USB-zu-Parallel-Umsetzer

Stichworte: USB, LPT, Parallel, Parallelport, Druckerport, Konverter, Adapter
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USB2LPT, Nachbau der Ausgabe 1.2

Bauteile

Man kommt nicht umhin, die ersten drei Posten bei Digikey zu bestellen. Den Rest gibt's bei Reichelt.

CY7C68013A-56PVXC (»FX2LP«) abgekündigt (2011), ersetzbar durch CY7C68013A-56LTXC
Quarz 24000 kHz [Grundtonquarze werden eigentlich in kHz angegeben!]
LD1117S33 (Spannungsregler)
Serieller EEPROM (ST 24C64 MN6 0,62 €)
USB-Buchse MiniB Durchsteck (USB-BWM 0,49 €)
USB-Anschlusskabel (AK 673A 0,80 €) 1 m, wer will, auch länger
SubD-Buchse 25pol. (D-SUB BU 25 0,10 €)
Gelbe und blaue LED (LED 3mm ST ge 0,08 €, LED 3mm ST bl 0,50 €)
Widerstandsnetzwerke (4x BCN16 4,7 kOhm 0,02 €)
Kondensatoren und Widerstände (Fußvolk, SMD 0805, ca. 0,50 €)
Zweiseitige Leiterplatte (siehe unten; professionelle Fertigung erforderlich)
Gehäuse (KAPPE CG25G 0,13 €)

(Bestellnummer Reichelt und Preisangaben 09/04 in € in Klammern)

Software

Schaltplan und Platine (PNG), Quelle
Diesen Download benötigen Sie zum Nachbau sowie zum Firmware-Update:
Firmware für den seriellen EEPROM
Sie macht nichts anderes, als im USB-OUT-Transfer »verpackte« OUT-Befehle auszuführen und für jeden im USB-OUT(!)-Transfer »verpackten« IN-Befehl ein Byte für den nächsten USB-IN-Transfer bereitzustellen.
Der Rest ist nur für die USB-Funtion sowie etwas Bit-Schaufelei. ECP und EPP werden ebenfalls simuliert, so gut es geht.
Obendrein wird noch die Funktion der USB-Druckerunterstützung nachgebildet. Hierfür lädt Windows einen Standardtreiber.
Den Windows-Treiber finden Sie auf der übergeordneten Seite, sowie Verwendungshinweise.

Bekannte Leiterplatten-Fehler und Probleme

Kein Einlesen des Ist-Zustandes dreier Steuerleitungen möglich, bisweilen umständliche Firmware-Programmierung
Umständliches Deaktivieren des EEPROM (für den Notfall)
Störende Bauelemente beim Einbau ins Gehäuse, umständliches Wegknipsen der Zugentlastung erforderlich, Verlust des Haltes der Leiterplatte
Pads für USB-Chip zu kurz für Handlötung
Ausschnitt für USB-Buchse nicht fertigbar (Fräser-Durchmesser)

Externe Downloads zur Inbetriebnahme

Wenn Sie die Schaltung aufbauen, müssen Sie sich von Cypress das Entwicklungs-Kit (hier eine ausreichende Zusammenstellung) für den CY7C68013A (Datenblatt 5,9 MB) herunterladen. Das Datenblatt ist nicht unbedingt notwendig, aber zum Verständnis nützlich. Alles ist in englischer Sprache und im Letter-Format!

Externe Downloads zur Veränderung von Treiber und Firmware

Zur Recompilierung benötigen Sie ASEM51 und das Windows-DDK (bspw. »Operating Systems«, $699, oder irgendeine Studentenlizenz).

Wollen Sie die Schaltung verkaufen, müssen Sie Ihre USB-Vendor-ID beantragen (und bezahlen! $1500) und in Treiber und Firmware einsetzen.
Inzwischen habe ich eine „eigene“ USB-Vendor-ID mit einem Bereich an Produkt-IDs gekauft, bei „Voti“.

Aufbau

Es ist der geeignete Sitz der USB-Buchse zu prüfen und ggf. die Fräserecken auszufeilen.

Zuerst werden die SMD-Bauteile, dann die wenigen Durchsteck-Bauteile bestückt.

Die SubD-Buchse darf nur so weit auf die Leiterplatte gedrückt werden, dass die Schaltung ins Gehäuse passt! Gehäuse variieren! Zum maßhaltigen Aufdrücken benutze man einen Schraubstock mit glatten Backen.

Die USB-Buchse steht mittig im Gehäuse. Dazu ist die USB-Buchse an den Seiten anzulöten. (Etwas fummelig!)

Von der USB-Buchse werden die Anschlussdrähte vorsichtig(!) nach hinten gebogen und die Buchse in die Aussparung gelötet. Zur korrekten Ausrichtung empfiehlt sich die Anfertigung einer Haltevorrichtung (bei mir ein paar Papplagen).

Ist die Leiterplatte komplett bestückt, wird sie mit dem Programm "EZUSB Control Panel" von Cypress auf grobe Funktion geprüft. (Windows sollte einen Treiber anfordern; dieser Wunsch wird mit der INF-Datei aus dem Cypress-Entwicklungs-Kit befriedigt.)

Test

Laden Sie die HEX-Datei. Der Chip renummeriert und meldet sich neu an. Geben Sie die USB2LPT.INF zu füttern. Dann sollte schon alles gehen.

Programmierung der Firmware

Mit dem "EZUSB Control Panel" wird die Firmware in den EEPROM 24C64 geschrieben. Es wird kein Programmiergerät benötigt!

»EZ-USB Control Panel« (EzMr.EXE) starten (im Entwicklungskit enthalten)
Knopf drücken
Datei »verfüttern«
Warten!! Ca. 20 Sekunden.

Neu: Es geht wesentlich schneller und komfortabler mit dem Hilfsprogramm Brenner.c.

Haben Sie die Programmierung "verpfuscht", und das USB-Gerät wird nicht mehr richtig erkannt, müssen Sie SDA mit 3,3 V verbinden und das Gerät anstecken; danach die Brücke entfernen.
Weiter geht es dann wie beim FX2 beschrieben.

Ich habe die Seriennummer in die letzten 4 Bytes des EEPROM gebrannt. Beim Nachbau mit Serialisierung müssten Sie sich von mir einen Seriennummern-Bereich geben lassen, um Überschneidungen zu vermeiden.

Die Verwendung eines kleinen EEPROMs 24C01 und die Verwendung eines Bootloaders sind zurzeit nicht vorgesehen, jedoch konzeptionell ausgearbeitet.