Arduino FT232H

Отличный вопрос! Arduino FT232H — это не продукт самой компании Arduino, а популярная плата-разработчик (development board) от компании Adafruit Industries, которая использует мощный USB-мост FT232H от FTDI Chip.

Вот подробное описание, характеристики и совместимость.

Описание

Плата Adafruit FT232H Breakout — это универсальный инструмент для разработчиков, инженеров и любителей электроники. Её основное назначение — предоставить простой доступ к возможностям микросхемы FT232H, которая является одним из самых продвинутых USB-мостов на рынке.

Ключевая идея: Эта плата позволяет вашему компьютеру (через USB) общаться с различными цифровыми интерфейсами, эмулируя их на аппаратном уровне. Это не просто последовательный порт (UART), как у более простых чипов FT232, а многофункциональный мост, способный работать в нескольких режимах.

Основные применения:

• Программатор/отладчик: Для прошивки микроконтроллеров (AVR, ARM через SWD) или FPGA.
• Инструмент для прототипирования: Быстрое подключение к SPI, I2C, UART устройствам (датчики, дисплеи, EEPROM) прямо с ПК для отладки и тестирования.
• Эмуляция шин: Создание низкоуровневых сигналов для тестирования оборудования.
• Взаимодействие с 3.3В и 5В устройствами: Благодаря встроенному уровнемеру (level shifter).

Технические характеристики

Основаны на чипе FT232HQ (H-серия в корпусе QFN-48) и обвязке от Adafruit.

1. USB-интерфейс:

• Стандарт: USB 2.0 High-Speed (до 480 Мбит/с).
• Разъем: USB Type-B (или Micro-USB на некоторых версиях).

2. Поддерживаемые режимы работы (Multi-Protocol Synchronous Serial Engine - MPSSE):

• UART (RS232): Асинхронный последовательный порт. До 12 Мбод.
• SPI (Serial Peripheral Interface): Ведущий (Master) или ведомый (Slave). Поддерживает все режимы (0,1,2,3). Скорость до 30 МГц.
• I2C (Inter-Integrated Circuit): Ведущий (Master) или ведомый (Slave). Программируемая скорость (до 3.4 МГц в режиме High-Speed).
• Bit-Bang (GPIO): Прямое управление 16-ю цифровыми выводами (D0-D15) с ПК. Частота до 6 МГц.
• JTAG: Для отладки и программирования микросхем с этим интерфейсом.

3. Логические уровни и питание:

• Входное напряжение (VCC): 5В от USB.
• Логические уровни I/O: 3.3В (стандартно). Все выводы защищены от перенапряжения.
• Встроенный преобразователь уровней (Level Shifter): Позволяет безопасно работать как с 3.3В, так и с 5В устройствами благодаря специальному выводу 5VIN.
• Выход питания: Может выдавать 3.3В (до 250мА) и 5В (только если плата запитана от USB через отдельный вход 5VIN).

4. Выводы и разъемы:

• GPIO/Шинные выводы: 16 цифровых выводов (D0-D15), мультиплексированные под разные интерфейсы.
• Тактовый генератор: Встроенный, 12 МГц.
• EEPROM: Внутренняя (до 512 байт) для хранения серийного номера, VID/PID и др.
• Разъем: Стандартный 0.1" (2.54 мм) пиновый разъем для макетной платы.

5. Программное обеспечение:

• Драйверы: Стандартные драйверы FTDI D2XX и VCP (Virtual COM Port) для Windows, Linux, macOS.
• Поддержка языков: Библиотеки для Python (pyftdi, Adafruit_Blinka), C/C++, C#, LabVIEW и др.
• Готовые утилиты: FTDI предоставляет утилиты (FT_Prog, MProg) для настройки EEPROM.

6. Физические параметры:

• Размер: примерно 36 x 18 мм.

Парт-номера и модели

1. Основная плата:

• Adafruit 2264 — Классическая версия с разъемом USB Type-B.
• Adafruit 2264 (более поздние ревизии) — могут иметь разъем Micro-USB.

2. Базовый чип (IC) от FTDI:

• FT232HQ — Основная микросхема, используемая на плате. Корпус QFN-48.
• FT232HL — Функционально идентичная версия в корпусе LQFP-48. Часто используется на других платах.

3. Совместимые и аналогичные платы от других производителей: Эти платы используют тот же чип FT232H/HL и имеют схожую функциональность, но могут отличаться разъемами, наличием преобразователя уровней или форм-фактором.

• FTDI FT232H Module / Breakout Board: Общее название для многих плат от китайских производителей (например, с Aliexpress). Часто клон Adafruit.
• SparkFun FT232H Breakout (DEV-15217): Аналог от SparkFun.
• Olimex USB-ISO-FT232H: Изолированная версия для работы в промышленных условиях.
• CJMCU FT232H: Компактный модуль, популярный на рынке.
• Платы от DFRobot, Seeed Studio: Часто имеют собственную маркировку.

4. Совместимые модели (более простые, НЕ полные аналоги):

• FT231X, FT230X: Более простые USB-UART мосты (только последовательный порт).
• FT2232H: Двухканальная версия FT232H. Каждый канал может работать в независимом режиме (например, один в UART, другой в JTAG). Используется в отладочных комплексах.
• FT4232H: Четырехканальный USB-мост.
• FT240X: Чистый USB-to-FIFO мост.

Важное замечание о "Arduino"

В контексте этой платы "Arduino" обычно означает:

1. Программирование Arduino: FT232H можно использовать как программатор (через SPI) для загрузки скетчей в чипы ATmega328P (как в Uno) и другие AVR.
2. Использование в экосистеме Arduino: С помощью библиотек (например, Adafruit_FT232H) плату можно заставить работать в среде Arduino IDE, чтобы управлять ей как конечным устройством.
3. Альтернатива встроенным USB-мостам: Это гораздо более мощная замена чипам типа CH340, CP2102 или ATmega16U2, которые стоят на платах Arduino для связи по UART.

Итог: Adafruit FT232H Breakout — это швейцарский нож для цифровых интерфейсов, незаменимый инструмент на столе разработчика, который значительно упрощает отладку, прошивку и взаимодействие с самым разным электронным оборудованием напрямую с компьютера.