FTDI Friend使用指南：從驅(qū)動安裝到芯片編程

一、FTDI Friend概述

在如今USB端口占據(jù)主導(dǎo)的時代，當我們需要將微控制器的日常串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C時，F(xiàn)TDI Friend就派上用場了。它是一款經(jīng)過改進的FTDI FT232RL芯片適配器，和常見的FTDI電纜一樣，能為項目供電，還有4條信號線用于數(shù)據(jù)傳輸。但它的功能遠不止于此，比如可以將信號和電源線設(shè)置為3.3V或5V，并且還提供了DTR線，滿足不同的編程需求。默認情況下，它的設(shè)置與FTDI電纜相匹配，第6針是RTS，電源線為+5V，信號電平為3.3V（兼容5V，適用于大多數(shù)3.3V和5V信號系統(tǒng)）。

文件下載：284.pdf

二、安裝FTDI驅(qū)動

連接設(shè)備

如果使用的是FTDI電纜，其末端已有USB A連接器；若是FTDI適配器，則需要一根標準的mini - B電纜，常見的相機或手機數(shù)據(jù)線都可以使用。

不同系統(tǒng)的驅(qū)動安裝

• Windows或Mac OS：若之前未為其他項目安裝FTDI驅(qū)動，可能需要下載。連接設(shè)備后，Windows系統(tǒng)可能會發(fā)出提示音，右下角會彈出“找到新硬件FT232R USB UART”的氣泡。隨后新硬件向?qū)?，選擇“這次不”，然后點擊“下一步”。接著選擇“從列表或指定位置安裝”，勾選“包括這個位置”，瀏覽到下載驅(qū)動的文件夾，選擇文件夾后點擊“確定”。安裝完成后，會彈出“USB串行端口”窗口，重復(fù)上述安裝步驟，安裝成功后可能需要重啟計算機。
• Linux：Linux系統(tǒng)的驅(qū)動已內(nèi)置在操作系統(tǒng)中，非常方便。

三、COM / 串行端口名稱驗證

Mac系統(tǒng)

在終端窗口中輸入“l(fā)s /dev/cu.*”，會得到類似的響應(yīng)，我們要找的名稱是“/dev/cu.usbserial - XXXX”，其中XXXX對于每條電纜都是唯一的，將其復(fù)制粘貼到文本文件中以便后續(xù)使用。

Linux/Unix系統(tǒng)

在終端窗口中輸入“l(fā)s /dev/ttyUSB*”，會看到類似“ttyUSB0”的設(shè)備文件。

Windows系統(tǒng)

通過“開始菜單” - “設(shè)置” - “控制面板”，雙擊“系統(tǒng)”，選擇“硬件”選項卡，點擊“設(shè)備管理器”。在“端口（COM & LPT）”下找到“USB串行端口（COM）”，COM編號可能不同，如COM3或COM4，最高可能到COM99。若未看到COM端口，需驗證電纜是否插好，并檢查是否安裝了VCP FTDI驅(qū)動。右鍵點擊該端口，選擇“屬性”，點擊“端口設(shè)置”選項卡，再點擊“高級...”，確保“Set RTS On Close”未被選中（在Arduino IDE版本18之前可能需要選中，現(xiàn)在不需要）。

四、FTDI與AVR編程器的區(qū)別

編程方式

編程AVR微控制器有兩種方式：一種是使用AVR編程器對整個芯片進行重新編程；另一種是利用預(yù)編程在芯片上的引導(dǎo)加載程序讓芯片自行重新編程。

特點對比

• AVR編程器：功能更強大，可以對芯片上的任何內(nèi)容進行操作，整個32K的內(nèi)存都可使用。但風險也較大，可能會因操作熔絲設(shè)置而使芯片損壞。
• FTDI適配器：可以來回發(fā)送任何串行數(shù)據(jù)，包括更新帶有引導(dǎo)加載程序的AVR芯片。但需要先使用AVR編程器將引導(dǎo)加載程序燒錄到芯片上。如果使用AVR編程器對帶有引導(dǎo)加載程序的芯片進行寫入操作，會覆蓋引導(dǎo)加載程序，使用時需注意。對于不太熟悉微控制器編程的人，建議使用FTDI適配器配合引導(dǎo)加載程序的方法，這種方法速度快，還能進行調(diào)試，且?guī)缀醪粫虿僮魅劢z而損壞芯片。

五、編程空白AVR芯片

方法一：更新AVRDUDE軟件和安裝不同驅(qū)動

這種方法無需焊接，但需要更新AVRDUDE軟件并安裝不同的驅(qū)動，可參考相關(guān)文檔和鏈接。

方法二：焊接導(dǎo)線的方式

這種方法需要對FTDI Friend進行一些操作。將FTDI Friend翻面，在左下角的DTR引腳焊上一點焊錫，再焊上一根白色導(dǎo)線，注意不要與右邊的金色方塊短路。將黑色導(dǎo)線接GND，藍色導(dǎo)線接CTS，紅色導(dǎo)線接VCC，橙色導(dǎo)線接TX，綠色導(dǎo)線接RTS。然后需要對avrdude.conf文件進行編輯，找到“ponyser”字符串，在其前面添加相應(yīng)內(nèi)容。保存文件后即可進行后續(xù)操作。不過這種方法速度較慢，適合燒錄引導(dǎo)加載程序，不太適合日常AVR開發(fā)。

六、編程Arduino引導(dǎo)加載程序

配置文件修改

打開Arduino IDE安裝目錄下的“programmers.txt”文件，在底部添加以下內(nèi)容：

ftdifriend.name=FTDI Friend bitbang
ftdifriend.communication=serial
ftdifriend.protocol=ftdifriend

保存文件。

連接線路

• 將黑色（GND）導(dǎo)線連接到芯片的接地端。
• 將紅色（VCC）導(dǎo)線連接到芯片的電源/VCC/5V引腳。
• 將白色（DTR）導(dǎo)線連接到復(fù)位引腳。
• 將橙色（TX）導(dǎo)線連接到SCK引腳（Arduino引腳13）。
• 將藍色（CTS）導(dǎo)線連接到MISO引腳（Arduino引腳12）。
• 將綠色（RTS）導(dǎo)線連接到MOSI引腳（Arduino引腳11）。

燒錄操作

啟動Arduino IDE，選擇FTDI Friend的COM端口，確保選擇了正確的開發(fā)板，然后選擇“燒錄引導(dǎo)加載程序” - “FTDI Friend”。燒錄過程非常耗時，大約需要兩個小時，因為編程效率較低。燒錄時，引腳13的LED會一直亮著，熄滅表示燒錄完成。

七、使用命令行AVRdude

運行命令

如果使用Arduino IDE內(nèi)的AVRdude安裝程序，打開cmd終端，進入IDE安裝目錄下的“hardwaretoolsavr”目錄，運行“binavrdude.exe -C etcavrdude.conf -c ftdifriend”。運行后可能會提示“未指定AVR部件”，這是正常的。

連接線路及驗證

連接線路與編程Arduino引導(dǎo)加載程序時相同。通過運行“avrdude -c ftdifriend -P .COMxx -p atmega328p”來驗證連接，將“.COMxx”替換為之前通過設(shè)備管理器找到的COM端口。如果使用Linux或Mac系統(tǒng)，COM端口應(yīng)替換為“/dev/cu.usbserialXXX”或“/dev/ttyUSBx”。對于設(shè)備，這里以Atmega328p芯片為例，若使用其他芯片，需替換“-p”后面的名稱。

編程操作

驗證連接成功后，使用“-U flash:w:”命令進行芯片編程。例如，要燒錄引導(dǎo)加載程序，可以運行“binavrdude.exe -C etcavrdude.conf -c ftdifriend -P .COM46 -p atmega328p -U flash:w:....arduinobootloadersatmegaATmegaBOOT_168_atmega328.hex”。燒錄大約每字節(jié)數(shù)據(jù)需要5分鐘。

八、下載資源

可以在GitHub上獲取FTDI Friend的原理圖和布局文件，其遵循CC歸屬/共享許可協(xié)議。還可以在Adafruit Fritzing庫中找到Fritzing對象。

在使用FTDI Friend進行開發(fā)的過程中，大家是否遇到過一些獨特的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和疑問。