Модуль PL2303 USB UART BOARD, характеристики, применение

USB-UART module

Стандартным интерфейсом большинства современных микроконтроллеров является UART. В переводе - универсальный асинхронный приемопередатчик.

 

У компьютеров прошлых лет всегда был, как минимум, один последовательный интерфейс RS232. По-другому он назывался COM, коммуникационный порт. Подключение микроконтроллеров к компьютерам (подключение UART к COM) , было простой задачей. Требовалось только преобразовать уровни сигналов COM (-10 В, + 10 В) к уровням UART (0 В, 5 В).

Со временем, архаичный COM был почти полностью вытеснен интерфейсами USB. Возникла проблема подключения микроконтроллеров с UART к компьютерам с USB портами. Для решения этой задачи многие фирмы производят специальные интерфейсные микросхемы -  мосты USB-UART.

Я предпочитаю использовать в своих разработках мост USB-UART PL2303 производства Prolific Technology Inc, Тайвань. Работает надежно, не виснет, не высокая цена.

 

В поисковых запросах микросхему PL2303 называют:

  • PL2303 USB – UART  Правильное название по функциональному назначению. В переводе означает универсальный асинхронный приемопередатчик.
  • PL2303 USB – TTL  Подчеркивается, что выходные сигналы имеют логические уровни TTL (0…5 В).
  • PL2303 USB – RS232  Не совсем корректное название. RS232 это интерфейс с логикой работы UART, но с уровнями сигналов  -10 … +10 В.
  • PL2303 USB – COM  Коммуникационный интерфейс. Так называется RS232 на персональных компьютерах.

MC

Микросхема PL2303 производства Prolific Technology  представляет собой  преобразователь интерфейса USB в UART с логическими уровнями ТТЛ, КМОП (0...+5 В). Применяется для подключения устройств с последовательными интерфейсами UART, RS232,COM к  портам USB.

С использованием этой микросхемы были разработаны  модули PL2303 USB UART Board.

С помощью модулей очень просто реализовать подключение устройства к USB порту. Стандартным кабелем  модуль PL2303 подключается к компьютеру. А к четырех контактному штыревому разъему модуля подсоединяется UART устройство. С этого же разъема можно взять питание для своего устройства.

Соединение

На компьютер устанавливается драйвер PL2303. Теперь при каждом подключении модуля к компьютеру в системе будет появляться виртуальный COM порт.

Любая программа, для управления устройством через стандартный COM порт, может работать с этим портом, не подозревая, что он виртуальный.  Т.е. в системе появляется дополнительный COM порт, физически расположенный вне компьютера.

Через модули PL2303 я также подключаю свои устройства к планшетам и телефонам с операционной системой Андроид. В отличии от персональных компьютеров,  в этих устройствах COM портов не бывает в принципе.

Я не думаю, что имеет смысл рассказывать о микросхеме PL2303, приводить распиновку, схемы с ней. Модуль настолько удобен, что большая часть разработчиков использует именно его, а не отдельные микросхемы. К тому же он конструктивно хорошо  интегрируется в кабель связи.

Я откусываю разъем, припаиваю провода к модулю и надеваю на него толстую термоусадку. Смотрится вполне прилично.

Конструкция

Конструкция

Готовый кабель

Через красную термоусадку хорошо просвечивают светодиоды. Кстати, на модуле 3 светодиода. Они показывают:

  • наличие питания,
  • сигнал TxD,
  • сигнал RxD.

Очень удобно, всегда видно состояние выходов.

На разъеме модуля четыре контакта.

Сигналы

 Название сигнала Направление Назначение
 VCCIO  выход  Питание +3,3 или +5 В, ток до 150 мА
 GND  Общий
 TxD ←  выход  Передача данных
 RxD →  вход  Прием данных

На выходных контактах модуля нет сигналов DTR, RTS, DSR, DCD, CTS. В большинстве разработок можно обойтись без них. Некоторые припаивают провода для этих сигналов к выводам микросхемы на модуле. На микросхеме PL2303 эти сигналы есть.

 

Модуль работает в двух режимах питания с напряжениями 5  и 3,3 В. Режим выбирается перемычкой на плате.

Характеристики для обоих режимов.

 Параметр Режим питания UART
 3, 3 В 5 В
 Потребляемый ток, мА   не более 10
 Входное напряжение лог. 0 (низкий уровень), В не более 0,8 не более 1,25
 Входное напряжение лог. 1 (высокий уровень), В не менее 2,0 не менее 3,5
 Выходное напряжение лог. 0 (низкий уровень), В не более 0,4 не более 0,6
 Выходное напряжение лог. 1 (высокий уровень), В не менее 2,4 не менее 3,5
 Нагрузочная способность выходов, мА   4
 Входной ток утечки, мкА ± 1
 Входная емкость, пкФ не более 3
Диапазон рабочих температур - 40 ... + 85 С°
Потребляемый от модуля ток (выход VCCIO), мА не более 150

Я привел самые важные, по моему мнению, технические характеристики. Более подробную информацию можно получить на официальном сайте Prolific Technology Inc.

Модуль поддерживает скорость обмена UART до 6 000 000 битов в сек, но стандартный COM имеет максимальную скорость 115 200. Как правило все программы допускают только такую предельную скорость.

У микросхемы есть сигналы подключения внешней памяти EEPROM для хранения идентификаторов устройства. Но в модуле такая возможность отсутствует.

Таким образом, подключение любого устройства с последовательным интерфейсом UART, RS232, COM к USB портам персонального компьютера сводится к изготовлению кабеля и установке драйвера на компьютер.

 

Один из моих кабелей выглядит так.

Мой кабель

Таким способом могут подключаться даже устройства, разработанные в то время, когда интерфейс USB еще не существовал. При этом не меняется ни само устройство, ни программное обеспечение для него.

Где купить модуль PL2303?

У меня однозначное мнение – в этом интернет магазине. Не потому, что это моя партнерская программа. Просто таких цен я не видел нигде.

В августе 2016 года:

  • Модуль PL2303 USB-UART стоит 80 руб.!
  • Мост USB-UART на микросхеме CH340 по цене 90 руб.!
  • Цена модулей на микросхеме CP2102 180 руб!
  • Есть вариант преобразователя USB-UART PL2303 встроенного в кабель. Цена 170 руб.!

Как установить драйвер для PL2303 USB под Windows 7 и где его взять.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *