Интерфейс USB. Виртуальный COM порт и схемотехника.

Рассказывается о том, как строится схемотехника интерфейса USB на микроконтроллерах STM32. Рассказывается о программировании и использовании USB Virtual COM port и использовании этого интерфейса при отладке.
Канал в телеграмм - t.me/vladimir_medintsev
Канал Яндекс.Дзен - zen.yandex.ru/vladimir_medintsev
Канал на RuTube - rutube.ru/channel/1797552/
Канал на KZbin - / vladimirmedintsev
------------------------------------------
Если вы хотите поддержать автора канала номер карты Сбер:
2202-2023-2480-4008
------------------------------------------
Интерфейс USB. Создаем Mass Storage на STM32F4 и странные косяки от CubeMX - • Интерфейс USB. Создаем...
Отладка STM32. Перенаправление ввода-вывода. Возможности SWD, отладка больших программ. - • Отладка STM32. Перенап...

[@anatoliygavrilov958]

Подтягивающие к земле резисторы 10-15к нужны только на стороне "хоста", то есть в Вашем случае не нужны. Подтягивающий к +3,3В резистор 1,5к нужен только на стороне "девайса". С его помощью "хост" определяет подключение "девайса" и его скорость. Если резистор на линии DM, то скорость 1,5Mbit/s (Low speed). Если резистор на линии DP, то скорость 12Mbit/s (Full speed) или 480Mbit/s (High speed). Об это можно прочесть в спецификации USB. Микроконтроллеры STM32 в режиме "девайса" не умеют режим Low speed, по этому вариант тут только один - подтягивать линию DP, но некоторые серии микроконтроллеров имеют встроенный подтягивающий резистор. Для выбранного Вами микроконтроллера STM32F303CB он нужен. Об это можно прочесть в AN4879. Согласующие резисторы (последовательные) 20-30 Ом для микроконтроллеров STM32 не нужны, т.к. они уже имеются в микроконтроллере. Об это написано в AN4879 в разделе FAQs. С защитными диодами всё немного сложнее. Устройства должны соответствовать стандарту JESD22-A114D (выдерживать разряд 2кВ) и встроенные в STM32 защитные диоды это обеспечивают. Но если устройство имеет разъемное (пользователем) соединение USB, то оно так же должно соответствовать и более строгому стандарту IEC 61000-4-2. Для этого микроконтроллерам STM32 нужны внешние защитные диоды. В Вашем случае они нужны. Об это можно прочесть в AN4879 в разделе "Protection against ESD and EMI".

[@ivanslivin6804]

Спасибо за развернутый комментарий! Вопрос. Если мы все же ставим диоды (или сбору TVS), и придет импульс. То где рассеится его энергия? Я вот именно для этого ставлю последовательные резисторы на 22 Ома. Но не уверен что это правильный подход.

[@VladimirMedintsev]

@Денис Позолотин был заблокирован на канале за переход на личности и матершину. Меня поражает беспричинная агрессия некоторых индивидов. Материться идите за гаражами, а тут интернет, тут нельзя.

[@user-co8un6lx3t]

За гаражами знаете ли можно и выхватить, а тут ващпе не страшно ))

[@vadimvarlamov7907]

Очень познавательно. Часто в проектах с STM32 использую USB, либо для настроек, либо просто для отладки.

[@sailtogether3236]

Крайне полезный и актуальный обзор, спасибо! И изюминкой про ардуиновский плоттер) Сколько раз проходил мимо и не заметил его.

[@ajdarseidzade688]

За 'Serial Plotter' отдельное спасибо! А также за такое видео и кол-во материала в нем. Именно рассмотренных документов. Я все их, буквально все, нашел/скачал по-одному. Кроме "старой версии" AN4879 от ST. Хороший и большой обзор различной документации по USB и все уместилось в этом видео. Даже программная часть рассмотрена. Этакий вводный курс и пр. - ничего большего и не нужно, а дальше самому лучше запускать/разбираться.

