USB、RS232／RS422接口轉換電路的設計
加入技術交流群
CP2101是一個可以由USB總線驅動的器件電源由USB的VBUS信號提供。它包括一個用于實現此功能的片內5 V轉3V電壓調節器。電壓調節器的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 硬件電路設計
文中采用的直流電源選用國家半導體公司生產的1A集成穩壓電路LM2575-ADJ系列，實現28 V到5 V電源的轉換。它內部集成了一個固定的振蕩器，只須極少外圍器件便可構成一種高效的穩壓電路。
轉換電路原理圖如圖2所示。該電路能可靠的實現USB接口、UART接口、RS232接口及RS422總線接口之間的轉換。本文引用地址：http://www.j9360.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，為了確保數據收發的穩定性，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電平的轉換，本文選用的是美信公司專門為電腦的RS-232標準串口設計的單電源電平轉換芯片MAX232系列，該芯片使用+5 V單電源供電，內部集成2個RS-232C驅動器，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通信的低功耗收發器，具有一個驅動器和一個接收器，驅動器擺率不受限制，可以實現最高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的接收端并聯一個120 Ω的終端電阻。
4 USB接口轉換器的工作原理
當轉換器連接到USB總線后，首先必須根據操作系統安裝相對應的CP2102 USB驅動程序。用戶可以用內部EEPROM編程設置工具對CP2102中的EEPROM進行設置，寫入用戶自定義的廠商ID、產品ID、序列號、用戶描述字符等數據。
如果驅動程序安裝成功，USB接口轉換器將向Windows操作系統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串行接口一樣使用這個虛擬串口。因此，無需修改傳統的通過RS232／RS422接口工作控制軟件程序，就可通過USB接口轉換器傳輸數據。本質上所有針對虛擬串口的數據通信都是以USB總線傳輸來完成的，但在設備一方，收發的是RS232／RS422數據。
5 結束語
文中以CP2102為核心，設計的轉換電路能方便的實現USB、RS232及RS422總線的轉換，并已得到成功應用。該轉換電路采用的通用轉換芯片不僅價格低廉、簡單實用，而且性能可靠，能滿足大多數的應用場合，有較大的實用價值。
評論