USB HID 與UART (RS232)系列之一

最近搞了一個案子是幫朋友解決USB Dongle ，應該算是USB Tools 的東西...

雖然這樣子的東西我也算作了不少東西了...對我來說：也只不過就是Copy & Paste ...

然後再改改一些UI 人機介面而已，您說有沒有比較特別的地方？！不知道！

對我來說一點也沒感覺。...

但後來想一想，這樣子的東西應該也是許多人常會碰到的問題吧：

譬如在USB 應用上常見到的 USB 轉RS232 或是USB 轉I2C 或SPI 等等吧！

所以我就以USB 轉RS232C (UART ）大家常會碰到或想問的技術問題，我就稍微交代

一下吧！如果寫得不是很清楚的話...大家就用力的留言吐嘈吧！

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基本上，以前我都很懶得教大家搞那個USB 轉RS232C 的東西，因為呢？市面上已經有

一大堆這一種專用IC 了，我也不想斷人家的財路，所以，我也就順水推舟的請大家

自個兒想辦法了！

但我發現：有很多人用了這一種IC 之後，他們還是用那個VB 來寫PC AP 端的應用程式...

當然您不能要求每一個又搞USB （或MCU 韌體）的工程師們又要搞好PC AP 程式，

所以大家就利用簡單的VB 程式裡的COMM.H 加減寫寫程式了囉！

但是卻又常碰到資料三不五時會掉...老是搞不清楚問題出在哪？！功力好一點的或許還

可以從DEVICE端的韌體或AP 端作業系統底層追追看...但實在很辛苦，又求救無門！

其實，以前我在USB 文章內就有提過：您不要看USB 轉RS232 ，就哪兩支 RX/TX PIN嘛！

很簡單...這一種USB 轉RS232C 的IC 要搞好也不容易...

您光看以下這一家專用IC 所出的IC 編號...您就知道：人家搞了好幾個版本，還不一定搞定：

    說真的啦...出這麼多版本，又是一大堆技術文件資料...我自己也實在很懶得想看...

那您說：我自己本身在系統應用上會不會常遇到這一種東西？！Of course...

沒有的話，那就根本不是在搞研究，在系統開發上有多少實驗數據要量，有這麼多需要

調整的參數...您沒有PC 端的AP 協助？！搞屁啊？！瞎子摸象...在做什麼研究啊？

那您一定會問我說：那我怎麼處理這個問題？！那就是我這一系列文章要講的事！

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首先我們先來講為什麼大家喜歡用UART ？！因為很簡單，現在MCU 幾乎都有支持，

甚至現在新一代的32 bits ARM 都還不只只有一組UART...

而且UART 在使用上很簡單：就只有TX/RX 兩條線就可以提供雙向通訊，

而且在PC AP 還有一大堆標準應用程式可以直接套用：像是超級終端機等。

大家只要笨笨的寫MCU 韌體程式就可以了。就可以透過PC 端Debug了！

但實際上，有時問題就沒那麼簡單...

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那我們就應該不要忘記這個RS232 為什麼會成為電腦應用上的一個重要規範？！

他原本的用意是啥？！....其實，最早的UART（RS 232) 是拿來外接數據機(Modem）

的介面...所以在RS232規範尚有很多還留著這一種產品的"餘毒"...您無法擺脫，但微軟的

作業系統就非常討厭他...那您還幹嘛跟微軟對幹呢？！更何況現在微軟也不行了。

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當然現在已經沒有人用RS232 來連接Modem 了，但我們還是喜歡用他原本的那一套

通訊介面來玩周邊，尤其是作資料傳輸的這一件事。

那如果要提到拿Modem 精神來作電腦周邊傳輸的話，那您就不得不提到Null Modem

這個東西了！因為我們現在用UART 來作為系統傳輸介面的，都是利用Null Modem 的方法：

他最基本的就是 TX/RX (pin 2 & 3 ) 對調，就可以達到雙向通訊的功能了！

但很不幸的是：現在大家就只看到 RD/TD 這兩支pin 而已，都忘記了其實還有其他

I/O 的定義的重要性，這個就是造成您通訊系統掉資料的問題了！

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以下是兩家算是這個領域都很有名的 專用IC 廠所提供標準EV Borad ：

一家就是Silabs 的CP210x : 

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另一家就是FTDI 的專用IC...

