UartSBee V4

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UartSBee v4.0は、BEEソケット（20ピン 2.0mm）を備えたFTDIケーブル互換のUSBからシリアルアダプタです。統合されたFT232RLは、MCUのプログラミングや通信に使用できます。一方で、PCをBee互換モジュールを介してさまざまなワイヤレスアプリケーションに接続することも可能です。UartSBeeは、FT232RLのビットバングモードピンのブレークアウトも提供します。このビットバングモードピン（8つのI/Oピン）は、現在では希少なPCパラレルポートを使用するアプリケーションの代替として使用できます。

ハードウェアバージョントラッカー

リビジョン	説明	リリース日
UartSBee V3.1	底面のBluetoothブレークアウトを削除、フォームファクタを縮小	2010年9月2日
UartSBee V2.3	3.3VピンのDC電流を強化、XBee Proをより良くサポートするために最大500mAを提供	2009年7月21日
UartSBee V2.1	初の公開リリース	2009年2月1日

特徴

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• FTDIケーブル互換。
• USB 2.0互換シリアルインターフェース。
• 3.3Vおよび5V互換I/O。
• 3.3Vおよび5Vのデュアル電源出力。
• BEEモジュール用のリセットボタン。
• ビットバングモード対応（8つのシリアルI/OまたはSPIとして）。
• UARTおよびBEE操作用のLED。

アプリケーションアイデア

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• TTL/CMOSレベルのシリアルデバイスと通信するためのUSBからシリアルアダプタ。
• Arduino / Seeeduinoおよび互換ボード用のプログラマ。
• ISP（回路内シリアルプログラミング）を使用したマイクロコントローラ/CPLD用のプログラマ。
• ブレッドボードMCUアプリケーション用の3.3V / 5V電源。
• BEEモジュール用のUSBアダプタ（PCのワイヤレス機能用）。
• FT232RLビットバングモードを使用したUSBベースの並列デバイスとしての無限の可能性 - AVR-ISP、低速JTAG（OpenOCD使用）、I2Cとして動作することが確認されています。

注意事項

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• UartSBee v3.1は、電源選択（3.3Vまたは5V）のトグルスイッチを提供します。他のデバイスに接続する前に、電源選択スイッチを3.3Vまたは5Vのいずれかに設定してください。

回路図

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仕様

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主な仕様

マイクロプロセッサ	FT232RL
PCBサイズ	3.1cm x 4.1cm
インジケータ	POWER、緑色LED。TxdおよびRxd用のLED
電源供給	3.3Vおよび5V DC
インターフェース	Mini-B USB、2.54mmピッチピンヘッダ
アダプタソケット	XBee互換2.0mmピッチメスピンヘッダ
接続性	USB
通信プロトコル	UART、ビットバングI/O、SPI
ROHS	YES

電気的特性

仕様	最小	標準	最大	単位
入力電圧	-	5	5	Vdc
消費電流	-	-	500	mA
出力電圧	3.3	-	5	Vdc

システムブロック図

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• 小型のリセットスイッチが提供されており、Bee互換デバイスをリセットすることができます。
• 2 x 10のBee互換モジュール用ブレークアウトに加えて、2 x 10ピンヘッダー、2 x 3 ISPヘッダー用の追加パッドが提供されています。ユーザーは適切にピンヘッダーをはんだ付けすることができます。

アプリケーション

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USB – シリアルポート

UartSBeeは、一般的にUSBからシリアルポート（COMポート）へのインターフェースとして使用されます。この構成は、MCUのシリアルポートと通信したり、UARTベースのISPをサポートするMCUをプログラムするために使用できます。

