USB-to-UART (2/3) – Entwurf der aktuellen Platine

(Zum ersten Post)

Die aktuelle Platine trägt die Versionsnummer 6 (Die Versionen 1, 4 und 5 haben es nie geschafft, den Bildschirm zu verlassen ;). Die Abmessungen der auf dem Bild gezeigten Platine betragen 20,4mm x 43,2mm (entlang der Fräslinie), beziehungsweise 19,4mm x 42,2mm bei 1mm Fräskopf-Durchmesser.

Unterseite der Platine mit bestückten LEDs.
Halbtransparente bestückte Platinenoberseite.

Zunächst habe ich Wünsche und Ideen gesammelt, die ich in die neue Version einfließen lassen kann.
Die folgenden Punkte habe ich an dem hier gezeigten Modell umgesetzt:

  • Die Kontakte der Adapterplatine sollen kompatibel zu Standard-IC-Fassung für DIL-Gehäse sein (Link zu Bauteil: siehe unten)
  • Eine einseitige Bestückung soll direktes Verlöten mit einer darunterliegenden Platine ermöglichen (Hierzu kann die Platine an den Rändern heruntergefeilt werden um SMD-lötbare Halbloch-Kantenkontakte zu erhalten)
    ftdi.board mit Halbloch Kantenkontakten.
  • LEDs für TX, RX und POWER. Die LEDs können von beiden Seiten bestückt werden, je nach dem, wie die Platine eingesetzt wird. Werden die LEDs nicht benötigt, müssen sie nicht bestückt werden. Die Funktion wird dadurch nicht beeinträchtigt. Eine doppelte Bestückung der LEDs ist vor mir nicht vorgesehen, könnte aber möglich sein.
  • Transistor zum automatischen Abschalten der 5V USB-Spannung für eine externen Schaltung, wenn der USB-Host in den Schlafmodus wechselt oder den geforderten Strom nicht liefern kann (Transistor ist mit einem Jumper überbrückbar). Wird der Transistor nicht benötigt, so muss er nicht bestückt werden, ein Jumper auf Bridge V_USB funktioniert auch.
  • Herausführung aller RS-232 Pins inklusive der Pins für Hardware flow control
  • Herausführung der BitBang und CBus-BitBang Pins
  • Wahlweise 3,3V oder 5V als Spannungspegel für die Ein- und Ausgänge. Optional kann eine eigene Spannungs als Referenz (1,8V – 5V) genutzt werden. Die vom FTDI bereitgestellten 3,3V können über den VCCIO Pin auch zur Versorgung einer eigenen Schaltung genutzt werden (Vorsicht: Maxmial 50mA)
  • Bereitstellung eines Taktsignals (Konfigurierbar zwischen 6, 12, 24 und 48MHz, Ausgabe über CBUS Pins)

Pinout

Im folgenden sind die Verschiedenen Anschlüsse der Platine zu sehen, dem Schlüssel des Bildes folgend, haben verschiedene Gruppen unterschiedliche Farben. Hierbei lohnt es sich ein Blick in das unten verlinkte Datenblatt (DS) zu werfen.

Spannungsversorgung
Die zwischen Vdd und GND bereitgestellte Spannung von 5V kann zur Versorgung der eigenen Schaltung genutzt werden. Diese Spannung wird eingeschaltet, sobald der FTDI ordnungsgemäss im Betriebssystem angemeldet ist. (Geht der PC in den Standby-Modus oder kann den Strombedarf nicht erfüllen, bleibt Vdd ausgeschaltet, siehe DS Kapitel 3.5 und 6.1/6.2)
Achtung: Diese Spannung wird du die Pegel-Wahl nicht beeinflusst!
Spannungsüberbrückung
Soll die Spannung immer zur Verfügung stehen, also vom USB-Stecker direkt durchgeleitet werden, ist dieser Jumper zu setzen.
Spannungspegel-Wahl
Hiermit wird der Spannungspegel für die Kommunikation mit der angeschlossenen Schaltung festgelegt. Das beeinflusst nicht die Spannung Vdd! Mit einem Jumper kann zwischen 5V USB-Spannung und geregelten 3,3V von FT232R gewählt werden. Die 3,3V können am Pin Vio abgegriffen werden, wenn die Pegelwahl auf 3,3V gestellt wurde, der Strom ist hierbei auf 50mA limitiert.
UART-Kommunikations Pins
Mit diesen Pins kann eine Kommunikationsschnittstelle inklusive Hardware-Handshaking realisiert werden. Die RXD und TXD Anschlüsse auf beiden Seiten sind identisch.
Für eine einfache Kommunikation reicht natürlich eine Verbindung mit den Pins TXD, RXD und GND.
Aktuelle CBus-Funktion
Die Funktion dieser Pins kann über das EEPROM programmiert werden (DS Kapitel 3.5).
BitBang Pins
Diese Pins können im BitBang-Modus und CBUS BitBang-Modus wie normale I/O-Pins genutzt werden. Um diesen Modus nutzen zu können, muss das entsprechende Programm den FTDI-Treiber einbinden und nutzen, statt nur auf den COM-Port zuzugreifen. Man kann ihn somit unter anderem als SPI-Schnittstelle (Hierzu vielleicht später mehr) oder ISP-Programmer einsetzen.
Nutzt man die CBUS Pins im BitBang-Modus, ist natürlich darauf zu achten, dass dies auch die Funktion der RX und TX-LEDs, sowie die geschaltete Spannungsversorgung beeinflusst. Werden währenddessen die Vdd-Pins zur Versorgung einer eigenen Schaltung genutzt, empfiehlt sich die Verwendung der Spannungsüberbrückung.

ftdi.Board Pinout

Linksammlung

Zum Aufbau und Inbetriebnahme.

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