Prispevki
Kaj imajo skupnega: Atmega16U2/8U2, CH340, FTDI FT232RL, CP2102?
Kazalo
Kaj imajo skupnega: Atmega16U2/8U2, CH340, FTDI FT232RL, CP2102?
Atmega16U2/8U2, CH340, FTDI FT232RL in CP2102 so vse čipi, ki se uporabljajo za pretvorbo med USB in serijskimi komunikacijskimi protokoli.
Ti čipi igrajo ključno vlogo v mnogih mikrokontrolerskih ploščah, kot je Arduino, saj omogočajo komunikacijo med mikrokontrolersko ploščo in računalnikom. Računalniki večinoma uporabljajo USB za komunikacijo z zunanjimi napravami, medtem ko mikrokontrolerji, kot je Arduino, uporabljajo serijsko komunikacijo za nalaganje programov in prenos podatkov.
Vsak od teh čipov na svoj način pretvarja USB signale računalnika v serijske signale, ki jih lahko mikrokontroler razume, in obratno.
Atmega16U2/8U2 so mikrokontrolerji, ki so programirani kot USB-na-serijski pretvorniki. To pomeni, da če je potrebno, lahko izkoristijo dodatne funkcionalnosti, ki jih ne ponuja enostavnejši USB-na-serijski čip.
CH340, FTDI FT232RL in CP2102 so namenski čipi za pretvorbo USB na serijski protokol. Njihove prednosti in slabosti se razlikujejo glede na ceno, potrebo po gonilnikih in druga tehnična vprašanja. Vseeno pa vsi ti čipi opravljajo ključno vlogo v omogočanju komunikacije med računalnikom in mikrokontrolersko ploščo.
Atmega16U2/8U2
Atmega16U2 in Atmega8U2 sta mikrokontrolerski čipi, ki jih je izdelalo podjetje Atmel (zdaj je del podjetja Microchip Technology) in se uporabljata na nekaterih ploščah Arduino za pretvorbo signala USB v serijski signal.
To sta bistveno mikrokontrolerji, podobni glavnemu procesorskemu čipu na Arduino Uno (Atmega328P), vendar so programirani kot USB-na-serijski pretvorniki. Torej, ko povežete ploščo Arduino z računalnikom prek USB-ja, je čip Atmega16U2 ali Atmega8U2 tisti, ki omogoča komunikacijo med računalnikom (ki govori USB) in ploščo Arduino (ki govori serijsko). To omogoča nalaganje programov iz Arduino IDE na vašem računalniku na ploščo Arduino.
Eden od pomembnih vidikov teh čipov je njihova fleksibilnost. Ker so mikrokontrolerji, jih je mogoče ponovno programirati za druge namene. To pomeni, da če je potrebno, lahko izkoristijo dodatne funkcionalnosti, ki jih ne ponuja enostavnejši USB-na-serijski čip, kot je CH340.
Vendar pa so ti čipi, Atmega16U2 in Atmega8U2, dražji od čipa CH340, zato se v cenejših klonih Arduina pogosto uporablja CH340.
CH340
CH340 je čip USB-na-serijski, ki se pogosto uporablja v številnih mikrokontrolerjih, vključno z nekaterimi ploščami Arduino. Glavna vloga čipa CH340 je pretvorba USB povezave v serijsko povezavo, ki jo mikrokontroler razume.
Večina sodobnih računalnikov in prenosnikov nima serijskega vhoda, saj za povezovanje z zunanjimi napravami uporabljajo predvsem USB. Vendar pa mnogi mikrokontrolerji, vključno z Arduino, še vedno uporabljajo serijsko komunikacijo za programiranje in prenos podatkov.
Ko povežete ploščo Arduino z računalnikom preko USB kabla, čip CH340 omogoča komunikacijo med vašim računalnikom (ki komunicira preko USB) in ploščo Arduino (ki komunicira serijsko). To vam omogoča nalaganje programov iz Arduino IDE na vašem računalniku na ploščo Arduino.
Za delovanje čipa CH340 je potreben gonilnik naprave. Ko namestite programsko opremo Arduino (IDE) na vaš računalnik, se namestijo tudi ustrezni gonilniki. V nekaterih primerih boste morda morali gonilnike prenesti in namestiti ločeno, zlasti če uporabljate klon plošče Arduino.
Vredno je omeniti, da ne vse plošče Arduino uporabljajo čip CH340. Nekatere, kot je originalni Arduino Uno, uporabljajo čip ATmega16U2 za pretvorbo USB na serijsko. CH340 se pogosto uporablja v cenejših klonih, ker je manj drag čip. Vendar pa je njegova funkcija v bistvu enaka.
