О проекте

Инженеру-электронщику часто нужны последовательные порты — приём данных, отладка устройств. При работе с USB-переходниками у всех возникает вопрос: «Какой COM-номер соответствует этому устройству?» Ответ можно найти в диспетчере устройств, шаги громоздкие, но терпимые. Однако если портов используется несколько одновременно, сопоставить COM-номер с конкретным аппаратным портом непросто — и куча времени уходит ещё до начала отладки.

Так и родился этот проект — хаб на 4 последовательных порта плюс микроконтроллер. Достаточно подключить устройство к компьютеру: микроконтроллер вместе со скриптом на ПК просканирует порты и автоматически покажет прямо на устройстве COM-номер, соответствующий каждому аппаратному порту, экономя ваше время.

Основные функции

Хаб на 4 последовательных порта: один USB превращается в 4 TTL-порта.

Показывает COM-номер компьютера для каждого внешнего порта.

Своевременно предупреждает, если USB-связь с компьютером аварийно оборвалась.

Лицензия

CC BY-NC-SA 4.0 (с указанием авторства, некоммерческая, с сохранением условий).

Схемотехника

Микросхема CH344Q отвечает за преобразование TTL-портов в USB, а CW32 — за переключение канала связи и общение с компьютером. Внутреннее питание получается из 5 В понижающим преобразователем в 3,3 В, внешнее — из USB 5 В через линейный стабилизатор в 3,3 В.

1. USB в последовательный порт

Ядро проекта — микросхема CH344Q, реализующая преобразование USB в последовательные порты: один USB-канал разворачивается в 4 порта. Обвязка CH344Q в основном по типовой схеме производителя.

Вывод ACT показывает состояние USB-подключения: при подаче питания, но неуспешной связи он в высоком уровне (подтягивающий резистор R99 добавлен, чтобы при инициализации уровень был стабильным и микроконтроллер не ошибся); при успешной связи ACT в низком уровне. Через защитный резистор 10 Ом вывод заведён на микроконтроллер, который читает состояние USB, — так звукоизлучатель вовремя предупреждает об ошибке или обрыве связи.

Скорость обмена: теоретически до 6 Мбод, на практике все 4 канала одновременно уверенно работают на 460800 бод.

2. Микроконтроллер и обвязка

Поскольку проект может применяться в сложной электромагнитной обстановке (промышленное управление и отладка), выбрана серия CW32 с хорошей помехозащищённостью, а по числу выводов, периферии и цене — конкретно CW32F003E4P7.

Отладочный разъём с шагом 1,25 мм такой же, как в других моих проектах: SWD + UART + RST. Совместим с контактными щупами 1,25/1,27 без пайки разъёма — удобно для серийного производства.

Экран — цветной TFT 0,96 дюйма по SPI; яркостью управляет цифровой транзистор, что упрощает обвязку по сравнению со схемой «транзистор + полевой ключ». Ради экономии энергии яркость снижается автоматически через минуту после сканирования COM-портов; «время затемнения» настраивается, автоотключение можно и выключить.

Из прочей периферии — две кнопки и звукоизлучатель. Здесь применён «пьезоэлектрический» пассивный звукоизлучатель: в отличие от «электромагнитного», которому хватает транзистора, пьезо нужно двухтактное возбуждение обратным пьезоэффектом. Требований к громкости немного, поэтому питание 5 В; для большой громкости пьезо нужна отдельная схема с повышением напряжения.

Это краткое изложение проекта. Полную версию с подробностями смотрите на сайте оригинала: https://oshwlab.com/oshwhub.com/the-com-port-number-visualizatio