USB、RS232／RS422接口轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計
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CP2101是一個可以由USB總線驅(qū)動的器件電源由USB的VBUS信號提供。它包括一個用于實現(xiàn)此功能的片內(nèi)5 V轉(zhuǎn)3V電壓調(diào)節(jié)器。電壓調(diào)節(jié)器的3V輸出被引出到VDD引腳使得外部的3 V器件可以由USB供電。注意：CP2101的VBUS和BEGIN引腳都應該總是被連接到USB的VBUS信號上。
3 硬件電路設(shè)計
文中采用的直流電源選用國家半導體公司生產(chǎn)的1A集成穩(wěn)壓電路LM2575-ADJ系列，實現(xiàn)28 V到5 V電源的轉(zhuǎn)換。它內(nèi)部集成了一個固定的振蕩器，只須極少外圍器件便可構(gòu)成一種高效的穩(wěn)壓電路。
轉(zhuǎn)換電路原理圖如圖2所示。該電路能可靠的實現(xiàn)USB接口、UART接口、RS232接口及RS422總線接口之間的轉(zhuǎn)換。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/201973.htm
電路中CP2102完成USB接口功能，電源來自USB接口的VBUS，用于完成到TTL電平的轉(zhuǎn)換。為了增加抗干擾能力，CP2102的第9腳與第6腳VDD之間接有一個4.7kΩ的電阻，為了確保數(shù)據(jù)收發(fā)的穩(wěn)定性，避免通信過程中的干擾，在REGIN的輸入端加了去耦電容0．1F與1．0F并連。 RS-232接口芯片完成TTL電平到RS232電平的轉(zhuǎn)換，本文選用的是美信公司專門為電腦的RS-232標準串口設(shè)計的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232系列，該芯片使用+5 V單電源供電，內(nèi)部集成2個RS-232C驅(qū)動器，功耗低，且高集成度，片外最低只需4個電容即可工作。
RS422接口芯片用于完成將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS422電平，本文選用美信公司的MAX490系列。MAX490工作在5 V單電源下，是用于RS-485與RS-422通信的低功耗收發(fā)器，具有一個驅(qū)動器和一個接收器，驅(qū)動器擺率不受限制，可以實現(xiàn)最高2．5 Mbps的傳輸速率。另外電路中為避免通信信號的反射和回波，在RS422的接收端并聯(lián)一個120 Ω的終端電阻。
4 USB接口轉(zhuǎn)換器的工作原理
當轉(zhuǎn)換器連接到USB總線后，首先必須根據(jù)操作系統(tǒng)安裝相對應的CP2102 USB驅(qū)動程序。用戶可以用內(nèi)部EEPROM編程設(shè)置工具對CP2102中的EEPROM進行設(shè)置，寫入用戶自定義的廠商ID、產(chǎn)品ID、序列號、用戶描述字符等數(shù)據(jù)。
如果驅(qū)動程序安裝成功，USB接口轉(zhuǎn)換器將向Windows操作系統(tǒng)暴露一個虛擬的串行接口COMX (X隨計算機的配置而異)，該工作由Silicon公司提供的USB驅(qū)動程序完成。這個虛擬的串行接口與真實的串行接口的工作方式完全一樣，在用戶的應用程序中可以像控制傳統(tǒng)串行接口一樣使用這個虛擬串口。因此，無需修改傳統(tǒng)的通過RS232／RS422接口工作控制軟件程序，就可通過USB接口轉(zhuǎn)換器傳輸數(shù)據(jù)。本質(zhì)上所有針對虛擬串口的數(shù)據(jù)通信都是以USB總線傳輸來完成的，但在設(shè)備一方，收發(fā)的是RS232／RS422數(shù)據(jù)。
5 結(jié)束語
文中以CP2102為核心，設(shè)計的轉(zhuǎn)換電路能方便的實現(xiàn)USB、RS232及RS422總線的轉(zhuǎn)換，并已得到成功應用。該轉(zhuǎn)換電路采用的通用轉(zhuǎn)換芯片不僅價格低廉、簡單實用，而且性能可靠，能滿足大多數(shù)的應用場合，有較大的實用價值。
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