Windows

• Windows OSでは、デバイスを初めて接続すると、ドライバーのインストールを求められる場合があります。

Virtual COM portドライバーをFTDIのウェブサイトからダウンロードしてインストールしてください：

https://www.ftdichip.com/Drivers/VCP.htm

• ドライバーをインストールするためのウィザードが開きます。「リストまたは特定の場所からインストール」を選択してください。

• ダウンロードしたドライバーパスを選択してください。

• 署名されていないドライバーをダウンロードした場合、以下のウィンドウが表示されます。「続行」をクリックしてください。

• UartSBeeドライバーが正常にインストールされます。WindowsはFT232RLにCOMポート名（例：COM10、COM11など）を割り当てます。デバイスマネージャーで正確な名前を確認してください。この場合、COM16がUartSBeeに割り当てられています。

GNU/Linux

すべての最新のGNU/Linux OSにはFT232RLドライバーが付属しています。UartSBeeが検出されているか確認するには、lsusbコマンドを実行してください。以下のような出力が表示されるはずです。

GNU/Linuxはデバイス名として/dev/ttyUSB0、/dev/ttyUSB1などを割り当てます。

シリアルポートの動作を確認するには、UartSBeeのTxDとRxDピンを接続し、cutecomのようなターミナルアプリケーションを使用して以下のようにデバイスパラメータを設定してください。

ボーレート: 9600、データビット: 8、ストップビット: None、ハンドシェイクなし

ターミナルで入力した文字がエコーバックされることを確認できます。

同じ機能はWindowsのHyperterminalでも確認できます。

3.3V / 5V電源供給およびMCUブレッドボード用プログラマー

UartSBeeは3.3Vおよび5Vの電源出力を提供するだけでなく、I/Oピンのロジックレベルを5.0V TTLまたは3.3V CMOS操作に選択できます。以下の例では、ブレッドボード上のマイクロコントローラーアプリケーションが示されています。LPC1343 ARM Cortex-M3 MCUがUartSBeeに接続されています。このデバイスは3.3Vデバイスであるため、電源切替スイッチを3.3Vに設定します。LPC1343はUARTを介してプログラム可能です。このアプリケーションは、UARTベースのフラッシングまたはSPIベースのフラッシング（FT232R BitBangモードが必要）をサポートする任意のMCU / CPLDに拡張できます。

ブレッドボードプロトタイピング: UartSBee v3.1が3.3V電源供給およびLPC1343用の3.3V UARTフラッシュプログラミングポートとして機能しています。

スイッチ: 3.3V I/O選択済み

Beeモジュールを使用したPCワイヤレスアプリケーション

PCワイヤレスアドオン

UartSBeeのBee互換インターフェースを使用して、XBee、Bluetooth Bee、RF Bee、Wifi Bee、GPS BeeなどのBeeモジュールをPC USBに接続できます。これにより、BeeベースのPCワイヤレスアプリケーションが容易になります。これらのBeeモジュールのほとんどはUARTインターフェースをサポートしているため、PCプログラミングも簡単です。

MCUワイヤレスアドオン

この構成は、マイクロコントローラー（Seeeduinoなど）のUARTとインターフェースするためにも使用できます。

Beeモジュールの詳細については、対応するドキュメントを参照してください。

XBeeがUartSBeeに接続された状態
BluetoothBeeがUartSBeeに接続された状態

BitBangモード

他のFT232RLベースのUSB-シリアルデバイスと比較して、UartSBee v3.1の優れた特徴は、すべてのBit-Bang I/Oがヘッダーピンに引き出されていることです。

Bit-Bangモードは、FT232RLの特別な機能で、8つのI/Oライン（D0 - D7）を汎用の双方向I/Oラインとして使用できます。FT232RLは以下の3つのBit-Bangモードをサポートしています。

• 非同期Bit-Bangモード

デバイスに書き込まれたデータは、設定された出力ピンにクロックされます。データ転送速度はボーレートジェネレーターに基づいて設定されます。このモードでは、8つのI/Oラインのいずれも入力または出力として設定できます。

• 同期Bit-Bangモード

このモードでは、データが同期的に送信されます。出力バイトがデバイスに送信される前に入力が読み取られます。そのため、入力を読み取るには書き込み操作を実行する必要があります。

