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
Nucleo-64搭载STM32L073RZ MCU提供了一个经济实惠且灵活的平台,供开发人员探索新的想法并原型化其设计。该板利用了STM32微控制器的多功能性,使用户能够为其项目选择性能和功耗之间的最佳平衡。它采用LQFP64封装的STM32微控制器,并包括一些必要的组件,例如用户LED,可以同时作为ARDUINO®信号使用,以及用户和复位按钮,以及用于精准定时操作的32.768kHz晶体振荡器。设计时考虑了扩展性和灵活性,Nucleo-64板具有ARDUINO®
Uno V3扩展连接器和ST morpho扩展引脚标头,为全面项目集成提供了对STM32 I/O的完全访问权限。电源选项具有适应性,支持ST-LINK USB VBUS或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个内置的ST-LINK调试器/编程器,具有USB重新枚举功能,简化了编程和调试过程。此外,该板还设计了外部SMPS,以实现有效的Vcore逻辑供电,支持USB设备全速或USB SNK/UFP全速,以及内置的加密功能,增强了项目的功耗效率和安全性。通过专用
连接器提供了额外的连接性,用于外部SMPS实验、ST-LINK的USB连接器和MIPI®调试连接器,扩展了硬件接口和实验的可能性。开发人员将通过STM32Cube MCU软件包中全面的免费软件库和示例得到广泛的支持。这与与各种集成开发环境(IDE)的兼容性相结合,包括IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM和STM32CubeIDE,确保了平稳高效的开发体验,使用户能够充分发挥Nucleo-64板在其项目中的功能。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
ARM Cortex-M0
MCU 内存 (KB)
192
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
64
RAM (字节)
20480
你完善了我!
配件
Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。
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
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
额外支持
资源
类别:通用串行总线