[@f33net]

Так там же сэтэшики буковками написали "всё, народ, не балуйтесь - необходимая защита и согласование на борту, лепите прямые дорожки". На 2.0 повесить внешнюю ESD защиту можно, но на 3.0 она будет кусаться ёмкостью.

[@Insideus2786]

Спасибо за видео. Тоже в свое время стояла задачи создания схемотехники USB интерфейса на STM32. В итоге решил не "изобретать велосипед", а посмотреть готовые решения от STM, проанализировать, то как это было сделано у них в демобордах Discovery и Nucleo, и выбрать лучшее на свой взгляд.

[@TEENASPECT]

Круто. Полезно. И кажется таким простым. Но потом садишься за комп, врубаешь кубмх, генеришь проект и тупишь часами в кейле.

[@user-tz2zg3so2v]

Спасибо за ваши видео

[@alexanderurezchenko6446]

Спасибо, Владимир!

[@admin_of_youtube]

интересное видео, спасибо!

[@motoday3580]

Реально актуальная тема ! По своему опыту, в простых разработках использую сопротивления , в более жирных проектах использую защитные микросхемы.

[@motoday3580]

Добрый день! Почитайте о типах микросхем !

[@PastuhMedvedey]

Понравилось видео . Но хотелось бы еще услышать и про эмуляцию линий RTS CTS для такого виртуального com порта, и то как сделать их например два, или более. Спасибо.

[@user-je8oz6lh6w]

Для тех, кто любит читать коментарии. В ролике прозвучало (11:40) "...это для того случая, когда надо внешним резистором энумерейшн включить...". Докладываю. Оказывается у STM32F103, без подтяжки сигнала USB_DP к питанию, USB не работает от слова совсем. Хотя как вы видите на видео, в списке процессоров, кому это необходимо, F103го нет.

[@user-tg6ox3wh4v]

Интересно.

[@sergey3947]

Спасибо за видео, оно оказалось очень полезным, повторил VCM в CubeIDE. Только возникает вопрос: зачем нужна функция CDC_Init_FS если она не используется ?

[@WISELORD]

CDC, Mass storage и прочее по отдельности - не слишком интересно, так как уже фактически встроено в Cube. А вот когда, скажем, хочется одновременно и CDC и HID - и вот тут-то полный затык получается.

[@f33net]

Самая лучшая консоль это TeraTerm - очень рекомендую, не пожалеете, настоящий терминал, а не дуринкина фигня. Тока UTF по умолчанию у него выключено, надо в настройках включить.

[@RepomanBY]

Удобно будет каждый раз при перепрошивке девайса (раз уж речь идет об отладке) закрывать-открывать порт, т.к. он в эти моменты будет исчезать из системы?

[@iwh1te340]

Совершенно верно, для отладки лучше использовать uart, да и скорость можно поставить побольше.

[@liliansirbu840]

насколько реально писать USB через DMA? можешь показать нам?

[@MrBorsoft]

Спасибо за ролик👍🏼 А заливать прошивку через этот USB средствами стандартного бутлоадера возможно? И ещё вопрос - на платах Nucleo во встроенном st-link’e есть Virtual COM port, на который выведен uart2 от STM32. Получается там чип st-link’a просто перебрасывает данные со входа своего uart’а (от uart2 STM32) на usb. Ну и обратно соответсвенно… Так?

[@VladimirMedintsev]

1.Да, можно. 2. Да, упрощенно можно сказать и так.

[@arakeldesign]

@Vladimir помогите пожалуйста советом. Собираю наручные электронные часы, сзади есть 4 контактные площадки для зарядки. Стоит ли защищать от статики цепи которые подключены к данным площадкам (там + - и SWD для прошивки)?

[@VladimirMedintsev]

Я бы поставил защиту. Причина проста, корпус наверняка пластик, одежда любая, ну по-любому там будет статика. Мы же двигаемся. Поглядите на ESDA5V3SC5

[@arakeldesign]

Vladimir Medintsev понял, спасибо, но корпус алюминий анодированный. В этом случае насколько это критично?

[@VladimirMedintsev]

@@arakeldesign Тогда не переживайте. Выживет.

