Устанавливаем драйвер Ардуино микросхемы CH340G

Чипы FTDI, CH340, ATMEGA16U2 с драйверами позволяют плате Arduino и USB адаптерам подключаться к компьютеру и взаимодействовать с внешним окружением через Serial UART. С их помощью Ардуино может скачивать прошивку, загружать и отправлять данные, не заботясь о низкоуровневой поддержке последовательного соединения. В платах разных производителей могут использоваться различные чипы и драйвера.

В этой статье мы рассмотрим наиболее популярные микросхемы и узнаем, как скачать и установить соответствующие драйвера для нормальной работы Arduino Uno, Nano, Mega и другими платами.

Чипы CH340g, FTDI FT232, ATMEGA 16U2 / 8U2

Обычно с чипами USB преобразователей и поиском драйверов сталкиваются в тот момент, когда возникает проблема подключения платы к компьютеру. Скорее всего,  вы тоже нашли эту статью, пытаясь заставить Arduino IDE взаимодействовать с китайской ардуинкой. Давайте разберемся, какую роль во взаимодействии с компьютером играет чип преобразователя и зачем устанавливать какие-то драйверы, чтобы все заработало.

Зачем нужен USB / UART TTL преобразователь

Когда вы подключаете Ардуино к компьютеру или любому другому устройству по USB, вы связываете между собой сразу два мира: микропроцессорный, сосредоточенный на плате Arduino и мир внешних устройств. Подходы к организации взаимодействия между элементами в этих мирах сильно отличаются. Для работы внутри платы используется особый протокол со своими правилами взаимодействия – UART. И для того, чтобы “внутреннюю” линию соединить с “внешней” нужен определенный преобразователь-посредник, который будет хорошо понимать физические сигналы, используемые как для USB, так и для платы контроллера. Вот этим посредником и являются чипы USB- UART (иногда их еще обозначают называют USB-TTL, хотя это не совсем корректно) преобразователей, самыми популярными из которых являются микросхемы FTDI, CH340G,  ATMEGA U16.

USB преобразователи в Ардуино

Мы должны использовать внешние чипы, потому что контроллер ATMEGA328, являющийся сердцем большинства современных плат Arduino, не содержит в своих кристаллических внутренностях встроенного преобразователя. Если вы посмотрите на плату ардуино, то увидите корпус чипа, на нем можно разобрать и его тип.

Исторически наиболее популярным вариантом чипов USB/UART конвертера была линейка микросхем от шотландского производителя  FTDI. Главным ее недостатком была стоимость и весьма странная политика в области контроля контрафакта, зачастую приводящая к тому, что легальные купленные устройства блокировались драйверами компании. Сегодня существенную конкуренцию FTDI составляют микросхемы семейства CH340, массово производимые многочисленными китайскими производителями. Они гораздо дешевле и достаточно надежны и это постепенно привело к тому, что в большинстве недорогих контроллеров Arduino и адаптеров установлены именно чипы CH340 (CH340g).

Наверное, единственной, но очень важной проблемой при использовании CH340g взамен FTDI является необходимость в некоторых случаях установки USB драйвера. “Респектабельная” FTDI давно уже тесно интегрирована в Windows и при подключении устройства с FTDI-преобразователем никаких драйвером устанавливать не нужно – они уже есть в системе. Для подключения CH340g иногда нужно скачать драйвер и установить его – только после этого система увидит наше устройство.

Процедура установки драйвера для CH340g на самом деле очень проста и почти всегда проходит без ошибок на самых популярных операционных системах Windows7, Windows10. Именно поэтому никаких проблем с использованием недорогих ардуино плат, несущих на себе чип CH340, почти никогда не возникает.

Остается только вопрос – а зачем вообще нужен какой-то USB драйвер для подключения ардуино  к компьютеру? Давайте разберемся.

USB драйвер для ардуино

Мы не будем уходить в теоретические дебри, разбирая многочисленные коммуникационные протоколы, поддерживаемые современными компьютерными системами. Главное, что нужно понимать: когда мы присоединяем какое-то устройство к компьютеру, оно может передавать или получать данные только если его “поймут” с другой стороны. На стороне компьютера таким переводчиком является специальная программа, называемая драйвером. Драйвер USB работает в режиме эмуляции последовательного, COM-порта. Это означает, что при подключении операционная система создает виртуальные, программные COM-порты, с которыми и работает драйвер. В Windows их можно посмотреть в диспетчере устройств.

