初学者
10 分钟

使用CP2110和MK64FN1M0VDC12简化USB与UART设备之间的数据传输

瞬间完成从USB到UART的转换!

USB UART 5 Click with Clicker 2 for Kinetis

已发布 6月 27, 2024

点击板

USB UART 5 Click

开发板

Clicker 2 for Kinetis

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

MK64FN1M0VDC12

通过 USB 转 UART 魔术革新您的数据通信项目 – 这是一种紧凑高效的解决方案,能够快速且无缝地连接您的设备。

A

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硬件概览

它是如何工作的?

USB UART 5 Click 基于 CP2110,这是一款来自 Silicon Labs 的单芯片 HID USB 到 UART 桥接控制器。CP2110 中的 USB 功能控制器是符合 USB 2.0 标准的全速设备,集成了 USB 收发器、一次性可编程 ROM 和异步串行数据总线 (UART),集成在一个紧凑的封装中。CP2110 的 UART 功能包括支持 300 到 1Mbps 的波特率、硬件流控制、RS-485 支持以及用户定义的用于状态和控制信息的 GPIO 信号。USB 功能控制器管理 USB 和 UART 之间的所有数据传输、USB 主控制器生成的命令请求以及用于控制 UART 和 GPIO 引脚功能的命令。CP2110 使用标准的 USB HID 设备类,大多数操作系统原生支

持。此设备无需安装自定义驱动程序。此外,CP2110 还支持用于电源管理目的的 USB 挂起和恢复模式。当在 mikroBUS™ 插座的 SPD 引脚上检测到挂起信号时,CP2110 进入挂起模式。进入挂起模式时,SPD 信号被断言,但在复位条件(RST 引脚)之后,直到 USB 枚举期间设备配置完成,也可以断言 SPD 信号。SPD 引脚在设备处于挂起状态时检测到高电平逻辑,在设备处于正常模式时检测到低电平逻辑,这也通过标记为 CONNECTED 的红色 LED 进行视觉指示。此 Click board™ 还具有 8 个 GPIO 信号,位于未填充的引脚排上,用户定义用于状态和控制信息。四个 GPIO 信号支持备用功能,

包括从 24MHz 到 47kHz 的可配置时钟输出 (CLK)、RS-485 收发器控制以及 TX 和 RX LED 切换功能。此外,由于 CP2110 能够在 USB 总线电压的帮助下通过内部稳压器为其所有部分提供足够的电源,USB UART 5 Click 可以在 USB 供电配置中工作。要选择这种工作模式,必须将跳线 PWR SEL 切换到标记为 VBUS 的位置。此 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下运行。在使用具有不同逻辑电平的 MCU 之前,板必须进行适当的逻辑电压电平转换。此外,该 Click board™ 配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

USB UART 5 Click hardware overview image

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。

Clicker 2 for Kinetis dimensions image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

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

Suspend Mode
PB2
AN
Reset
PB11
RST
UART RTS
PC4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
UART CTS
PB13
INT
UART TX
PD3
TX
UART RX
PD2
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

USB UART 5 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Clicker 2 for PIC32MZ front image hardware assembly

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。

Clicker 2 for PIC32MZ front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Micro B Connector Clicker 2 Access - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Flip&Click PIC32MZ MCU step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

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 USB UART 5 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • usbuart5_generic_write - USB UART 5 数据写入功能

  • usbuart5_generic_read - USB UART 5 数据读取功能

  • usbuart5_reset_device - USB UART 5 重置设备功能

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 main.c
 * @brief USB UART 5 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example reads and processes data from USB UART 5 Click board™.
 * The library initializes and defines the UART bus drivers 
 * to transmit or receive data.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes driver, wake-up module, and performs the default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Any data which the host PC sends via HidUartExample 
 * will be sent over USB to the click board and then it will be read and 
 * echoed back by the MCU to the PC where the terminal program will display it.
 * Results are being sent to the UART Terminal, where you can track their changes.
 *
 * @note 
 * Make sure to download and install 
 * CP2110/4 Software package for Windows/Mac/Linux on the host PC.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "usbuart5.h"

static usbuart5_t usbuart5;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    usbuart5_cfg_t usbuart5_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * 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.
    usbuart5_cfg_setup( &usbuart5_cfg );
    USBUART5_MAP_MIKROBUS( usbuart5_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( UART_ERROR == usbuart5_init( &usbuart5, &usbuart5_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }

    usbuart5_default_cfg ( &usbuart5 );
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    char rx_data = 0;
    if ( usbuart5_generic_read ( &usbuart5, &rx_data, 1 ) )
    {
        if ( usbuart5_generic_write ( &usbuart5, &rx_data, 1 ) )
        {
            log_printf( &logger, "%c", rx_data );
        }
    }
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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