• CBUS Bit-Bangモード

このモードはFT232RL EEPROMの再プログラミングを必要とする特別なモードです。このモードではC0 - C3信号を使用します。

FT232RLのBit-Bangモードは、アプリケーションノートで詳しく説明されています[1]

表: Bit-Bang I/Oマッピング

UartSBee信号	BitBang I/O信号
TxD	D0
RxD	D1
RTS	D2
CTS	D3
DTR	D4
DSR	D5
DCD	D6
RI	D7

BitBangモードの操作:

以下のブレッドボード配置では、DTR (D4) ピンがLEDに接続されているシンプルな非同期Bit-Bangモードの操作が示されています。LEDの点滅速度はPC側のアプリケーションプログラムによって制御されます。

LED点滅回路 UartSBee V3.1のBitBang I/O - 底面

Bit-Bangモードには、D2XXと呼ばれる特別なFTDIダイレクトドライバが必要です。このドライバをインストールするには、FT232RLチップの仮想COMポートドライバを削除する必要があります。GNU/Linuxでは、このドライバはカーネルモードで動作します。D2XXの代替として、libFTDIというオープンソースの無料ドライバが利用可能です。このドライバはWindows、GNU/Linux、Mac OSで動作します。GNU/Linuxではユーザーモードで動作するため、既存のFT232RLドライバを削除する必要はありません。

libFTDI

http://www.intra2net.com/en/developer/libftdi/

libUSB
libFTDIはlibusbを必要とします。以下からダウンロードできます。

http://www.libusb.org/

以下のサンプルコードは、libFTDIのサンプルファイルと同様の方法でコンパイルできます。簡単な方法として、以下のコード内容を既存のサンプル.cファイルの1つにコピーし、以下のコマンドでドライバ全体をビルドします。

./configure

make

コード例

/*
Blinky.C : UartSBee v3.1 (FT232RL) Bit-Bangモード - Blinky.

回路:
DTRをLEDのアノードに接続し、抵抗の一端をGNDに、もう一端をLEDのカソードに接続します。
*/

#ifdef __WIN32__
#define sleep(x) Sleep(x)
#endif

// I/Oピン用の8ビットピンマスク
#define TXD 0x01
#define RXD 0x02
#define RTS 0x04
#define CTS 0x08
#define DTR 0x10
#define DSR 0x20
#define DCD 0x40
#define RI  0x80

#include <stdio.h>
#include <ftdi.h>

int main()
{
    unsigned char ouputState = 0;
    struct ftdi_context ftdic;

    /* 1. ftdiデバイスコンテキストを初期化 */
    ftdi_init(&ftdic);

    /* 2. VID/PIDペアに基づいてデバイスを開く */
    if(ftdi_usb_open(&ftdic, 0x0403, 0x6001) < 0)
    {
        printf("UartSBee v3.1を開けません");
        return 1;
    }

    /* 3. DTRライン用にBit-Bangモードを有効化 */
    ftdi_set_bitmode(&ftdic, DTR, BITMODE_BITBANG);

    /* 4. LEDを1秒ごとに点滅 */
    while(1) {
        ouputState ^= DTR;
        ftdi_write_data(&ftdic, &ouputState, 1);
        sleep(1);
    }
}

FT232RLのBit-Bangモードは、AVR ISP、JTAG、SPI、I2Cポートを構築するために使用できます。詳細は外部リンクを参照してください。

AVR-ISP接続のアイデア

回路図オンラインビューア

リソース

回路図および基板ファイル;

外部リンク

• FTDI FT232RL 製品ページ

• FTDI 仮想COMポート (VCP) ドライバー

• FTDI D2XX ドライバー

• FTDI ビットバングモード アプリケーションノート

オープンソースドライバー

• libFTDI

• libUSB

FT232RL アプリケーション情報のその他のソース

• Hackaday - ビットバングモードの紹介

• FT232R JTAG 実装（OpenOCDを使用）

• FT232R SPI ビットバングモードの例

• FT232R ビットバングモードでArduinoをフラッシュ

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