Если мы подключаем Ардуино к компьютеру, то чип с помощью драйвера попросит систему открыть порт и начнет взаимодействие . И для чипов разных  производителей потребуются разные драйвера. Проблемы возникают, когда драйвера нет. Система пытается найти его для подключенного устройства, не находит и мы никогда не  увидим его в списке устройств. Для решения проблемы надо найти и скачать соответствующие драйвера, а затем установить их на компьютер. Ниже мы рассмотрим, как это делается на примере USB драйвера CH340.

Установка драйвера для CH340

Китайские микросхемы CH340 используется довольно часто благодаря своей низкой стоимости и вполне приемлемому качеству.

В серию микросхем CH340 входят CH340T (мост USB – UART), CH340R (мост USB – IrDA) и CH340G (мост USB – UART). Последняя микросхема является наиболее распространенной и удобной с точки зрения корпуса с меньшим числом выводов.

Установка драйвера CH340

Если в вашей системе отсутствует драйвер, его можно легко установить. Процедура занимает 5 минут и практически никогда не вызывает проблем. Скачать драйвер для CH340 можно по этой ссылке.

Процесс установки драйвера разбивается на несколько шагов:

  • Загрузка драйвера.
  • Распаковка скачанного архива.
  • Найдите папку CH341ER.
  • Запуск исполнительного файла SETUP.EXE.
  • Нажать на кнопку Установить.
  • На этом установка драйвера на компьютер завершена.

Характеристики CH340

Микросхема обладает следующими характеристиками и возможностями:

  • Не нужно большое количество внешних компонентов, требуются только кварцевый резонатор и 4 конденсатора.
  • Создание виртуального последовательного порта.
  • Возможность применения всех приложений для COM-портов.
  • Работает с сигналами уровней 5 и 3,3В.
  • Выполнена в удобном корпусе SO-16 с малым количеством выводов и небольшим числом внешних компонентов.
  • Поддержка полной скорости спецификации USB0.
  • Наличие встроенного буфера типа FIFO.
  • Поддержка всех стандартных режимов передачи данных.
  • Поддержка симплексного, полудуплексного, дуплексного асинхронных режимов обмена.
  • Поддержка интерфейсов RS23, RS422, RS485.
  • Рабочие температуры лежат в диапазоне от -40С до 85 С.

Распиновка микросхемы CH340G представлена на рисунке.

На плате обозначены следующие контакты:

1 – Земля.

2 – TXD сигнал UART.

3 – RXD сигнал UART.

4 – напряжение питания.

5 – UD+ сигнал USB.

6 – UD- сигнал USB.

7 – XI вход для кварцевого резонатора и конденсатора.

8 – XO выход для кварцевого резонатора и конденсатора.

9 – CTS сигнал UART.

10 – DSR сигнал UART.

11 – RI сигнал UART.

12 – DCD сигнал UART.

13 – DTR сигнал UART.

14 – RTS сигнал UART.

15 – Включение инверсии входа RXD.

16 – Питание.

Микросхема эмулирует работу последовательного порта. Все приложения работают с конвертером интерфейса CH340G без изменения кода.

Чип FTDI для Arduino

Шотландская фирма FTDI занимается разработкой аппаратных мостов “USB-UART” и “USB-FIFO”. Производство началось с запуска и продажи схем FT8U232 и FT8U245, которые в итоге стали очень популярными и востребованными на рынке устройств с USB. Эти виды микросхем имели всего лишь 1 режим работы и огромное количество дополнительных внешних элементов.

Следующим поколением аппаратных мостов были микросхемы FT232B и FT245B. В них добавился новый режим работы BitBang, также появилась возможность реализации восьми независимых линий ввода-вывода. Помимо этого была изменена схемотехника кристалла.

С 2006 года начался выпуск микросхем FT232R и FT245R, в которых были интегрированы на кристалл энергонезависимая память, тактовый генератор и другие компоненты. Основными преимуществами микросхемы FT232RL являются хорошая функциональность, легкость монтажа и минимальная обвязка. Распиновка модуля представлена на рисунке ниже.

