SPI шлюз для компьютера (через com-порт) на ATTiny2313

В этой статье мы рассмотрим как сделать для компьютера SPI-шлюз. Шлюз будет подключаться к ПК через старый-добрый com-порт стандарта RS-232, и предоставит нам возможность общаться с устройствами, имеющими интерфейс SPI, из любой терминальной программы для работы сom-портом, поддерживающей HEX-режим. Одну из таких терминалок, RH_Com, можно скачать на нашем сайте, в подразделе «Полезные программы для ПК» (с исходниками).

Шлюз можно использовать, например, в качестве SPI-программатора для программирования различных контроллеров или микросхем памяти, или… да много чего (разных устройств с интерфейсом SPI — просто огромное количество).

Да, можно конечно реализовать SPI-интерфейс на COM-порту и без всяких шлюзов, просто дёргая ножками порта, но использование шлюза позволит, во-первых, значительно увеличить скорость, во-вторых, нормально работать с любыми USB-to-COM преобразователями и, в-третьих, значительно упростит разработку GUI для работы с разными SPI-устройствами.

Итак, в качестве мозгов шлюза был выбран контроллер ATTiny2313 (за широкую распространённость, высокую скорость, дешивизну и достаточно прогрессивную, по сравнению, скажем, с теми же пиками, архитектуру).

Cхема шлюза представлена ниже.

схема SPI шлюза для компьютера

Детали:

  1. R1 — 1..10 кОм
  2. R2, R3 — 4,7 кОм
  3. C1..C5 — 0,1 мкФ
  4. C6,C7 — 15 пФ
  5. кварц 20 МГц
  6. + преобразователь интерфейсов MAX232, контроллер ATTiny2313, 3 джампера и несколько разъёмов.

Как видите, — схема довольно банальна и сильно напоминает схему разработанного нами ранее I2C-шлюза. «Самое вкусное», как говорится «вся соль», как и во всех схемах с контроллерами, находится не в «железе», а в прошивке. Но про прошивку как всегда будет написано отдельно (ссылка на статью про прошивку будет в конце этой статьи). Скажу только, что в прошивке будут программно реализованы все четыре режима SPI (аппаратный SPI, встроенный в контроллер, предоставляет только два режима, поэтому я решил от него отказаться и всё сделать программно), и что мы будем использовать написанные ранее стандартные функции для программной реализации SPI.

Джамперы (перемычки) JP1, JP2 и резисторы R2, R3 оставлены специально для возможности использования нашего девайса в качестве I2C-шлюза, в который его легко превратить простой заменой прошивки. Они позволяют организовать необходимую для I2C подтяжку шины тактирования и шины данных к питанию. Джампер JP3 позволяет запитать от шлюза подключаемое устройство.

разъём molex, мама
разъём molex, папа

Сам шлюз можно запитать прямо от компьютера, через стандартный разъём питания (как на рисунке справа), которых в любом компе с избытком. В этом разъёме нам нужно только два провода — красный (+5В) и чёрный (общий). На стороне шлюза нам, естественно, нужен ответный разъём, — как на рисунке слева.

Для возможностей внутрисхемного программирования (ICSP) контроллера, на разъёмы выведены ноги его аппаратного интерфейса SPI (Clock, MOSI, MISO) и нога reset.

Готовое устройство выглядит вот так:

фото spi-шлюза для com-порта

Собственно, плата была разработана заново, но делать SPI-шлюз по этой плате я не стал (поленился), а просто допаял один провод к I2C-шлюзу (провод на обратной стороне платы, припаянный прямо к ноге контроллера) и сменил прошивку.

Скачать печатную плату (DipTrace2.2)

Вот, в общем-то, и всё. Внизу, как и обещал, — ссылка на статью с описанием программы для нашего чудо-шлюза.

Программа, позволяющая в режиме мастера общаться из терминалки с SPI устройствами.

Update. Если кому лень собирать — подобный шлюз можно заказать на сайте. Принцип работы этой версии абсолютно тот же, но в ней реализованы сразу 3 интерфейса (I2C, SPI и 1-Wire) + возможность управлять тремя выводами GPIO (ну и система команд, естественно, отличается).

Добавить комментарий