FTDI FT232RL
FTDI FT232RL je zelo priljubljena naprava za USB do UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) vmesnik, ki jo proizvaja škotsko podjetje FTDI (Future Technology Devices International Ltd.).
Čip FT232RL se pogosto uporablja v razvojnih ploščah mikrokontrolerjev (kot so nekatere različice Arduino) in USB-to-Serial adapterjih, da zagotovi most med USB in serijskimi formati prenosa podatkov. Praktično pretvarja signale z USB vmesnika v serijski komunikacijski vmesnik, kar omogoča komunikacijo med mikrokontrolerjem in računalnikom.
Nekaj ključnih značilnosti FT232RL vključuje:
- Združljivost s polno hitrostjo USB 2.0: lahko obvladuje hitrosti prenosa podatkov do 3 Mbaud na ravneh TTL.
- Integrirani EEPROM: to omogoča enostavno prilagajanje in konfiguracijo.
- Različne možnosti konfiguracije: čip podpira več konfiguracij vmesnika I/O.
- Indikatorji za napajanje in promet RX/TX: so implementirani na čipu z uporabo LED diod.
- Integrirano vezje ure: ni potrebno zunanje kristalno ali resonatorsko komponento, kar poenostavlja oblikovanje in zmanjšuje zahteve za prostor na plošči.
Pomembno je omeniti, da FT232RL za pravilno delovanje potrebuje gonilnike, ki so nameščeni na računalniku. Ti gonilniki so na voljo od podjetja FTDI in so običajno vključeni v programsko opremo Arduino IDE.
V nasprotju s cenejšim CH340, FT232RL prepoznavajo in podpirajo večina operacijskih sistemov brez potrebe po ročni namestitvi gonilnikov. Prav tako ima na splošno sloves večje zanesljivosti, vendar pa to prinaša višje stroške v primerjavi z alternativami, kot je CH340.
CP2102
CP2102 je USB do UART mostni čip, ki ga proizvaja podjetje Silicon Labs. Podobno kot FTDI FT232RL in CH340, CP2102 omogoča komunikacijo med računalnikom z USB povezavo in mikrokontrolerji, ki uporabljajo serijsko komunikacijo.
Značilnosti čipa CP2102 vključujejo:
- USB 2.0 polna hitrost: Podpira standard USB 2.0 in omogoča hitrost prenosa podatkov do 1 Mbaud.
- Napajanje z USB: Omogoča napajanje naprave preko USB povezave, kar pomeni, da ni potrebe po ločenem viru napajanja.
- Integrirani oscilator: To zmanjšuje število potrebnih zunanjih komponent in poenostavlja oblikovanje vezja.
- Podpora za različne napetostne ravni I/O: To omogoča uporabo z različnimi mikrokontrolerji.
- Podpora za več operacijskih sistemov: Gonilniki za CP2102 so na voljo za več operacijskih sistemov, vključno z Windows, Mac OS X in Linux.
Čip CP2102 se pogosto uporablja v različnih napravah, kot so USB-to-Serial adapterji, programski programatorji in razvojne plošče. Čeprav morda ni tako pogost kot FTDI FT232RL ali CH340, CP2102 nudi zanesljivo in cenovno ugodno rešitev za USB do UART komunikacijo.
Primerjava Atmega16U2/8U2 in CH340
Oba čipa, Atmega16U2/8U2 in CH340, imata svoje prednosti, ki jih lahko upoštevate, ko izbirate pravi mikrokontroler ali razvojno ploščo za svoj projekt.
Atmega16U2/8U2:
- Fleksibilnost: Atmega16U2/8U2 so v bistvu mikrokontrolerji, kar pomeni, da jih je mogoče ponovno programirati za različne namene. To jih naredi bolj prilagodljive v primerjavi z namenskimi USB do UART čipi.
- Zanesljivost: Atmega čipi, ki jih proizvaja Microchip (prej Atmel), so na splošno zelo zanesljivi in učinkoviti.
- Podpora Arduino IDE: Čipi Atmega16U2/8U2 se pogosto uporabljajo v pristnih ploščah Arduino, kar pomeni, da so popolnoma podprti v Arduino IDE in skupnosti.
CH340:
- Cena: CH340 je običajno cenejši v primerjavi z Atmega16U2/8U2 ali drugimi USB do UART čipi, kot je FTDI FT232RL. To je glavni razlog, zakaj se CH340 pogosto uporablja v cenejših Arduino klonih.
- Zanesljivost in enostavnost uporabe: Čeprav so CH340 čipi poceni, so še vedno zelo zanesljivi za osnovne aplikacije USB do UART. Prav tako ne zahtevajo kompleksne konfiguracije ali programiranja, kar jih naredi enostavne za uporabo.
- Dobro dokumentirana podpora: CH340 je zelo priljubljen čip, kar pomeni, da obstaja veliko spletnih virov in vodičev za pomoč pri reševanju morebitnih težav.
