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名張市つつじが丘おもちゃ病院

三重県名張市つつじが丘でおもちゃの病院を開院しています。年中無休で修理は無料、部品代のみ実費です。おもちゃの修理依頼は tutuji@cb4.so-net.ne.jp へメールにてご連絡下さい。なお、宅配便での受け付けは行っておりません。このブログにはおもちゃ等の修理事例やツール製作などを載せていきます。故障診断や修理方法の改善等、ご意見をお寄せ下さい。

USB-シリアル変換器(16F1454)の製作

前作のUSB-シリアル変換器 は18F14K50を使っている。当時は@170円だったが、現在は値上げされて@220円(2018年秋月)になっている。
また、18F14K50は20ピンだが、USB-シリアル変換器を作るのにピン数はそんなに沢山要らないので、ピン数が少なくてより廉価なデバイスがいい。
こんな不満に応えてくれるデバイスとして16F1454が販売開始されたことは知っていたが、前作のUSB-シリアル変換器 で事足りているので、改めて16F1454で作ることは考えていなかった。

16F1454はUSBモジュールを内蔵したデバイスとしては最も廉価(@130円2018年秋月)だ。しかも、内部オシレータの精度が改善されていて、内部オシレータでUSBが使えるので更に安く作れる。
これからUSB-シリアル変換器を作るのなら 16F1454 をお勧めする。
人に勧めるからには、自分でも動作確認しておかないといけないと思った。ブログネタにもなるし。。。

デバイスが安くても使い難かったら嫌だ、と思われるだろうが、そこはMLA(Microchipアプリケーション用ライブラリ)が用意されていて、USBを全く知らなくてもUSB機器が作れるようになっている。
USB-シリアル変換器ならMLAのデモ用プロジェクトがそのまま使える。

と言うことで、作ったのがこれ。
USB-Comエミュレータ(16F1454)外観1

8×6穴のユニバーサル基板に載せた。
殆どPICとピンソケットの面積で、前作の半分の大きさになった。これなら持ち歩いても荷にならない。

【回路図】
USB-Comエミュレータ(16F1454)回路図
ハードウェアハンドシェイクが有効になっていて、相手からCTSを制御されることを期待している。それが期待できないときのためにCTSを10kΩでプルダウンしている。これによりCTSを繋がなくても、送信が抑止されることはない。

回路実験するときに便利な+5Vと+3.3Vの電源を供給できるようにしている。

GPIO0とGPIO1の機能は現時点では未実装。

【配線図】
USB-Comエミュレータ(16F1454)配線図1
赤色楕円はUSBコードを基板に固定するためのステンレス線を意味し、これはICソケットを付ける前に基板穴に通しておく。

USB-Comエミュレータ(16F1454)配線図2

【ピン割り当て】
PICとピンソケットのピン割り当ては以下の通り
USB-Comエミュレータ(16F1454)ピン割り当て

【ファームウェア】
MLAのデモ用プロジェクトは16F1459用のもので、16F1454で動かすには若干の設定変更が必要になる。
僕が実施した変更は以下の通り。

USB-Comエミュレータ(16F1454)カスタマイズ内容

開発中に気が付いたことで、16F1454でANSELクリアのコードを書いてもエラーにならないこと。
16F1454にはアナログ機能がないのだが、データシートにはANSELが存在することになっていて、buildエラーにならない。
これは16F1454と16F1455でオブジェクト互換を取ってくれる親心と解釈した。
このファームエアのプロジェクトはデバイスを16F1454で設定しているが、ANSELクリアを書いていて、HEXファイルは16F1454と16F1455のどちらでも正常に動作する。
USB-Comエミュレータ(16F1454)外観2

【ダウンロード】
このUSB-シリアル変換器の設計資料と開発プロジェクトは ここから ダウンロードできる。

MLAはディレクトリ階層が深くて、HEXファイルは下記にある。
USB-Com_Emulator_16F1454\apps\usb\device\cdc_serial_emulator\firmware\USBDevice-CDC-SerialEmulator.X\dist\LPCUSBDK_16F1454\production\USBDevice-CDC-SerialEmulator.X.production.hex

PC側のUSBドライバはWindows標準のものを使うので、MLAではUSBドライバーは提供されない。
本器を初めてPCに繋いだときにUSBドライバのインストール画面が現れたら下記のディレクトリを指定する。(Windowsの場合)
USB-Com_Emulator_16F1454\utilities\usb_drivers\mplab_comm\Windows
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  1. 2018/04/03(火) 15:08:33|
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プロフィール

大泉茂幸

Author:大泉茂幸
名張市つつじが丘おもちゃ病院
名張市つつじが丘南3番町129
tutuji@cb4.so-net.ne.jp
090-5534-6494
連絡は上記のメール、またはSMSでお願いします。

子どもの頃から趣味は電子工作一筋でやってきました。理科離れが進む中で科学技術に興味を持つ子どもが少しでも増えて行くことを願って、子ども達に電子工作の活動の場を提供しています。

1981年からおもちゃ病院の活動を始め、2014年に三重県名張市への移住を機に「つつじが丘おもちゃ病院」を開院しました。自分でおもちゃを設計し製作する【おもちゃ工房】と、マイコンを応用した電子工作を楽しむ【マイコンクラブ】も併設しています。新規参加メンバーを募集しています。

当ブログで公開している技術情報や成果物のご利用および再配布はフリーです。読者様の技術活動のお役に立てば幸いです。ご利用いただいた結果や感想等を記事へのコメントやメールでフィードバックしていただけると有難いです。なお、公開ファイルは最新版を載せているので、古い記事の内容から変わっている場合があります。

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