, на пла­те мо­ду­ля есть несколь­ко пе­ре­мы­чек, с по­мо­щью ко­то­рых вы мо­же­те на­стро­ить, на­при­мер, ре­жим пи­тания мо­ду­ля (от ши­ны или от соб­ст­вен­но­го ис­точника) и уровни сиг­на­лов (3,3 воль­та ли­бо 5 вольт).

Управ­лять уст­рой­ст­ва­ми на ба­зе MMUSB245RL мож­но дву­мя спо­со­ба­ми: во-пер­вых, при под­клю­чении к ком­пь­ю­те­ру та­кое уст­рой­ст­во оп­ре­де­ля­ется как вир­ту­аль­ный COM-порт (при­чем спе­ци­аль­ных драй­ве­ров не тре­бу­ет­ся ни для Linux, ни да­же для Windows). На­при­мер, при под­клю­чении мо­ду­ля MMUSB245RL к сис­те­ме с Linux в сис­те­ме поя­вит­ся уст­рой­ст­во /dev/ttyUSB0. Да­лее об­менивать­ся дан­ны­ми с этим уст­рой­ст­вом мож­но бу­дет так же, как с лю­бым уст­рой­ст­вом, под­клю­чен­ным к по­сле­до­ва­тель­но­му пор­ту (и для это­го по­дой­дет лю­бое со­от­вет­ст­вую­щее ПО). Вто­рой ре­жим пред­по­ла­га­ет ис­поль­зо­вание фир­мен­но­го про­грамм­но­го обес­пе­чения, и о нем мы по­го­во­рим поз­же. Что же пред­став­ля­ет со­бой MMUS­B245RL с точ­ки зрения раз­ра­бот­чи­ка элек­троники?

Под­роб­ные схе­мы вы най­де­те, ес­те­ст­вен­но, в ру­ко­во­дстве к мо­ду­лю. Про­де­мон­ст­ри­ру­ем ло­ги­ку ра­бо­ты MMUSB245RL на про­стом при­ме­ре. До­пустим, ва­ше­му уст­рой­ст­ву нуж­но пе­ре­дать байт дан­ных в ком­пь­ю­тер. Мо­дуль со­дер­жит два бу­фе­ра FIFO – для прие­ма и пе­ре­да­чи дан­ных. Ес­ли мы хо­тим пе­ре­да­вать дан­ные, на­до сна­ча­ла убе­дить­ся, что со­от­вет­ст­вую­щий бу­фер не за­полнен (ина­че при­дет­ся ждать, по­ка ком­пь­ю­тер счи­та­ет дан­ные). О том, что бу-­фер не за­полнен, сви­де­тель­ст­ву­ет низ­кий уро­вень на­пря­же­ния на вы­во­де TXE (вы­вод 2). От­лич­но. Те­перь уста­нав­ли­ва­ем уровни сиг­на­ла на вы­во­дах D0–D7 со­от­вет­ст­вен­но би­то­вой мас­ке пе­ре­да­вае­мо­го бай­та и сбра­сы­ва­ем на­пря­жение на вы­во­де WR. В этот мо­мент байт с вы­во­дов D0–D7 бу­дет пе­ре­ме­щен в бу­фер вы­во­да, а по­сле воз­вра­щения зна­чения уров­ня на вы­во­де WR в ис­ход­ное со­стояние уст­рой­ст­во бу­дет го­то­во к прие­му но­во­го бай­та.

Все это я опи­сал для то­го, что­бы про­де­мон­ст­ри­ро­вать, что уст­рой­ст­во, пе­ре­даю­щее или принимаю­щее дан­ные с по­мо­щью MMUSB245RL, долж­но быть доста­точ­но ум­ным, что­бы про­ве­рять­ся и из­ме­нять со­стояния управ­ляю­щих вы­во­дов. По сравнению с ioMate.USB1 та­кая слож­ность мо­жет быть и ми­ну­сом. Дей­ст­ви­тель­но, ес­ли вам нуж­но все­го лишь за­жи­гать све­то­ди­од по сиг­на­лу с ком­пь­ю­те­ра, то в ioMate.USB1 это про­ще сде­лать, ис­поль­зуя управ­ляю­щие сиг­на­лы RS232. В MMUSB245RL все управ­ляю­щие сиг­на­лы ин­тер­фей­са от вас спря­та­ны, за­то вы мо­же­те со­сре­до­то­чить­ся на пе­ре­да­че по­то­ка бай­тов. Впро­чем, ту­пое уст­рой­ст­во мож­но сде­лать и с по­мо­щью MMUSB245RL. Ве­ро­ят­но, это уст­рой­ст­во зай­мет вто­рое ме­сто на кон­кур­се са­мых ту­пых уст­ройств. По­че­му толь­ко вто­рое? Ну, вы по­ня­ли. Для пе­ре­да­чи ка­ких-нибудь дан­ных в ком­пь­ю­тер с по­мо­щью MMUSB245RL доста­точ­но свя­зать вы­во­ды GND и WR че­рез ре­зи­стор 400 Ом и пе­ре­клю­ча­тель. При раз­мы­кании-за­мы­кании пе­ре­клю­ча­те­ля бу­фер вы­во­да бу­дет счи­ты­вать зна­чения с вы­во­дов D0–D7, что бы там ни бы­ло, и по­сы­лать их на линию. Сам факт по­яв­ления дан­ных на вхо­де COM-пор­та мо­жет со­об­щить ком­пь­ю­те­ру, что нечто про­изош­ло.