Omeniti je treba, da je izbira med temi čipi pogosto odvisna od specifičnih potreb vašega projekta. Čeprav je CH340 morda cenejši, bi lahko preferirali fleksibilnost in dodatne funkcionalnosti, ki jih nudi Atmega16U2/8U2, ali zanesljivost in široko podporo, ki jo nudi FTDI FT232RL.
UNO R3 DIL type-B USB plošča je idealna za prototipiranje z mikrokrmilnikom ATmega328P, enostavno povezovanje preko USB ter popolna združljivost z Arduino IDE...
UNO R4 Minima type-C USB je napreden razvojni mikrokrmilnik z močnim 32-bitnim procesorjem...
UNO R4 WiFi type-C USB CH je napredna razvojna platforma z brezžično povezljivostjo, vgrajeno LED matriko in enostavno povezljivostjo za inovativne projekte...
Arduino UNO R4 Minima type-C USB je napreden razvojni mikrokrmilnik z močnim 32-bitnim procesorjem, izboljšanim pomnilnikom in bogato izbiro vgrajenih perifernih naprav, ki ostaja popolnoma...
Razumevanje USB do UART mostičev
USB do UART mostiči so integrirana vezja (čipi), ki omogočajo komunikacijo med univerzalnim serijskim vodilom (USB) in univerzalnim asinhronim sprejemnikom/predajnikom (UART). V osnovi pretvarjajo signale z USB vmesnika v serijski komunikacijski vmesnik in obratno.
Na trgu obstaja več proizvajalcev, ki proizvajajo takšne čipe. Med njimi so najbolj priljubljeni Atmega16U2/8U2, CH340, FTDI FT232RL in CP2102. Vsak od teh čipov ima svoje edinstvene značilnosti, vendar vsi opravljajo temeljno funkcijo pretvorbe med USB in UART.
Zakaj potrebujemo USB do UART mostiče?
V sodobnem svetu digitalne elektronike sta USB in UART dva prevladujoča standarda za prenos podatkov.
USB (Universal Serial Bus) je najpogostejši standard za povezavo in napajanje perifernih naprav, kot so miške, tipkovnice, tiskalniki, digitalne kamere in mobilni telefoni. Večina osebnih računalnikov in prenosnikov ima več USB vhodov, kar omogoča enostavno povezovanje in upravljanje več naprav.
UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter), na drugi strani, je komunikacijski protokol, ki se pogosto uporablja v mikrokontrolerjih za komunikacijo z računalniki ali drugimi mikrokontrolerji. Je enostaven in učinkovit način za prenos podatkov med napravami.
Zato, da lahko mikrokontrolerji, ki uporabljajo UART komunikacijo, komunicirajo z računalniki ali drugimi napravami, ki uporabljajo USB, potrebujemo USB do UART mostiče. Ti čipi omogočajo prenos podatkov med dvema napravama, ki uporabljata različne komunikacijske standarde.
Zakaj je CH340 postal priljubljen izbor za Arduino klone
Arduino je priljubljeno odprtokodno strojno in programsko okolje, ki je postalo temelj za številne elektronske projekte. Arduino razvojne plošče uporabljajo USB do UART mostiče za povezovanje mikrokontrolerja s PC. Medtem ko izvirne Arduino plošče pogosto uporabljajo Atmega16U2/8U2 ali FTDI FT232RL čipe za to nalogo, so kloni Arduina začeli uporabljati čip CH340. Poglejmo, zakaj se to dogaja.
Cena:
Glavni razlog za priljubljenost čipa CH340 v Arduino klonih je njegova cena. CH340, proizveden s strani podjetja WCH iz Kitajske, je znatno cenejši v primerjavi z drugimi čipi, kot sta Atmega16U2/8U2 in FTDI FT232RL. To proizvajalcem omogoča, da izdelujejo in prodajajo Arduino klone po nižjih cenah, ne da bi morali žrtvovati osnovno funkcionalnost USB do UART pretvorbe.
Zanesljivost in enostavnost uporabe
Čeprav je CH340 poceni, je še vedno zanesljiv za standardne aplikacije USB do UART. Čip ne potrebuje kompleksne konfiguracije ali programiranja, kar ga naredi preprostega za uporabo. Ta “vključi in pozabi” pristop je eden izmed razlogov, zakaj je CH340 postal priljubljen med hobisti in izdelovalci.
Podpora gonilnikov
Za CH340 so na voljo gonilniki za večino sodobnih operacijskih sistemov, vključno z Windows, MacOS in Linux. Čeprav je morda potrebna ročna namestitev gonilnikov, so navodila in podpora na spletu na splošno dobro dokumentirana.