Firmware y circuito de ATtiny45 conexión directa USB 2.0

Quiero hacer mi propio dispositivo USB modular usando un ATtiny45 que simplemente envía datos a la PC a través de USB. No estoy leyendo datos, por lo que una conexión unidireccional (ATtiny -> PC) estaría completamente bien.

Estoy usando un Arduino Uno como ISP con el boceto ArduinoISP estándar cargado desde el software Arduino. Estoy pensando en usar AVRDUDE para programar el ATtiny45 con el Arduino como ISP porque quiero poder usar el código C compilado en HEX ya que es más avanzado que el Arduino Programming Langue.

Mis pensamientos básicos del circuito:

Como puede ver, quiero una conexión USB "directa". Hasta ahora sé que tengo que usar una solución basada en software para esto.

1. He gestionado SoftwareSerial para trabajar con mi ATtiny45. Para esto he usado el software Arduino para programar el ATtiny45 con el siguiente código:

   #include <SoftwareSerial.h>
   #define rxPin 3
   #define txPin 4
   SoftwareSerial serial(rxPin, txPin);
   
   void setup() {
       pinMode(rxPin, INPUT);
       pinMode(txPin, OUTPUT);
       pinMode(led, OUTPUT);     
       serial.begin(4800);
   }
   
   void loop() {
       serial.println("1");
       delay(1000);
   }

   Tenga en cuenta que no uso Pin 3 (todavía) pero necesito definirlo para SoftwareSerial.

   De esta manera, usando SoftwareSerial, pude enviar datos desde el ATtiny directamente al pin TX de mi Arduino UNO que tenía un boceto en blanco cargado para esta prueba. Estaba usando el monitor serie del software Arduino para leer los datos en COM4 (en mi caso) porque mi PC no reconocía ningún dispositivo (puerto COM) ya que intenté conectar el ATtiny programado directamente a un cable USB.

   Desafortunadamente, solo obtuve caracteres unicode extraños en el Monitor de serie. Creo que es porque los datos están en formato hexadecimal más o menos. Así que me di cuenta de que necesito conectar un convertidor USB / serie entre el USB y el ATtiny45 ... He buscado tales convertidores, pero no quiero usar ninguna placa prefabricada, ya que quiero todos Mis componentes en una sola placa. Creo que un chip FTDI sería demasiado "demasiado" para mi proyecto, ¿no? (Tiene pines demasiado pequeños para soldar ...)

2. V-USB fue entonces mi segundo enfoque, ya que no necesita un convertidor USB / serie (como lo sé). Entonces, para usar V-USB, necesitaría usar AVRDUDE como mencioné anteriormente.

   He encontrado este buen ejemplo de V-USB EasyLogger . Contiene un diseño de circuito y un ejemplo de firmware. (C / C ++ / HEX)

   Lo único que quiero saber es: ¿realmente necesito hacer que mi circuito se vea como se muestra en el ejemplo? ->

¿Qué más necesito saber sobre este tipo de conexión USB? (¿Por qué necesito un convertidor USB / serie? ¿Puedo conectar el +5 y VCC? ¿Qué componentes necesito absolutamente? ¿Qué tipo de señal necesito enviar a través de TX? ¿Bits? ¿Hex? ¿Qué voltaje necesita? ser - estar ? )

Gracias por todas tus respuestas.

ACTUALIZAR

Aquí hay algunos enlaces adicionales que realmente me ayudaron en algunos puntos. Pero todavía no lo entendí completamente ...

el primero -> http://www.ernstc.dk/arduino/tinycom.html

y el segundo -> http://www.re-innovation.co.uk/web12/index.php/en/blog-75/227-attiny-arduino (desplácese hacia abajo hasta la sección "Salida en serie")

Puede comunicar el ATtiny45 a USB directamente, sin un convertidor FTDI.

Para que todo funcione necesitará la biblioteca V-USB .

Aquí hay un muy buen ejemplo de todo lo que funciona , que utiliza el mismo ejemplo de EasyLogger.

El mismo autor tiene otros buenos consejos y proyectos con USB y uC.

Un circuito de muestra con el ATtiny:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Básicamente, USB es un protocolo de comunicación de alto nivel con requisitos específicos para la conducción, sincronización y terminación a nivel de línea de señal. No es tan simple como en serie, tiene líneas de datos diferenciales y codificación NRZI, sondeo requerido, protocolo de enlace, etc. Es por eso que necesita un adaptador USB / serie, o por qué necesita una implementación de hardware o software USB.

Mientras que el USB usa 5V de potencia, las líneas de señal son en realidad de 3.3V a 3.6V. Es por eso que el circuito VUSB que muestra utiliza diodos zener en esas dos líneas. El Tiny no puede simplemente funcionar a 3.3V porque no puede sincronizarse a los 16MHz necesarios a 3.3V.

El resto de las partes, R1-R3, D1, D2 y C1, C2 son partes mínimas requeridas. Eso no es realmente pedir mucho por las características que obtienes. Consulte esta página para obtener una lista de todos los proyectos que usan vusb.

El conmutador, R4 y LED1 son parte del ejemplo de firmware de registro de datos específico, y se pueden evitar si no lo necesita / cambia el firmware.

Demasiadas preguntas para responder en una publicación, pero aquí hay algunos puntos rápidos:

Algunos microcontroladores contienen un "punto final" USB y el hardware relevante, pero el sitio de Atmel muestra que el ATTiny45 no.

Por lo tanto, no puede simplemente conectar los puertos del microcontrolador a un conector USB como ese, porque el USB es un bus complicado tanto a nivel electrónico como de protocolo.

Sin embargo, como se señala en los comentarios a continuación, está buscando en la línea correcta con V-USB, no lo he usado, por lo que dejaré que otros comenten.

Los chips FTDI no son demasiado difíciles de soldar, pero una PCB adecuada con resistencia de soldadura lo hará más fácil.

Anteriormente he usado algo como este cable FT232 :

_{(fuente: ftdichip.com )}

Tiene el chip FTDI integrado en el conector USB y maneja todas las traducciones de nivel al tiempo que suministra energía. El final es un simple conector de paso de 0.1 "que puede conectar a un conector pin.

Están disponibles en eBay a precios razonables.