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大家都應該發現：其實人家的USB 轉UART 的IC 是提供標準的Null Modem 的標準接口。

除了常用的TD/RD 兩支I/O 之外，人家還是把所有的Null Modem 會用的I/O 腳都提供了！

只是大家不喜歡這麼用...因為我們就是要省 I/O 啊...除了TD/RD 之外，我們幾乎不管

其他I/O 的定義了。但如果大家若有心的話，那您就應該去看一下其他I/O 腳在

RS232 的通訊協定上扮演什麼硬體功能定義...如果您搞不懂這些的話，

那您也不能怪人家IC 有問題或為什麼會掉資料？！

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那我自己呢？！我當然也不喜歡這麼用啊！搞死自己喔！因為您還要兼顧到您PC AP 端的

程式問題...因為如果您要真正的完全掌握與控制這些除了RD/TD 以外的PIN 的話...

您就得要瞭解作業系統底層的東西。

最早您要透過作業系統來控制PC 硬體周邊時，您必須利用 電腦硬體上的BIOS 來玩！

那作業系統就得要提供這一條路徑：以前控制RS232 是透過BIOS 的中斷向量：0x14H...

我想現在人家微軟的作業系統不讓您這麼搞了吧！...您就別再想那個

COM1 : 0x03F8, COM2 :0x02F8.....。不要說您看了就討厭，連微軟自己也很討厭！

那您說：您的USB 轉RS232 的IC 又要有這一種I/O 腳的控制....那怎麼辦？！

微軟才懶得理您。那就只好要賣IC 的人。自己想辦法在底層的驅動程式裡作掉了啊！

搞得讓您的AP 能看得懂這些東西，然後又要避開微軟的底層...那您就知道怎麼會有那麼

多一大堆的VCP 或其他奇奇怪怪的驅動程式，然後每一家的還不一定相容呢！ 

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您就想一想：您偏偏要用微軟的的軟體開發平台，但人家就不喜歡您還在用這些東西...

您還在Open COMM ...又要comm_puts/comm_gets...微軟為什麼還要理您？！

這樣子的搞法，不就是拿石頭一直在砸自己的腳嗎？人家微軟也不一定會可憐您...

搞不好還在背後詛咒您說：死好！（台語！）....微軟的作業系統現在已經慢慢

失勢了...他們一定更不爽：就是您們這些人搞得讓他們一直擺脫不了包袱！

所以啦...看過我這一系列文章之後，您們真的要好好想想：我還要這麼搞法嗎？！

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我們先在這一篇前言文章先下一個簡單結論註腳：

第一：我們利用RS232 的通訊協定，硬體上用的就是早期Null Modem 的基本作法。

            而Null Modem 在硬體定義上，除了TD/RD pin以外，其實還有其他I/O的

            定義。但我們往往常忽略這些I/O 在通訊協定上的意義！

第二：除了硬體的考量之外，我們還是得必須瞭解新一代的作業系統，尤其是微軟的

           作業系統對於基本Null Modem 的控制方式的支持。如果我們沒有對些基本的

           RS232 通訊協定的充分掌握的話，那就很難擔保過渡簡化的Null Modem 的

           資料傳輸方式（就只用TD/RD) ，會不會產生資料傳輸Loss 的現象？！

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先暫時歇筆一下...等到下一篇文章時，我再來解說：該如何解決這樣子類似的問題，

可以讓您跟著PC AP 端的軟體開發一路順遂！

（待續）....