[@arakeldesign]

Vladimir Medintsev спасибо, хороший человек)

[@zhen.shenka]

Выскажу своё представление. Все способы развязки USB правильные и не правильные одновременно. Зависит от того какой уровень защиты и помехоустойчивости хотите получить. Если вам нужны цепи особого исполнения с защитой класса ia, то ставите одну обвязку и жертвуете скоростью и стабильность. Если надо выжать из usb максимум то выравнивание все длины и импедансы. Ну или экономите на комплектухе и молитесь чтоб статикой не прошло.

[@user-je8oz6lh6w]

Сделал всё как в этом видео. Но COM порт в диспетчере устройств не появился. Windiws 7. Более того - при подключении USB сразу же слетает программатор. Что не есть хорошо т.к. питание схемы у меня происходит от USB. Пришлось применить другой источник питания. Есть какие мысли на этот счет ?

[@VladimirMedintsev]

Нет, проверять подключения и земляные петли. Может по питанию бяка лезет

[@user-je8oz6lh6w]

@@VladimirMedintsev ок. Спасибо

[@user-je8oz6lh6w]

Здравствуйте Владимир! Убив значительное время, решился обратиться за помощью. Суть - не заводится Virtual Com Port. Причем на 2х разных изделиях. На одном стоит STM32F103C8T6, на другом - STM32F103R8T6. Правильность разводки проверил, кабель прозвонил, в кубе всё инициализировал правильно. И тишина. Скажу ещё что с USB я уже раньше работал на 2х изделиях. На одном - был STM32L433 - сделал на нем Virtual ComPort, на другом был STM32L476 - сделал на нем Mass Storage Host Class. Проблем никаких не возникало. Поэтому сегодняшняя ситуация стала полной неожиданность. Вопрос: Приходилось ли Вам работать с USB на F103 и нет ли там каких недокументированных особенностей ?

[@VladimirMedintsev]

Вообще ни разу не трогал F103 процессор. Я его сильно не люблю. Так что по теме я подсказать точно ничего не могу.

[@user-je8oz6lh6w]

@@VladimirMedintsev Я разобрался !!! У F103 сигнал USB_DP надо подтягивать к питанию резистором 1К5 !!!!!

[@VladimirMedintsev]

@@user-je8oz6lh6w А вы об.этом не знали?????

[@user-je8oz6lh6w]

@@VladimirMedintsev Нееет! У STM32L433 с которым я работал, так делать не надо.

[@VladimirMedintsev]

@@user-je8oz6lh6w Блин. Я в каком-то древнем видео об этом говорил. Кстати такое же и в более современных МК встречается. Например STM32F303CBT тоже нуждается в подтяжке. А вообще где-то есть AN в котором ST пишет кому подтяжка нужна а кому не нужна.

[@user-qo6uk4xs7m]

На канале компании ST есть видео-тренинг по USB. В одном из видео рассказывается про ESD, про резисторы в цепях D+/D- (и почему их не надо ставить), про подтяжки и т.д. В этом видео инженер ST говорит о том, что зачастую люди, в качестве образца для своих устройств, берут схемотехнику USB с демо плат ST, типа Discovery. Он говорит, что в некоторых их платах есть ошибки по части USB (с примерами). Но насколько я понял, проблемы в схемах есть только у FullSpeed, а для HighSpeed и в схемах, и в документации, ошибок нет. Возможно это видео окажется полезным, я оставлю ссылку: STM32 USB training - 07 STM32 USB hardware design kzbin.info/www/bejne/rKjPiYiFjpx-j5I

[@VladimirMedintsev]

Ролики от ST всегда славились индийским английским и дичайшими неточностями. Читать их ещё куда не шло, но блин слушать, бедные мои уши...

[@user-qo6uk4xs7m]

@@VladimirMedintsev да есть такое )), но в этом ролике не индус, но звук хреновый.

[@Red_Avenger]

По идее резисторы нужны как токовые ограничители. А сопротивление выбираться на основе предельного тока выходного каскада порта. Можно конечно и не ставить, но тогда в случае внештатной ситуации (замыкания данных на землю или питание) выходные ключи могут дать дуба (пробьёт или верхнее плечо или нижнее, по превышению тока).