Я обе­щал рас­ска­зать о до­полнитель­ных воз­мож­но­стях про­грамм­но­го взаи­мо­дей­ст­вия с MMUSB245RL. Вме­сте с мо­ду­лем по­став­ля­ет­ся биб­лио­те­ка libftd2xx (в вер­си­ях для Windows и Li­nux), ко­то­рая реа­ли­зу­ет про­прие­тар­ный про­то­кол взаи­мо­­дей­ст­вия (ду­маю, что об­рат­ный ин­жиниринг это­го про­то­ко­ла не со­ста­вит осо­бо­го тру­да, но это от­дель­ная те­ма). Воз­мож­но­сти libftd2xx мо­гут по­ка­зать­ся из­бы­точ­ны­ми, но при гра­мот­ном и при­менении мож­но до­бить­ся очень ин­те­рес­ных ре­зуль­та­тов.

Во-пер­вых, libftd2xx по­зво­ля­ет об­менивать­ся дан­ны­ми с мо­ду­лем, ми­нуя ме­ханизм вир­ту­аль­но­го пор­та RS232. Во-вто­рых, биб­лио­те­ка по­зво­ля­ет пе­ре­про­грам­ми­ро­вать EEPROM (то бишь, ЭСП­ПЗУ) мо­ду­ля, за­ме­няя раз­лич­ные его па­ра­мет­ры, вклю­чая VID, PID и се­рий­ный но­мер. Кста­ти, libftd2xx по­зво­ля­ет вре­мен­но из­менить VID и PID и дру­ги­ми спо­со­ба­ми. Все вме­сте это оз­на­ча­ет, что мо­дуль MMUSB245RL мо­жет пред­ста­вить­ся сис­те­ме со­всем не тем, чем он яв­ля­ет­ся на са­мом де­ле. Иногда это хо­ро­шо. Ес­ли вы круп­ный раз­ра­бот­чик обо­ру­до­вания и ис­поль­зуе­те MMUSB245RL для со­пря­жения уст­ройств с ком­пь­ю­те­ром, вам мо­жет быть со­всем ни к че­му, что­бы ва­ши уст­рой­ст­ва сис­те­ма оп­ре­де­ля­ла как вир­ту­аль­ный COM-порт про­из­вод­ст­ва ком­пании FTDI (имен­но эта фир­ма про­из­во­дит чип кон­трол­ле­ра). Вы мо­же­те за­хо­теть при­пи­сать уст­рой­ст­ву свою мар­ку, и FTDI не воз­ра­жа­ет про­тив та­кой под­ме­ны (кро­ме то­го, за­ме­на PID мо­жет быть про­сто необ­хо­ди­ма для пра­виль­ной за­груз­ки драй­ве­ров, и тут FTDI во­об­ще идет вам на­встре­чу и го­то­ва пре­доста­вить уникаль­ные зна­чения PID из соб­ст­вен­ных за­кро­мов). Па­ра­мет­ры мо­ду­ля мож­но, конеч­но, под­ме­нять и с бо­лее ин­те­рес­ны­ми це­ля­ми: на­при­мер, что­бы вы­дать его за де­вайс ка­кой-нибудь из­вест­ной фир­мы. Од­нако рас­про­стра­нять­ся на эту те­му мы не бу­дем.

Мы дос­та­точ­но под­роб­но рас­смот­ре­ли уст­рой­ст­ва, ко­то­рые мо­гут быть ор­га­на­ми управ­ле­ния на­шим ум­ным до­мом; при­шло вре­мя еще раз взгля­нуть на центр управ­ле­ния им. Но это бу­дет те­мой для сле­дую­щей ста­тьи.

Источник — «http://wiki.linuxformat.ru/wiki/index.php?title=LXF141:Intefaces&oldid=13672»
Персональные инструменты
купить
подписаться
Яндекс.Метрика