Характеристики микросхемы FT232R:

  • Одночиповый переходник USB-UART.
  • Поддержка режимов передачи 7и 8 бит данных, 1 и 2 стоповых бита.
  • Бесплатные драйверы VCP и D2XX.
  • Скорость передачи 300 бод – 3 мегабод для RS422.
  • Наличие встроенного идентификационного номера.
  • Настраиваемые выходы CBUS.
  • Вывод состояния приема и передачи на внешние светодиоды.
  • Наличие буферов FIFO для высокоскоростного приема/передачи данных.
  • Усовершенствованный режим bit bang.
  • Встроенная память EEPROM на 1024 байт.
  • Наличие встроенного стабилизатора напряжения на 3.3 В и для внешних сигналов от 1,8 до 5В.
  • Высокая нагрузочная способность.
  • Малое потребление энергии.
  • Совместима с USB 2.0 Full Speed.
  • Температурный диапазон от -40С до 85С.

Микросхема предоставляется с заранее запрограммированной памятью EEPROM, поэтому дополнительное программирование энергонезависимой памяти перед началом работы не требуется.

Чип ATMEGA16U2/8U2 для ардуино

Чипы ATMEGA16U2/8U2 используются в качестве моста между USB-портом и последовательным портом. Версия платы ATmega8u2 использовалась для предыдущих плат Ардуино Uno и Mega.

Технические характеристики чипа ATMEGA16U2:

  • Процессор AVR.
  • Высокая производительность, низкая мощность.
  • Размер ядра 8-бит.
  • Подключение SPI, UART/USART, USB.
  • Количество контактов 32.
  • Скорость ЦПУ 16 МГц.
  • 512 б ОЗУ.
  • 512 б энергонезависимой памяти.
  • 22 программируемых линии ввода-вывода.
  • Интегрированный аналоговый компаратор.
  • Объем флеш-памяти 16 Кб.
  • Размер EEPROM 512х8.
  • Напряжение от 2,7В до 5,5В.
  • Рабочие температуры от -40С до 85С.

Контроллер ATmega8u2 в своей прошивке уже имеет установленные USB COM драйвера, поэтому установка дополнительных не требуется.

Характеристики ATmega8u2:

  • Диапазон напряжений от 2,7В до 5,5В.
  • 32 вывода.
  • Скорость ЦПУ 16 МГц.
  • Объем флеш-памяти 8Кб.
  • Поддержка встроенных интерфейсов I2C, SPI, UART, USART.
  • Размер ядра 8 бит.
  • Несколько режимов работы – холостой ход, энергосберегающий режим, режим ожидания, расширенный режим ожидания и выключение питания.
  • Возможность внешнего и внутреннего прерывания.
  • 22 программируемых линии ввода-вывода.
  • 512 б энергонезависимой памяти.
  • 512 б ОЗУ.
  • Рабочие температуры от -40С до 85С.

Заключение и выводы

Микросхемы-контроллеры последовательного порта служат в качестве преобразователя  интерфейса USB. Наиболее популярными являются микросхемы CH340 (преобразователь USB в UART), аппаратные мосты от фирмы FTDI, к которым относятся микросхемы FT8U232, FT8U245, FT232R и FT245R (USB-UART и USB – FIFO) и ATmega8U2 и ATmega16U2.

Большинство плат Arduino производятся со встроенным USB-to-Serial преобразователем. Последнее время для этих целей используют микросхему CH340. Эта микросхема сильно снижает затраты на изготовление микроконтроллеров, а на работоспособность абсолютно не влияет. Так же ее используют в программаторах для устройств в которых нет встроенной поддержки USB соединения. С помощью таких программаторов можно легко прошивать Arduino Pro Mini. Об этом мы рассказывали в этой статье.

meccanismo-complesso-arduino-pro-mini.png
Как прошить Arduino Pro Mini

Есть только одно «но». По умолчанию в системе windows не установлен драйвер для работы с этой микросхемой. Из-за этого устройство может работать не правильно или вообще не опознается. Что бы это исправить необходимо скачать и установить драйвер CH340G. Ссылки на драйвер и инструкция по установке есть ниже.

content_1_ch340g_driver_install.png

Скачать драйвер CH340G

Скачать CH340G для Windows

Скачать CH340G для Linux

Скачать CH340G для MAC

Установка драйвера

  1. Скачайте драйвер для вашей операционной системы по ссылкам выше.
  2. Распакуйте архив
  3. Запустите исполнительный файл SETUP.EXE
  4. В открывшемся окне нажмите кнопку Install
  5. На этом установка завершена

Если статья оказалась вам полезна то я очень рад. А если вы воспользуетесь социальными кнопками ниже то я буду рад в 2 раза больше 🙂

Очень часто у тех, кто покупает себе Ардуино появляется проблема, когда не удается установить драйверы какой-либо платы, например, Ардуино Нано автоматически. Ваша алата Arduino может просто не увидеть порт, например, или не определится системой, нельзя будет перепрошить.

