串行232接口与USB接口的转接口设计

1 绪论
1.1 USBRS232应用价值
USB自从1994年推出以来,逐渐得到了广泛的应用,现在的计算机都配备有USB接口USB具有传输速度快,使用方便,支持热插拔,连接灵活,独立供电等优点,可以连接鼠标、键盘、打印机、扫描仪、摄像头、闪存盘、手机等几乎所有的外部设备。正是由于USB的强大功能,使原来流行的RS-232接口逐渐退出了市场,现在很多新型的计算机甚至不带有串口。但是RS-232可以做很多USB无法进行的工作;而且目前尚有很多外围设备,如打印机,Modem,传真机仍是用串口连接的,计算机如果不带串口或者串口数量少就会给使用者带来极大的不便。所以设计出一种USBRS232的设备是非常具有实用价值的,它可以满足某些没有串口或者串口数量少的计算机对串口通信的需求。
USBRS232通信线可使你在串口和USB接口之间非常容易地建立可靠的连接,通过利用USB接口具有的即插即用和热插拔的功能给串口外围设备提供非常容易使用的环境。它的设计可以轻松实现USB接口到通用串口之间的转换,为没有串口的计算机提供快速的通道,而且其传输速率高达1Mbps以上[1].
1.2 现有USBRS232专用芯片介绍
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手机应急充电器随着新型的计算机的串口数量逐渐减少,用户对于USBRS232通信线的要求也在不断的增加。许多芯片制造商陆续推出不同功能的USBS232专用芯片,用来满足广大用户的需求。一下是现在市面上比较流行的几种USBRS232专用芯片。
(1)PL2303芯片:台湾玖旺科技公司推出。兼容USB1.1规格;通信速率最高为1.5Mbps;内含USB1.1全双工收发器;支持RS232串行接口。
(2)CJS1015芯片:深圳金鑫电子科技公司推出。兼容USB 2.0规格;使用USB全速通信(12Mbps);内含USB 2.0全双工收发器,48MHz晶振。
(3)FT232BM耳机防尘塞芯片:FTDI公司推出。同时兼容USB 2.0USB 1.1规格;适合任意波特率的数据传输;内置EEPROM,可在线编程。
2 通信基本原理
2.1 USB总线
2.1.1 USB特点及规范
USB的全称是Universal Serial Bus,是由IntelMicrosoft等公司在1994年联合推出的通用串行总线。USB具有以下特点:
(1)具有热拔插和即插即用功能。
(2)传输速度快,提供低速(1.5Mbps)、全速(12Mbps)、高速(480Mbps)3中数据传输速率。
(3)支持异步传输和同步传输两种传输方式。
(4)数据传输可靠,具有较强纠错功能。
(5)使用方便,易于扩展。理论上可同时接127个外设。
(6)可提供最大电压5V,最大电流500mA[2]
USB有两个版本,USB1.1USB2.0前者最高数据传输速率为12Mbps,后者的最高数据
传输速率为化学镀镍磷合金480Mbps。二者的物理接口完全一致,数据传输率上的差别完数据的波动PCUSB host控制器以及USB备决定。USB2.0规范是由USB1.1规范演变而来的。它的传输速率足以满足大多数外设的速率要求。USB 2.0中的增强主机控制器接口EHCI定义了一个与USB 1.1相兼容的架构。它既可以驱动USB2.0也可以驱动USB1.1。换言之,所有支持USB 1.1的设备都可以直接在USB 2.0的接口上使用而不必担心兼容性问题。
2.1.2 USB电气特性
USB接口传送信号和电源是通过一种四线的电缆,图2-1中的D-D+两根线是用来传送差动数据;而VBUSGND二条线,向设备提供+5V电源。
USB引脚编号和导线颜见2-1
2-1USB接口管脚定义
管脚号
信号分配
导线颜
1
VBUS(+5V电源)
2
D-(反相数据)
3
D+(正相数据)
绿
4
GND()
2-1
2.2 RS-232C总线
2.2.1 RS-232串口概述。
RS-232是一种串行通信总线标准,是数据终端设备(DTE)和数据通信设备(DCE)之间的标准接口,它是1969年由美国电子工业协会(EIA)BELL等公司一起开发的通信协议。但是这个协议仅仅保证了硬件兼容而没有软件兼容。当用它进行数据传输时,由于线路的损耗和噪声的干扰方面的原因,传输的距离一般都不超过15米。如果在传输终端之间加上Modem,数据可以在世界范围内传播[3]

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