USB-Stick-Interface STI 100 Teil 2/2
Aus ELVjournal
06/2007
0 Kommentare
Schaltung
|
| Bild 3: Schaltbild des STI 100 |
Die
gesamte Pin-Belegung der Stiftleiste kann man Tabelle 5 entnehmen,
wobei die Funktion der Pins 3 bis 6 von der gewählten Schnittstelle
abhängig ist. Das Interface kann sowohl über die UART- als auch die
SPISchnittstelle angesprochen werden. Auf die parallele Schnittstelle
haben wir aus Platzgründen verzichtet. Die
Auswahl der Schnittstelle erfolgt entsprechend Tabelle 6 über den
Jumper J 1. Für den regulären Betrieb muss der Jumper J 3 auf Position
„Normal“ gesteckt werden. Befindet sich J 3 in der Stellung „Prog“ und
wird nun ein Reset durchgeführt, gelangt IC 1 in den Programmier-Modus.
Nun ist über die UART-Schnittstelle ein Update der Firmware
durchführbar. Dazu ist allerdings ein spezieller Programmieradapter
notwendig. Nähere Informationen hierzu findet man unter der
Internet-Adresse [1]. Das Herzstück der Schaltung ist der
USB-Host-Controller „Vinculum VNC1L”. Wie bereits im ersten Teil
beschrieben, verwaltet IC 1 das Dateisystem des USB-Sticks und stellt
eine einfache Softwareschnittstelle zur Verfügung. Zur Takterzeugung
muss der interne Oszillator mit einem 12-MHz-Quarz (Q 1) beschaltet
werden. Ein ebenfalls integrierter PLL-Block erzeugt daraus 24- und
48-MHz-Taktsignale für die internen Funktionsblöcke. Die notwendige
Versorgungsspannung (3,3 V) wird von IC 2 zur Verfügung gestellt.
Dementsprechend haben die Ausgangsspannungen des VNC1L einen Pegel von
3,3 V. Sollte man das Interface an eine Schaltung mit abweichender
Versorgungsspannung anschließen wollen, sind die Pegel entsprechend
anzupassen. Die Eingangspins akzeptieren Spannungspegel bis 5 V. LED D 3
dient als Betriebsanzeige-LED, sie leuchtet, sobald die
Versorgungsspannung angelegt wird. Mit den beiden LEDs D 1 und D 2
signalisiert der VNC1L den USB-Zugriff. Die beiden SMD-Spulen L 1 und L 2
dienen der Störsignalunterdrückung und sollen verhindern, dass
Störsignale in die Ziel-Hardware gelangen. R 4 ist ein PTC-Baustein und
realisiert eine reversible Kurzschlusssicherung, die die Schaltung bei
einem Defekt des USB-Sticks schützen soll. UART-Schnittstelle
Standardmäßig
sind folgende Parameter für die UARTSchnittstelle eingestellt:
9600 Baud, 8 Datenbits, 1 Startbit, 1 Stoppbit, keine Parität Die
Baudrate kann jederzeit per Befehl geändert werden, wobei der
entsprechende Baudratendivisor der Tabelle 3 („ELVjournal” 5/2007) zu
entnehmen ist. Der VNC1L erwartet ein Hardware-Handshake über die
Signalleitungen /RTS und /CTS (ST 1, Pin 3 und Pin 4). Möchte man ohne
Handshake auskommen oder ist ein Handshake nicht möglich, kann der
/CTS-Pin mit Masse verbunden werden. Es ist darauf zu achten, dass die
Anschlussleitungen zwischen dem STI 100 und der angeschlossenen
Schaltung nicht länger als max. 3 m sind.Nachbau
Da
bereits alle SMD-Bauteile vorbestückt sind, beschränkt sich der Nachbau
auf das Bestücken der bedrahteten Bauteile. Wie gewohnt, erfolgt die
Bestückung anhand des Bestückungsplans, der Stückliste und unter
Zuhilfenahme der Platinenfotos. Zuerst werden die Stiftleisten in die
vorgesehenen Bohrungen gesteckt und auf der Lötseite verlötet. Dann
folgt die USB-Buchse, wobei darauf zu achten ist, dass deren Gehäuse
direkt auf der Leiterplatte aufliegt, so dass die mechanische
Beanspruchung der Lötstellen so gering wie möglich ist. Als Letztes
werden die Elektrolyt-Kondensatoren und die Leuchtdioden bestückt. Hier
ist auf die richtige Polung zu achten. Elkos sind dabei üblicherweise am
Minuspol durch eine Gehäusemarkierung gekennzeichnet. Die Katode einer
LED ist durch den jeweils kürzeren Anschluss zu erkennen. Zum Schluss
sind nur noch die Jumper aufzustecken.Inbetriebnahme
Die
Inbetriebnahme erfolgt beispielhaft für die UART-Schnittstelle.
