„Ideen verändern die Welt – wenn sie umgesetzt werden.”
Norman Rentrop

Fisch und Fischl GmbH

Seit 1999 setzen wir Ideen im IT-Bereich mit neuen und innovativen Techniken um. Die Spannweite unserer Projekte reicht von kleinen elektronischen Basteleien über pfiffige Softwaretools bis hin zur komplexen datenbankgestützen Internetanwendung.

USBnub - PIC-Entwicklungsboard

Der USBnub ist ein Entwicklungsboard basierend auf einem PIC18F14K50-Mikrocontroller. Zu den wichtigsten Merkmalen des USBnub zählen: USBnub

Es sind viele Schnittstellen vorhanden: USB, I2C, SPI, UART, ADC, PWM, GPIO.
Alle nötigen Programme (IDE, Compiler, Beispiele...) sind als OpenSource verfügbar.
Die Liste der unterstützten Betriebssysteme umfasst Windows, Linux und Mac OS X.
Es existiert eine umfangreiche Programmbilbiothek zur Ansteuerung verschiedener externer Komponenten wie LC-Displays, Sensoren und SD-Karten.
Es ist ein offizieller Bausatz verfügbar und mit Hilfe des vorinstallierten Bootloaders ist keine zusätzliche Programmierhardware erforderlich.
Der Aufbau besteht nur aus bedrahteten Bauteilen und keinen SMD-Komponenten.

Durch die Kombination eines einfachen Schaltungsaufbaus mit einem sehr großem Funktionsumfang ist der USBnub passend für eine Vielzahl verschiedener Anwendungen, darunter etwa:

Ausbildung/Hobby: Der günstige und einfache Einstieg in die PIC-Mikrocontroller-Welt: Mit JAL steht eine schnell zu erlernende Programmiersprache bereit.
Prototyping: Gelangen Sie ohne großen Aufwand zu einer USB-Lösung. Vorabtests komplexerer Schaltungen lassen sich schnell realisieren.
Interfacing: Externe Schaltungen lassen sich dank der Vielfalt an unterstützten Schnittstellen einfach an den PC anzubinden.

Hardware

Die Schaltung des USBnub besteht aus wenigen bedrahteten Kompontenen. Da keine SMD-Bauteile verwendet werden, ist der Aufbau auch mit wenig Löterfahrung schnell realisiert. Schaltplan: usbnub_schematic.pdf

Ein Großteil der Mikrocontroller-Pins werden nach aussen geführt und können zur externen Beschaltung verwendet werden. Am USBnub ergibt sich folgende Pinbelegung:

Pin	I/O	Analog	Sonstige Funktion
1			+5V
2			GND
3	RB4	AN10	SDI/SDA
4	RB5	AN11	RX/DT
5	RB6		SCK/SCL
6	RB7		TX/CK
7	RC0	AN4	C12IN+/INT0/VREF+
8	RC1	AN5	C12IN-/INT1/VREF-
9	RC2	AN6	P1D/C12IN2-/CVREF/INT2
10	RC3	AN7	P1C/C12IN3-/PGM
11	RC4		P1B/C12OUT/SRQ
12	RC5		CCP1/P1A/T0CKI
13	RC6	AN8	SS/T13CKI/T1OSCI
14	RC7	AN9	SDO/T1OSCO

Software

Eine Anleitung zur Inbetriebnahme des USBnub mit der Programmiersprache JAL finden Sie im USBnub JAL-Tutorial. Der USBnub unterstützt Windows, Linux und Mac OS X.

Windows

Für Windows gibt es ein Komplettpaket mit allen erforderlichen Dateien, um sofort mit USBnub loslegen zu können:

usbnub-pack-win-20100104.zip

Dieses Paket enthält

usbnub - Beispiele und Projekte mit Quellcode, Schaltplan und Bildern
MPHidFlash - Programm zum Übertragen von Programmen auf den Controller mithilfe des HID-Bootloaders
jallib-pack - JAL Compiler, Bibliothek und Beispiele
Programmer's Notepad - Entwicklungsumgebung

Linux / Mac OS X

Für die Arbeit unter Linux oder Mac OS X gibt es Beispiele und Projekte zu USBnub als einzelnes Archiv:

usbnub-20100104.tar.gz

Zum Kompilieren und Übertragen der Programme auf den USBnub sind folgende Programme nötig:

Für Linux enthält das jallib-Pack bereits eine ausführbare Datei. Für Mac OS X muss der Compiler dagegen aus den Quellcodes gebaut werden. Dazu ist die Installation der GNU Compiler Chain (gcc) notwendig (kostenlos erhältlich von Apple mit Xcode). Das folgende Archiv herunterladen und nach dem Entpacken "make" im Verzeichnis "src/" ausführen - die ausführbare Datei finden Sie anschließend im Ordner "bin/":

jalv24m_ffpatched.tar.gz JALv2 Compiler Quellcode mit Anpassungen für Mac OS X

Bootloader

Um USBnub über USB programmieren zu können, muss der PIC18F14K50 einmalig mit einem USB-Bootloader versehen werden. Dazu wird ein externes Programmiergerät benötigt. Der offizielle USBnub Bausatz enthält bereits einen mit dem USB HID-Bootloader vorprogrammierten Controller. Dieser Bootloader basiert auf dem Microchip HID-Bootloader und wurde an den USBnub angepasst. Gestartet wird dieser Bootloader durch Drücken des Tasters während USBnub an das USB-Kabel angesteckt wird. Danach können Firmwares z.b. mit dem Programm MPHidFlash auf das Entwicklungsboard übertragen werden.

Projekte

Im Folgenden werden einige Projekte vorgestellt, die mit USBnub realisiert wurden. Diese sollen als Anregung und Vorlage für eigene Projekte dienen. Die Quellcodes sind im usbnub- bzw. usbnub-pack-win-Archiv unter usbnub/jal/projects/ zu finden.

USB nach seriell-Wandler USBnub registriert sich als virtueller Comport (CDC) am PC und vermittelt Zeichen zwischen diesem Comport und der seriellen Schnittstelle des USBnub. Durch entsprechende Beschaltung sind TTL-, RS232- und RS485-Ausgangspegel möglich. Das Bild zeigt einen Aufbau mit RS485-Wandler.	Schaltplan TTL Schaltplan RS232 Schaltplan RS485
LCD am virtuellen Comport USBnub registriert sich als virtueller Comport (CDC) am PC. Alle Zeichen, die an diesen Comport gesendet werden, werden auf dem Display ausgegen.	Schaltplan
RC5-Fernbedienungsempfänger USBnub wird als HID-Keyboard erkannt. Werden auf der Fernbedienung Zahlen (1..9) gedrückt, werden diese als simulierter Tastendruck an den Computer weitergegeben. Betriebssysteme erkennen die Tastatur ohne speziellen Treiber.	Schaltplan
DCF77 am virtuellen Comport USBnub registriert sich als virtueller Comport (CDC) am PC. Das DCF77-Funkuhrsignal wird vom Mikrocontroller dekodiert. Über den virtuellen Comport werden sowohl die Rohdaten, als auch die dekodierte Zeitinformation an den angeschlossenen Computer gesendet.

Haben Sie Ihre eigene Schaltung mit dem USBnub entwickelt und möchten diese anderen zur Verfügung stellen? Dann nehmen Sie bitte Kontakt mit uns auf.