USB接口微型無線串口設計
摘要 RS-232是異步通信中應用廣泛的通訊協議之一,廣泛應用于終端設備之間的相互通信。無線通信取代有線通信是技術發展的趨勢,小巧精致便攜是技術應用的需要,為此,文中利用主流USB接口加無線通信技術,開發出簡單實用的USB無線串口。介紹了USB接口微型無線串口的制作方法,尺寸僅為54 mm×18 mm,體積小巧、攜帶方便、傳輸距離>100 m、性能穩定可靠,可廣泛應用于各種實際場合。
關鍵詞 RS-232;微型;USB無線串口
RS-232串行協議是標準總線,廣泛應用于各種設備之間的通信。隨著電子技術的發展,筆記本電腦逐漸取代臺式機成為個人PC的主流,而筆記本去除了9針串行通信接口,取而代之是USB接口,使得筆記本串行通信受阻。而一般的串口通信距離短、接線復雜。為此,文中制作一種USB型接口的無線串口,其接插方便、小巧精致、簡單實用,更適合辦公室、實驗室及戶外設備之間的通信。
1 無線串口設計原理
1.1 總體框架圖
硬件總體結構如圖1所示,基本原理為:串口數據從USB接口進入,經過USB轉串口芯片將USB封裝的包轉成RS232形式的數據,再通過無線射頻芯片由天線發送出去。
1.2 具體特點
當空間中存在多個無線串口設備時,能識別出各個設備的身份,通過交互后能跟目的設備建立無線連接通道,并能互發數據。例如:當空間中存在A,B,C,D這4個無線串口時,A要給D發送數據,通過A與D的交流,A能準確地將數據發送給D而不會影響到B和C。
RS-232在沒有Modem情況下,傳輸距離為15 m以內,15 m的線長笨重復雜,布線繁瑣,還會產生電磁干擾、信號衰減嚴重。采用無線傳輸技術,避免復雜的布線,且傳輸距離長,能較好地解決長距離傳輸問題。
尺寸為:54mm×18 mm,與U盤大小類似,精致方便,適合戶外、辦公室使用。
2 芯片選擇
因為尺寸上的要求,選擇的芯片尺寸應盡量小,而且外圍簡單,性能穩定并且價格要合理。
2.1 USB轉串口芯片
USB轉串口芯片選擇性價比高的PL2303HX,如圖2所示,特性如下:(1)支持全速USB V2.0。(2)片內擁有5 V轉3 V的穩壓器,12 MHz晶體振蕩。(3)支持全雙工串口,6個調制解調控制腳(RTS,CTS,DTR,DSR,DCD,RI)。(4)獨立的串口電源。(5)可編程速率75 bit·s-1~6 Mbit·s-1。
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