Sinngemäß kann man die Vorgehensweise für die SPISchnittstelle
übernehmen, wobei jedoch die typischen Eigenschaften der Schnittstellen
zu beachten sind. Zu Beginn sollte die Schaltung nochmals auf
Bestückungsfehler oder Lötzinnbrücken überprüft werden. Über den Jumper J
1 wird jetzt die gewünschte Schnittstelle (Tabelle 6) ausgewählt und JP
3 auf „Normal“ gesteckt. J 2 ist grundsätzlich so zu stecken, dass Pin
36 und Pin 45 des VNC1L auf Versorgungsspannungspotential liegen. Die
zweite Jumperstellung von J 2 bleibt in dieser Applikation ungenutzt.
Danach sollte die Schaltung an ein Labornetzteil angeschlossen werden,
um die Stromaufnahme zu prüfen. Sie sollte die in den technischen Daten
genannte Angabe nicht überschreiten. Nun kann das Interface mit der
Ziel-Hardware verbunden werden, die Belegung der Stiftleiste ist Tabelle
5 zu entnehmen. Nach dem Anlegen der Versorgungsspannung gibt der VNC1L
folgende Meldung aus:
Ver xx.xxVcccF On-Line
Dabei stellt xx.xx die Firmwareversion und VcccF den Firmwaretyp dar.
Sobald ein USB-Stick angeschlossen wird, meldet IC 1:
Device Detected P2
Nun erfolgt die Initialisierung des USB-Sticks, dabei wird das
Dateisystem gelesen und die freien Sektoren werden gezählt. Je nach
Speicherkapazität und Dateisystem (FAT, FAT32) kann dies einige Sekunden
dauern. Der angeschlossene USB-Stick zeigt dies durch Blinken der
Aktivitäts-LED an. Zum Schluss wird im Hauptverzeichnis nach einer
Firmware-Update-Datei gesucht. Ist ein Update vorhanden, wird die
Firmware automatisch aktualisiert.Achtung!
Hierfür ist eine spezielle Firmware notwendig, die auf der Webseite des
Herstellers [2] unter dem Link „Reflash (FTD)“ erhältlich ist. Wird
keine Update-Datei gefunden, meldet der VNC1L:
No Upgrade D:\\>
Jetzt kann der VNC1L mit den vorhandenen Befehlen konfi- guriert oder
Daten können vom USB-Stick gelesen oder geschrieben werden. Für die
ersten Experimentierschritte kann man das Interface auch über ein
Terminalprogramm (z. B. HTerm [3]) auf dem PC bedienen. Dazu ist das STI
100 an die serielle Schnittstelle des PCs anzuschließen. Für die
notwendige Anpassung der Spannungspegel kann ein USB/UART- oder
RS232/UART-Umsetzer zwischen PC und Interface geschaltet werden. Das
Terminalprogramm wird entsprechend den Angaben im Abschnitt
UART-Schnittstelle konfiguriert und die Schnittstelle geöffnet. Man kann
nun alle Befehle ausprobieren und deren Anwendung erproben. Abbildung
4 zeigt die Meldungen nach dem Anschließen der Versorgungsspannung und
die Antwort auf den Befehl „DIR“. Die Firmware trägt die Versionsnummer
3.57 und es wurde keine Update- Datei auf dem angeschlossenen USB-Stick
entdeckt. Auf dem USB-Stick befinden sich 5 Dateien sowie der Ordner
MP3. Die beiden letzten Zeilen zeigen an, dass der USB-Stick entfernt
wurde. Die Verwendung des STI 100 im Zusammenspiel mit einem
Mikrocontroller ist prinzipiell identisch. Als Erstes muss die
UART-Schnittstelle des Controllers konfiguriert werden, danach kann der
Controller auf den VNC1L bzw. auf den USBStick zugreifen. 
|
| Bild 4: Kommunikation mit dem STI 100 über UART mit HTerm |
In
Abbildung 5 ist anhand eines kurzen Beispielquellcodes die Handhabung
des STI 100 auf Mikrocontroller-Ebene dargestellt. Der Auszug zeigt die
Initialisierung des VNC1L, dabei wird auf den
Mikrocontroller-Befehlssatz umgeschaltet und die Baudrate auf 1.000.000
eingestellt. Der vollständige Quellcode kann auf der ELV-Produktseite
heruntergeladen werden. Das Projekt bietet einfache Funktionen für das
Lesen, Schreiben, Erstellen und Löschen einer Datei. 
|
| Bild 5: Quellcode zur Initialisierung des STI 100 |
|
| Ansicht der fertig bestückten Platine des STI 100 |
Fachbeitrag online und als PDF-Download herunterladen
Inhalt
Sie erhalten den Artikel in 2 Versionen:
als Online-Version
als PDF (5 Seiten)
Sie erhalten folgende Artikel:
- USB-Stick-Interface STI 100 Teil 2/2
- 1 x Journalbericht
- 1 x Schaltplan
| weitere Fachbeiträge | Foren | |
Hinterlassen Sie einen Kommentar:
Videos
