使用 CP2102N 和 MK64FN1M0VDC12 提升您的项目数据通信能力。
连接世界：轻松进行数据传输的 USB 到 UART 桥接器。
已发布 6月 26, 2024
点击板
USB UART 3 Click
开发板
Clicker 2 for Kinetis
编译器
NECTO Studio
微控制器单元
MK64FN1M0VDC12
我们的 USB 到 UART 通信接口桥接解决方案简化了 USB 和 UART 设备之间的数据交换，确保快速且无错误的连接。
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硬件概览
它是如何工作的？
USB UART 3 Click 基于 Silicon Labs 的高度集成 USB 转 UART 接口 CP2102N。此 IC 为嵌入式应用添加 USB 到 UART 通信，一旦安装了所需驱动程序，它将注册为虚拟 COM 端口。该设备本身具有通信所需的完整堆栈，因此不需要固件来处理 UART 和 USB 之间的数据传输过程。它提供从 300bps 到 3Mbps 的数据速率范围，支持硬件流控制，拥有 512 字节长的 FIFO 缓冲区、USB 挂起和唤醒、960 字节的非易失性配置存储器（EEPROM）等。设备带有预编程的工厂设置，因此它作为虚拟 COM 端口设备工作，需安装相应的虚拟 COM 端口设备驱动程序。在这种情况下，它将提供完全符合 RS232 的虚拟 COM 端口，可以像计算机上的其他 COM 端口一样使用和配置，USB 数据在 UART 的 RX 和 TX 引脚上可用。Click board™ 的 USB 端口由 USBLC6-2SC6 保护，这是一款非常低电容的 ESD 保护 IC，并且符合 USB 2.0 标准。使用 USBXpress™ 驱动程序时，可以通过 Silicon Labs 开发的软件应用程序 Simplicity Studio 中的 Xpress Configurator 配置设备。这提供了一个图形用户界面，用于简化该设备各种参数的配置。通过将通信配置为使用硬件握手，可以利用内部 FIFO 缓冲区以提高速度和可靠性。这需要使用 RTS
和 CTS 引脚。硬件流控制使用这些引脚来信号传递内部 FIFO 缓冲区几乎已满的状态。当 FIFO 缓冲区几乎满时，RTS 引脚将被拉到高电平。另一方面，CTS 引脚检测到这种情况，当拉到高电平时，将不再发送数据（在 CTS 引脚被驱动到高电平状态后最多发送两个字节）。通过使用硬件流控制，在高波特率下不会发生接收器溢出情况。因此，建议在 1 Mbaud 或更高波特率的通信中使用它。也支持通过 XON 和 XOFF 字符的软件握手。RTS 和 CTS 引脚分别连接到 mikroBUS™ 的 INT 和 CS 引脚。USB 挂起事件将在两个 CP2102N 引脚上指示：SUSPEND 和 SUSPEND#。当 USB 端口挂起 IC 时，这些引脚将分别被拉到低电平和高电平。SUSPEND# 线用于点亮标有 SUSP 的 LED 指示灯，而 SUSPEND 引脚连接到 mikroBUS™ 的 AN 引脚，向 MCU 指示 USB 挂起事件。这可以用于节能目的，因为在 USB 挂起事件的情况下可以关闭外部电路。该设备还具有远程唤醒功能。当 USB 端口处于挂起模式时，通过将 WAKEUP 引脚拉到低电平，CP2102N 将开始 USB 唤醒序列。请注意，操作系统必须允许这一点，通过设置适当的电源管理选项（在 Windows 操作系统中导航到属性 > 电源管理 > 允许此设
备唤醒计算机）。WAKEUP 引脚连接到 mikroBUS™ 的 PWM 引脚。WAKEUP 引脚与 GPIO3 引脚功能复用，如果不需要 WAKEUP 功能，可以重新配置它。硬件重置引脚也可用。该引脚连接到 mikroBUS™ 的 RST 引脚，将其拉到低电平将重新初始化设备。注意，SUSP LED 在上电复位或任何其他类型的复位后将点亮，在 USB 枚举序列期间。UART RX 和 TX 引脚连接到适当的 mikroBUS™ UART 引脚，用于发送（接收）从（到）主机 MCU 的 UART 类型通信。这些引脚与内部 FIFO 缓冲区交换 UART 数据。这允许 USB 收发器将数据包发送（接收）到（从）计算机并与 UART 部分交换。数据流通过两个标有 TX 和 RX 的板载 LED 指示灯指示。这些 LED 与 GPIO0 和 GPIO1 引脚功能复用，因此不建议在配置器中更改它们。Silicon Labs 提供了广泛的文档，解释其软件应用程序的操作和功能，因此如果需要更多信息，可以参考这些文档。虚拟 COM 端口驱动程序的链接在下载部分提供。根据 CP2102N 设备的可配置 PID 和 VID 值安装驱动程序。默认情况下，设备设置为虚拟 COM 端口 (VCP) USB 到 UART 桥接器。有关构建定制驱动程序的更多信息，请参考 Silicon Labs 文档。
功能概述
开发板
Clicker 2 for Kinetis 是一款紧凑型入门开发板，它将 Click 板™的灵活性带给您喜爱的微控制器，使其成为实现您想法的完美入门套件。它配备了一款板载 32 位 ARM Cortex-M4F 微控制器，NXP 半导体公司的 MK64FN1M0VDC12，两个 mikroBUS™ 插槽用于 Click 板™连接，一个 USB 连接器，LED 指示灯，按钮，一个 JTAG 程序员连接器以及两个 26 针头用于与外部电子设备的接口。其紧凑的设计和清晰、易识别的丝网标记让您能够迅速构建具有独特功能和特性