Причина проблемы установки драйвера

Это происходит по причине того, что платы могут приходить с чипом CH340G из-за которых и возникает проблема с установкой. Такое происходит в основном тогда, когда вы покупаете реплику платы. В них-то как раз и используется COM <-> USB преобразователь CH340G.

На фото выше плата со стандартным чипом сверху и с чипом CH340G внизу. Т.к. довольно много пользователей пользуется Windows 7 — чаще всего вопрос возникает именно с этой ОС.

Процесс установки CH340G

Первым делом нам нужно скачать драйер. Вы можете скачать архив с нашего сайта:

Скачать архив CH340G .zip

Дальше нам нужно разархивировать архив в папку на компьютере. Это может быть:

C:Program FilesArduinodrivers

Шаг 1

После подключения платы типа Ардуино Нано вы сможете в ОС Windows 7 в диспетчере устройств увидеть ошибку напротив USB 2.0 SERIAL:

Путь у нас такой:

Мой Компьютер → Свойства → Диспетчер устройств → Другие устройства → USB2.0-Serial

Шаг 2

Дважды кликаем левой кнопкой мыши или кликаем правой кнопкой по USB 2.0 SERIAL и выбираем «Обновить драйверы».

Шаг 3

Выбираем «Выполнить поиск драйверов на этом компьютере»:

Шаг 4

Указываем путь куда разархивировали папку с драйвером: C:Program FilesArduinodrivers.

Шаг 5

У вас скорее всего появится предупреждение «Не удалось проверить издателя этих драйверов». Жмем дальше на «Все равно установить этот драйвер».

Шаг 6

На этом процедура установки должна завершиться успешно. Должно появиться стандартное сообщение Windows «Обновление программного обеспечения для данного устройства завершено успешно».

Итоговый результат

После того как мы сделали все шаги по установке драйвера CH340G в диспетчере устройств нашей Windows 7 появится новый COM порт:

Иногда процесс установки всё-равно не получается выполнить правильно и ОС не может определить плату. Проблема может быть в самой плате. Варианты решения следующие:

  • Проверяем правильно ли выполнена установка драйвера;
  • Была ли произведена перезагрузка компьютера после установки драйвера CH340G;
  • Перезагружаем компьютер;
  • Пробуем использовать другой USB-порт;
  • Пробуем повторно установить драйвер.

Не так давно я получил партию arduino nano. После неудачной попытки подключения её к компьютеру с windows 7 начал разбираться в чем проблема.

Выяснил, что драйвер для устройства автоматически не устанавливается.

Причиной тому использование микросхемы CH340G. Можно увидеть на фото (в верху стандартный вариант, в низу новый, с микросхемой CH340G). Много кто пытается найти драйвер для  CH340G и как установить драйвера для CH340G.

После подключения arduino nano в диспетчере устройств появится USB 2.0 SERIAL, но windows 7 драйвера найти не сможет…

  1. Скачиваем драйвер CH340G и разархивируем его. Я разархивировал в папку  «C:Program FilesArduinodrivers»
  2. Возвращаемся в диспетчер устройств, кликаем правой кнопкой по USB 2.0 SERIAL и выбираем «Обновить драйверы…«
  3. Выбираем Выполнить поиск драйверов на этом компьютере
  4. Указываем путь куда разархивировали папку с драйвером ( C:Program FilesArduinodrivers)
  5. В появившемся окне с предупреждением о том что «Не удалось проверить издателя этих драйверов», кликаем Все равно установить этот драйвер!
  6. Вот и все, драйвер установлен! Система выдает уведомление «Обновление программного обеспечения для данного устройства завершено успешно»

В диспетчере устройств появится новый COM порт

П.С. Вот драйвер для Win 7х64  скачать.

Небольшая видеоинструкция:

Используемые источники:

  • https://arduinomaster.ru/platy-arduino/arduino-usb-uart-chipy-i-drajvera-ch340-ch340g-ftdi/
  • https://all-arduino.ru/drajver-ch340g-dlya-arduino/
  • https://arduinoplus.ru/ustanovka-driver-arduino-ch340g/
  • https://smart-chip.ru/drajver-dlya-arduino/

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий