FT232RLのボードをPythonのGPIOとして使って見ました

PCからPythonのコードで直接制御できるGPIOを探していて、AdaruitのGPIOの

クローンで同じFT232Hを使っているものを調べていたのですが、Python2.7の

32bitでないと動作させられない事が判り、また値段も千円近くで高価だったので、

別のものも検討していたら、FT232RLを使った UST to Uart TTL のボードが

Bit Bang Mode を利用すればGPIOとしても利用できる事を知り調べて見ました。

結果としては、問題無くGPIOとして利用できる事と、またこのボードにどうして

余計な引き出しピン用の穴が用意されている事が判りました。

＜FT232RL module＞
FT232RLは USB to Serial のデバイスですが、Bit-Bang-Mode をサポート

していて USB to GPIO としても利用可能で、PC上のPythonから直接GPIO

としてアクセスする状況を確認して見ました。なお、その時利用した基板は、

GPIOとして利用する時の端子が取り出し可能な以下のものです。

   １．FT232RLチップjを搭載
   ２．FT232RLはBit-Bang-Modeをサポート
   ３．Bit-Bang-Modeでは８bitsのGPIOとして利用可能
   ４．GPIOと利用の時はpit-port単位で入出力の指定が可能
   ５．PCとの接続はUSB-miniの端子

　[動作状況]

＜関連資料＞
     Bit Bang Mode に関しては次のURLを参考にしました。
        URL : https://ore-kb.net/wordpress/wp-content/uploads/2013/03/how_to_use_bitbang.pdf

     FT232RLのアクセスに関しては次のURLを参考にしました。
        URL : https://m8051.blogspot.com/2010/05/ft232rbit-bang-using-python.html

     LCD1602のアクセスに関しては、次のArduinoのライブラリを参考にしました。
       （Pythonコードへのポーティングを行いました。）
        URL : https://www.arduino.cc/en/Reference/LiquidCrystal

＜動作環境＞
   動作に発に必要なPCのドライバとインストールパッケージは次のものと

なります。

　[ドライバ]

ドライバが自動でダウンロードして選択できなくて、次のURLから

ダウロードしてマニュアルでインストールする必要が有る場合も有ります。

　[パッケージ]
   関連するパッケージのインストールは次の２つです。
    pip install ftd2xx and pip install pywin32
    pywin32のインストールが上手く行かなくて、次の様に"win32con.py"を
    マニュアルでセットしなければならない場合が有ります。
    イメージ 4

＜テスト内容＞
FT232RでのGPIO動作テストに関する目標は次の様な内容で、その結果は

    次の様な状況でした。

　[目的と結果]
    テストの確認目標は次のものでした。
         １．ビット毎に入力と出力の指定が可能がどうかを確認
         ２．また、各入出力ビット間はそれぞれ単独で動作可能かどうかを確認
         ３．簡単なGPIO接続デバイスを用意し、それらに希望の動作をさせる事が

できるかどうかを確認（今回は16x2のLCD、LED、Slide SW を

接続して見ました。）

結果としては、次の様な状況で、高速を必要としないものに関しては

      ８ビットのGPIOが問題無く実現できる事が判りました。
         １．ビット毎に入力と出力を指定する事が可能
         ２．また、入出力ビット間の動作も単独で行う事ができるのを確認
         ３．Pythonのコードによる16x2のLCD表示用モジュールに関しては、

Arduinoのライブラリから移植を行ったが、移植作業はほぼ単純な

置き換えで対応できる事を確認
４．試験的に、SPI動作をさせる内容を組んで見たが、SPIのクロック

信号をビット出力のHi/Lowの変化で作る必要も有り、Mbpsを

超える高速動作は難しい事を確認（高速動作を必要とする表示関係の

デバイス以外は対応できそうです。）

以上の様な状況で、このデバイスはPCから直接アクセスできるGPIOとして

利用可能である事が判りました。USB３．０とMPSSEモードを利用して

FT232Hを動作させる方法も検討しましたが、速度を必要としない簡単な

もので有れば、このデバイス方が安価で簡単に利用できるのでとても

重宝かと思いました。また、接続するデバイス用のPythonのモジュールに
関しては、Arduinoのライブラリから比較的簡単に移植できる事も判り、

利用用途も広がるのではないかと思いました。

　[テストでの機器の接続]