的小工具。Clicker 2 for Kinetis 开发套件的每个部分 都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了可以选择 Clicker 2 for Kinetis 的编程方式，使用 USB HID mikroBootloader 或外部 mikroProg 连接器进行 Kinetis 编程外，Clicker 2 板还包括一个干净且调节过的开发套件电源供应模块。它提供了两种供电方式；通过 USB Micro-B 电缆，其中板载电压调节器为板上每个组件提供适当的电压水平，或使用锂聚合物 电池通过板载电池连接器供电。所有 mikroBUS™ 本
身支持的通信方法都在这块板上，包括已经建立良好的 mikroBUS™ 插槽、重置按钮和几个用户可配置的按钮及 LED 指示灯。Clicker 2 for Kinetis 是 Mikroe 生态系统的一个组成部分，允许您在几分钟内创建新的应用程序。它由 Mikroe 软件工具原生支持，得益于大量不同的 Click 板™（超过一千块板），其数量每天都在增长，它涵盖了原型制作的许多方面。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU
建筑
ARM Cortex-M4
MCU 内存 (KB)
1024
硅供应商
NXP
引脚数
121
RAM (字节)
262144
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看！”
Click board™ 原理图
一步一步来
项目组装
从选择您的开发板和Click板™开始。以Clicker 2 for Kinetis作为您的开发板开始。
实时跟踪您的结果
应用程序输出
1. 应用程序输出 - 在调试模式下，“应用程序输出”窗口支持实时数据监控，直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境，以确保数据正确显示。
2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输，实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置，以确保正常运行。有关分步设置说明，请参考提供的教程。
3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据，使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置，请按照提供的教程，其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时，请使用以下函数：plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式，用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称，并将“variable_name”替换为要显示的参数。
软件支持
库描述
该库包含用于 USB UART 3 Click 驱动程序的 API。
关键功能:
usbuart3_reset- 重置功能usbuart3_get_susp- 设置设备模式usbuart3_send_command- 发送命令功能
开源
代码示例
完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio。 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。
/*!
* \file
* \brief UsbUart3 Click example
*
* # Description
* This example reads and processes data from USB UART 3 clicks.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes driver and power module.
*
* ## Application Task
* Reads data and echos it back to device and logs it to board.
*
* \author MikroE Team
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "usbuart3.h"
#include "string.h"
#define PROCESS_RX_BUFFER_SIZE 500
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES
static usbuart3_t usbuart3;
static log_t logger;
static int32_t rsp_size;
static char uart_rx_buffer[ PROCESS_RX_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg;
usbuart3_cfg_t cfg;
/**
* Logger initialization.
