[發明專利]一種基于USB接口的通信實驗儀

無效

• 申請號: 201010211600.4
• 申請日: 2010-06-25
• 公開（公告）號: CN101872564A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 黃維翼;房慧龍;居平
• 申請（專利權）人: 房慧龍
• 主分類號: G09B19/00
• 分類號: G09B19/00
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 王凌霄

技術領域

本發明涉及一種教學實驗儀器，尤其是一種基于USB接口的通信實驗儀。

背景技術

串行通信在智能儀表、自動化控制、數據采集系統中得到了非常廣泛的應用，是大專院校計算機、自動化等專業的重要教學內容，教學中涉及上位機通信程序設計、調試時，一般采用自發自收的方法，難以仿真實際的應用需要，調試也很不方便。

USB接口因其速度快、易擴展、支持熱插撥、即插即用等特性，目前已成為數碼設備的標準接口之一，小到U盤、MP3，大到數碼相機、打印機、掃描儀，USB接口的身影無處不在。教學中涉及到上位機USB通信程序設計與調試時，由于缺少一個協議開放、適合學生實驗的USB設備，實踐教學的實施難度很大。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種通過USB接口與PC機連接的實驗儀，通過選擇器選擇實驗儀與PC機之間采用USB通信還是串行通信。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于USB接口的通信實驗儀，具有電路板以及安裝在電路板上的單片機、USB接口電路、USB轉串口電路、選擇器、LCD顯示器、鍵盤電路、數字溫度傳感器和A/D轉換電路，所述的USB接口電路、USB轉串口電路、LCD顯示器、鍵盤電路、數字溫度傳感器和A/D轉換電路分別與單片機相連接，所述的通信實驗儀通過USB總線與PC機連接，并且通過選擇器選擇通信實驗儀與PC機之間的通信模式。

具體的說，本發明所述的單片機為STC89C58RD+，USB接口芯片為CH374，USB轉串口控制芯片為CH341T，選擇器為74HC4053，數字溫度傳感器為DS18B20，A/D轉換器為TLC549，LCD顯示器為RT1602C。

本發明的有益效果是，解決了背景技術中存在的缺陷，實驗儀既能完成目前非常流行的USB通信實驗，也能完成傳統的串行通信實驗；無論采用那種通信方式，實驗儀都能實時地顯示來自PC機的數據或命令，也能將RAM中的數據、按鍵的鍵值、當前的溫度值或A/D轉換結果發送給PC機，使上位機通信程序的調試變得非常方便、直觀；實驗儀通過USB接口與PC機相連，完成串行通信實驗不再依賴傳統的RS232接口；串行實驗儀從USB總線上獲取5V電源，省去了外接電源，降低了實驗儀的成本；具有在系統編程功能，可方便地更新實驗儀的程序，滿足不同的應用需求。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明的方框示意圖。

具體實施方式

現在結合附圖和優選實施例對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。

如圖1所示的一種基于USB接口的通信實驗儀，由單片機、USB接口電路、USB轉串口電路、選擇器、數字溫度傳感器、A/D轉換電路、鍵盤電路、LCD顯示器組成。實驗儀直接采用USB總線提供的5V電源；單片機選用內嵌1024字節外部RAM、具有在系統編程功能的STC89C58RD+，配上晶振電路和復位電路，晶振頻率為11.0592MHz；USB接口電路采用CH374接口芯片，與單片機之間采用SPI總線方式連接；USB轉串口芯片選用CH341T，將USB總線轉換成串行口與單片機相連，使用發光二極管指示USB設備的配置狀態；選擇器采用模擬電子開關74HC4053，并用發光二極管指示當前的工作狀態為串行通信還是USB通信；數字溫度傳感器選用DS18B20，其數據線與單片機的I/O口線相連，并通過電阻與+5V電源連接；A/D轉換選用SPI接口的8位串行A/D轉換芯片TLC549；LCD顯示器采用字符型液晶顯示模塊RT1602C，可顯示2行16列字符；16個按鍵組成4行4列的行列式鍵盤與單片機的I/0口線相連接。

本發明所述的實驗儀具有開放的通信協議，實驗者只要根據該協議編寫上位機通信程序，即可與實驗儀進行USB通信或串行通信，實驗儀根據PC機發來的命令，能將RAM中指定地址開始的數據塊上傳給PC機，或將PC機下傳的數據塊寫入RAM指定地址開始的區域；為了便于觀察，LCD顯示器能夠實時地顯示來自PC機的命令或數據信息；通過鍵盤可對實驗儀上RAM中的數據進行瀏覽、編輯；實驗儀可實時地將當前的按鍵值、溫度或A/D轉換結果上傳給PC機，使實驗結果更加明了、直觀，便于實驗者判斷數據傳輸是否正確。