USB-シリアル変換モジュールを使って、PCとAVRで通信ができるようにする。
AVRの通信というと、UART(USART)やら、I2Cやら、SPIやらという単語が出てくるけど、それぞれの位置づけがよくわかっていない。
今回使うUART(USART)は、送信と受信の2つのポートでデータのやり取りをする方式で、基本的には1対1の通信なのかな?
I2Cってのは、同じ2本だけど、複数繋いで、それぞれを識別してデータを送れる、バス通信の方式なのかな?
SPIは4本使って、複数繋いで、I2Cより速くデータを送れるバス通信の方式?
AVRはこれらの方式をサポートしていて、それぞれ違うレジスタとポートを使って、機能を実現するっぽい。
UART(USART)はRXD(PD0)とTXD(PD1)、I2CはSCL(PC5)とSDA(PC4)、SPIはSCK(PB5)とMISO(PB4)とMOSI(PB3)とSS(PB2)なので、使う機能によって繋げる場所を変えないといけないということか。
秋月のUSB-シリアル変換モジュールをPCのUSBに繋ぐと、まず、ドライバのインストールをする必要がある。
FT232RのUSB UARTドライバと、USBシリアルポートドライバの2つ。
ドライバは、以下のページからダウンロードできる。
FTDI社のドライバダウンロードページ
VCPとD2XXというのがあるけど、今はどちらも同じファイルが置いてあるらしい。
昔は用途で分かれていたとかなんとか。
どっちのページに行ってもいいので、OS(今回はXP用)に対応したドライバをダウンロード。
ファイルを解凍しておいて、モジュールにPCからUSBを接続すると、ドライバのインストールウィザードが出るので、解凍したフォルダを指定してインストール。
2回とも同じフォルダね。
インストールが終わると、デバイスマネージャのポートのところに、今インストールしたシリアルポートが出来ているはず。
今回の例だと、COM8として認識されています。(AVRライタがCOM7)
とりあえずの動作確認を行うために、まず、TeraTermをダウンロードしてインストール。
まぁ、標準のハイパーターミナルとかでもいいんだけど、使い慣れてないから……。
で、モジュールのTXDとRXDのピンを、ジャンパで繋ぐ。
送信ポートと受信ポートをつないで、ループバックで返すようにするってことね。
繋いだら、TeraTermを立ち上げて、接続先をシリアルの、インストールしたポートを指定。(今回はCOM8)
繋がったら、適当に文字を入力してみて、それが画面に表示されたら、動作確認OK。
入力した文字が、USBを経由して、モジュールのTXD(送信側)からRXD(受信側)を通って、画面に表示されているってことね。
デフォルトの9600bpsでつながるけど、今回はこの速度のままで動作は確認できた。
TXDとRXDのピンを繋いでるジャンパを抜いたら、文字を入力しても表示されなくなるから、表示される=ちゃんと繋がってるってことで。
今回は、RXD(PD0)とTXD(PD1)のピンを使うため、今までPDに繋がっていたLCDを、PBに移動しました。
それに伴って、LCDライブラリも多少手を加えてあります。
FT232RLには、PCからUSBが繋がっており、電源はそっちから取っています。
AVRの方から取ってもいいとは思うんだけど。
試してみたら、FT232RLに繋がってるUSBの方から、経路はわからんけど電流が漏れてしまっているらしい……。
FT232RLにUSBを繋ぐと、基板の電源の方に付けている、導通確認用のLEDが、SWもOFFのままなのに、うっすらと光ってました。
その電流の影響があるのか、基板のSWをONにした最初のタイミングで、LCDの初期化に失敗して、文字が出力されないようでした。
リセットボタンを押すと、正常に表示されるんだけどね。
なので、電源は基板と同じ方から取るようにしました。
で、FT232RLのTXD(送信側)をAVRのRXD(受信側)に、FT232RLのRXD(受信側)をAVRのTXD(送信側)に繋げて終了。
もうブレッドボードがいっぱいいっぱい……。
というわけで、後で追加でブレッドボードを購入します。
↓
ちょっとすっきり!
まず、メインで参照する各種ライブラリ。
ユーティリティヘッダユーティリティソースLCDライブラリヘッダLCDライブラリソース
#include <stdio.h> #include "LcdLib.h" #include "util.h" #define SERIAL_BPS 25 // ボーレート設定値 void Serial_init( void ) { UBRR0 = SERIAL_BPS; // ボーレート分周値レジスタ(1MHz駆動の2400bpsに設定) UCSR0B = 0b00011000; // 受信許可bitと送信許可bitを立てる UCSR0C = 0b00000110; // 非同期/パリティ禁止/停止1bit/データbit長8bit } void Serial_rcvchar( char *data ) { while( !( UCSR0A & 0b10000000 )){ ; // 受信完了フラグが立つまで待つ } *data = UDR0; // 受信データを出力引数に設定 } void Serial_sndchar( char data ) { while( !( UCSR0A & 0b00100000 )){ ; // 送信データレジスタが空くまで待つ } UDR0 = data; // 送信データをレジスタに設定 } int main( void ) { char data = ' '; // 受信/送信データ格納用 Lcd_init(); // LCD初期化 Lcd_setstr( "Receive Data:" ); // 初期表示 Serial_init(); // シリアル通信初期化 while( 1 ){ // 一文字受信 Serial_rcvchar( &data ); // LCDを初期位置に戻して、テキストと受信データを出力 Lcd_setpos( 0, 0 ); Lcd_setstr( "Receive Data:" ); Lcd_setchar( data ); // 受信データをエコーバック Serial_sndchar( data ); } return 0; }