* Default baud rate: 115200
* Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
* @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX
* are defined as HAL_PIN_NC, you will
* need to define them manually for log to work.
* See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
*/
LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
log_init( &logger, &log_cfg );
log_info( &logger, "---- Application Init ----" );
// Click initialization.
usbuart3_cfg_setup( &cfg );
USBUART3_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
usbuart3_init( &usbuart3, &cfg );
usbuart3_reset( &usbuart3 );
}
void application_task ( void )
{
rsp_size = usbuart3_generic_read( &usbuart3, uart_rx_buffer, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );
if ( rsp_size > 0 )
{
usbuart3_generic_write( &usbuart3, uart_rx_buffer, rsp_size );
log_printf( &logger, "%s", uart_rx_buffer );
memset( uart_rx_buffer, 0, rsp_size );
}
}
int main ( void )
{
/* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
#ifdef PREINIT_SUPPORTED
preinit();
#endif
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
return 0;
}
// ------------------------------------------------------------------------ END
/*!
* \file
* \brief UsbUart3 Click example
*
* # Description
* This example reads and processes data from USB UART 3 clicks.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes driver and power module.
*
* ## Application Task
* Reads data and echos it back to device and logs it to board.
*
* \author MikroE Team
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "usbuart3.h"
#include "string.h"
#define PROCESS_RX_BUFFER_SIZE 500
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES
static usbuart3_t usbuart3;
static log_t logger;
static int32_t rsp_size;
static char uart_rx_buffer[ PROCESS_RX_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg;
usbuart3_cfg_t cfg;
/**
* Logger initialization.
* Default baud rate: 115200
* Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
* @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX
* are defined as HAL_PIN_NC, you will
* need to define them manually for log to work.
* See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
*/
LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
log_init( &logger, &log_cfg );
log_info( &logger, "---- Application Init ----" );
// Click initialization.
usbuart3_cfg_setup( &cfg );
USBUART3_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
usbuart3_init( &usbuart3, &cfg );
usbuart3_reset( &usbuart3 );
}
void application_task ( void )
{
rsp_size = usbuart3_generic_read( &usbuart3, uart_rx_buffer, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );
if ( rsp_size > 0 )
{
usbuart3_generic_write( &usbuart3, uart_rx_buffer, rsp_size );
log_printf( &logger, "%s", uart_rx_buffer );
memset( uart_rx_buffer, 0, rsp_size );
}
}
int main ( void )
{
/* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
#ifdef PREINIT_SUPPORTED
preinit();
#endif
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
return 0;
}
// ------------------------------------------------------------------------ END
/*!
* \file
* \brief UsbUart3 Click example
*
* # Description
* This example reads and processes data from USB UART 3 clicks.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes driver and power module.
*
* ## Application Task
* Reads data and echos it back to device and logs it to board.
*
* \author MikroE Team
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "usbuart3.h"
#include "string.h"
#define PROCESS_RX_BUFFER_SIZE 500
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES
static usbuart3_t usbuart3;
static log_t logger;
static int32_t rsp_size;
static char uart_rx_buffer[ PROCESS_RX_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg;
usbuart3_cfg_t cfg;
/**
* Logger initialization.
* Default baud rate: 115200
* Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
* @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX
* are defined as HAL_PIN_NC, you will
* need to define them manually for log to work.
* See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
*/
LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
log_init( &logger, &log_cfg );
log_info( &logger, "---- Application Init ----" );
// Click initialization.
usbuart3_cfg_setup( &cfg );
USBUART3_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
usbuart3_init( &usbuart3, &cfg );
usbuart3_reset( &usbuart3 );
}
void application_task ( void )
{
rsp_size = usbuart3_generic_read( &usbuart3, uart_rx_buffer, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );
if ( rsp_size > 0 )
{
usbuart3_generic_write( &usbuart3, uart_rx_buffer, rsp_size );
log_printf( &logger, "%s", uart_rx_buffer );
memset( uart_rx_buffer, 0, rsp_size );
}
}
int main ( void )
{
/* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
#ifdef PREINIT_SUPPORTED
preinit();
#endif
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
return 0;
}
// ------------------------------------------------------------------------ END
