Přeskočit obsah

USB-TTL

Adaptér USB-TTL nebo USB-UART umožňuje vašemu počítači komunikovat s mikrokontrolérem přes UART přes USB.

Potřebujete ho pro:

  • flashování některých desek;
  • čtení protokolů;
  • ladění komunikace UART;
  • konfiguraci modulů;
  • obnovení desky, když normální USB nefunguje;
  • připojení k zařízení bez vestavěného USB-UART.

Běžné adaptéry používají čipy jako CH340, CP2102, FT232 a podobně.

USB-TTL nebo USB-UART

Popisy spotřebitelů často říkají USB-TTL.

Technicky to obvykle znamená USB-UART adaptér s logickými úrovněmi TTL.

Hlavní věc na pochopení:

  • strana USB se připojuje k počítači;
  • strana UART se připojuje k mikrokontroléru;
  • adaptér není programátor pro všechny desky;
  • adaptér nenahrazuje ST-Link, pokud potřebujete flashovat STM32 přes SWD.

Hlavní spoje

Typicky jsou zde:

  • GND;
  • TX;
  • RX;
  • VCC nebo 3V3/5V;
  • někdy DTR;
  • někdy CTS, RTS.

Minimum pro komunikaci:

  • GND;
  • TX;
  • RX.

Napájení je připojeno pouze pokud si jste jistí, že by měl adaptér napájet desku.

TX a RX jsou křížově připojeny

UART je připojen takto:

adaptér TX -> deska RX
adaptér RX -> deska TX
adaptér GND -> deska GND

TX je přenos.

RX je příjem.

Vysílač jednoho zařízení musí být připojen k přijímači druhého.

Pokud připojíte TX na TX, komunikace obvykle nefunguje.

Křížově připojené TX/RX v připojení UART

Zdroj: SparkFun Electronics, CC BY-SA 4.0

Společný půdorys

Adaptér GND a deska GND musí být připojeny.

Bez společného půdorysu UART nemusí fungovat nebo bude fungovat nestabilně.

I když je deska napájena z oddělené zdroje, pro signálovou úroveň je stále potřeba půdorys.

Logické úrovně 3,3V a 5V

Toto je jeden z nejdůležitějších bodů.

Adaptér může pracovat s logikou na:

  • 3.3V;
  • 5V;
  • přepínatelný 3.3V/5V.

Mnoho moderních desek a modulů používá logiku 3,3V: ESP32, RP2040, mnoho STM32.

Pokud použijete signál UART 5V na vstup 3,3V, můžete poškodit pin nebo celou desku.

Před připojením ověřte:

  • jakou logickou úroveň deska používá;
  • jakou logickou úroveň adaptér používá;
  • co dělá přepínač 3,3V/5V;
  • zda přepínač mění pouze napájení VCC nebo také úrovně TX/RX.

Některé adaptéry poskytují napájení 5V, ale signály logiky 3,3V. Ostatní mění jak napájení, tak úrovně. Zkontrolujte dokumentaci konkrétního adaptéru.

Napájení z adaptéru

Nemusíte vždy připojovat VCC.

Často je bezpečnější připojit pouze:

  • GND;
  • TX;
  • RX.

Napájejte desku z jejího normálního zdroje.

Můžete připojit VCC z adaptéru, pokud:

  • deska je hodnocena na toto napětí;
  • proud desky je v rozsahu možností adaptéru;
  • není zde žádné jiné napájení ve stejné dobu;
  • dokumentace desky umožňuje napájení přes tento pin.

Nebezpečná chyba je napájení z adaptéru USB-UART a zároveň ze samostatného zdroje, což způsobuje konflikt zdrojů.

DTR a automatické resetování

Některé desky používají DTR pro automatické resetování během flashování.

Například Arduino Pro Mini a podobné desky mohou používat DTR přes kondenzátor pro automatické resetování.

Pokud flashování nezačíná automaticky, může to být proto, že:

  • DTR není připojen;
  • je potřeba ruční reset;
  • je vybrán nesprávný adaptér;
  • je vybrán nesprávný bootloader;
  • je nesprávně vybrána rychlost nebo deska v IDE.

Pro jednoduché čtení protokolu DTR obvykle není potřeba.

Jak zkontrolovat, zda je adaptér viditelný pro systém

Na macOS a Linuxu se adaptér obvykle zobrazuje jako zařízení v /dev.

Příklady:

ls /dev/tty.*
ls /dev/cu.*
ls /dev/ttyUSB*
ls /dev/ttyACM*

Na Windows se zobrazuje jako port COM.

Pokud se port neobjeví:

  • zkontrolujte USB kabel;
  • zkuste jiný port USB;
  • zkontrolujte ovladač;
  • ověřte, že to není jen nabíjecí kabel;
  • podívejte se, jaký čip je na adaptéru: CH340, CP2102, FT232.

Levné adaptéry někdy vyžadují samostatný ovladač, zejména na Windows.

Loopback test

Jednoduchý způsob, jak zkontrolovat adaptér:

  1. Připojte spolu TX a RX adaptéru.
  2. Otevřete sériový terminál.
  3. Vyberte port a rychlost.
  4. Zadejte text.

Pokud se znaky, které napíšete, vrátí, adaptér a port pravděpodobně fungují.

Po testu odeberte přemostění mezi TX a RX.

Běžné chyby

  • TX připojen na TX a RX na RX;
  • zapomenut společný GND;
  • vybrána úroveň 5V pro desku 3,3V;
  • připojena VCC i když je deska již napájena odděleně;
  • USB kabel se ukázal jako pouze nabíjecí;
  • CH340/CP210x/FTDI ovladač není nainstalován;
  • vybrán nesprávný port COM;
  • rychlost UART se neshoduje;
  • očekávání USB-UART pro flashování STM32 přes SWD;
  • zmatek v režimu boot nebo resetování během flashování.

Podstatné

  • USB-UART adaptér je potřeba pro komunikaci UART mezi počítačem a deskou.
  • Minimum pro komunikaci: GND, TX, RX.
  • Adaptér TX jde na desku RX, adaptér RX jde na desku TX.
  • Před připojením zkontrolujte logické úrovně 3,3V/5V.
  • VCC je připojena pouze pokud si jste jistí, že potřebujete napájení z adaptéru.
  • Pokud adaptér není viditelný, zkontrolujte kabel, ovladač a port USB.

Referenční materiály