[@Michael_Kaa]

USBLC6 на практике не раз выручала.

[@user-gb1xp3ej2i]

Насколько я понял, схема у вас заработала. В начале видео вы показывали платку, хотелось бы увидеть схему данной платы

[@VladimirMedintsev]

Там в начале видео целых три платы мелькало. Вы хотели увидеть схему которой из них?

[@user-gb1xp3ej2i]

@@VladimirMedintsev тайминг на 0:30, при беглом просмотре, на плате USB-изолятор (ADUM) и изолированный dc-dc преобразователь, если я все правильно понял. Именно эта часть схемы меня интересует... Я так же делаю проект с применением USB Virtual COM port, но что-то с ADUM у меня нечего не работает, без него все хорошо определяется, а с ним ни в какую. Хотел бы посмотреть как вы развели ADUM

[@VladimirMedintsev]

А, блин вы про программатор. Я уже делал когда-то видео с ADum - kzbin.info/www/bejne/Z3a2pYGcpdWoo68 Схема изолятора доступна вот по этой ссылке - yadi.sk/i/4HY0NIhPngYbsQ А вот схема того устройства что на видео показано - yadi.sk/i/dN5rBeliyy8oeg

[@user-gb1xp3ej2i]

@@VladimirMedintsev Спасибо, большое

[@VladimirMedintsev]

Удачи

[@uvatenkovdmitrii1847]

Уважаемый автор! Быть может подскажете как снять защиту flach памяти полетного контроллера на чипе ARM STM32F722RET6. Контроллер не определяется ПК. Заранее спасибо.

[@VladimirMedintsev]

Никто в здравом уме вам этого не подскажет.

[@dmitriibannikovasx]

Я думаю, тут только искать статьи про реверс инжиниринг этого чипа, ну либо делать это самому)

[@f33net]

Вообще, это описано в даташите в разделе FMC. В HAL есть функции по этому поводу.

[@f33net]

@@VladimirMedintsev легальную защиту флэш от записи легко выключать/включать регистрами FMC. Если человек спрашивал не про защиту от чтения...

[@scilab5929]

@@f33net Судя по исходному вопросу у него не определяется контроллер. А значит стоит защита RDP и она не имеет никакого отношения к FMC.

[@vadimerofeev1148]

Так и назовите: "имплементация USB для чацников".

[@leoned1797]

Ох! Скольк же раз я сжигал USB на 103c8..

[@user-co8un6lx3t]

Как вам удалось, поясните нубу..

[@leoned1797]

@@user-co8un6lx3t статикой

[@dmitriibannikovasx]

А нет никакого метода, позволяющего понять, открыт ли порт?

[@dmitriibannikovasx]

Не понимаю, почему бы разработчикам чипов не встраивать все эти подтяжки, защиты от статики и прочую обвязку, относящуюся к usb в свои чипы при проектировании? Не пинайте сильно, если глупый вопрос)

[@f33net]

Они так и сделали, но стеснялись сказать об этом уверенно. В последнем АN, собственно, Ваше пожелание и удовлетворили.

[@Michael_Kaa]

Лучшая консоль это putty. vt100 и прочее. Не ради холивара.

[@sailtogether3236]

А screen чем вам не зашёл? Не ради троллинга.

[@Michael_Kaa]

@@sailtogether3236 Как то он мимо меня прошел....

[@user-zj8ib5sw7l]

Диоды особо не помогли при контакте с щупом осциллографа и незаземленном компьютере.

[@VladimirMedintsev]

Разумеется, это ведь была уже не статика... Это было больно.

[@user-mm7zi4ey6i]

@@kokotmkokot4926 каким образом осцил палит мк? Можете объяснить с точки зрения схемотехники?

[@bogdan1543]

@@user-mm7zi4ey6i ground loops в Google

[@alx643]

ну правильно, чем быстрее спалишь контроллер, тем быстрее у них купишь новый...