[實(shí)用新型]一種USB轉(zhuǎn)RS485同步串口轉(zhuǎn)換器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320830939.1
• 申請(qǐng)日: 2013-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN203909791U
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張世強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津市英貝特航天科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F13/40
• 分類號(hào): G06F13/40
• 代理公司: 天津翰林知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 李濟(jì)群

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及通訊領(lǐng)域的USB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換傳輸技術(shù)，具體是一種USB轉(zhuǎn)RS485同步串口轉(zhuǎn)換器。該轉(zhuǎn)換器為單片機(jī)和FPGA兩者配合設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)由按USB傳輸轉(zhuǎn)換成RS485同步串口傳輸。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)產(chǎn)品更新?lián)Q代，計(jì)算機(jī)主板上的串口、并口等接口已經(jīng)被淘汰，USB接口成為計(jì)算機(jī)對(duì)外接口的主流?，F(xiàn)代測(cè)控、工控等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用到串口RS485通訊，在通訊要求苛刻的環(huán)境更是要求同步RS485通訊。因此，如果在僅帶有USB接口的計(jì)算機(jī)等硬件設(shè)備中實(shí)現(xiàn)RS485同步傳輸，USB轉(zhuǎn)RS485同步串口通訊設(shè)備設(shè)計(jì)十分必要。

市面上USB轉(zhuǎn)同步RS485串口轉(zhuǎn)換器很少，主流的設(shè)備是USB轉(zhuǎn)PS2，USB轉(zhuǎn)并口，USB轉(zhuǎn)RS232，USB轉(zhuǎn)RS485。此類主流USB轉(zhuǎn)RS485設(shè)備主要特點(diǎn)為異步串口，具有4800，9600,115200,25600等波特率，傳輸數(shù)據(jù)即發(fā)即收，沒有緩存。中國(guó)專利“一種帶存儲(chǔ)功能的USB轉(zhuǎn)RS485接口轉(zhuǎn)換器”（申請(qǐng)?zhí)?01310101739.7）公開了一種帶存儲(chǔ)單元USB轉(zhuǎn)RS485技術(shù)方案。該方案主要講述了該轉(zhuǎn)換器有設(shè)置存儲(chǔ)單元，可以將相應(yīng)的USB轉(zhuǎn)RS485芯片驅(qū)動(dòng)程序固化在其中，不會(huì)因?yàn)轵?qū)動(dòng)程序的遺失而不認(rèn)設(shè)備。該設(shè)計(jì)方案思路新穎，但數(shù)據(jù)傳輸特性沒有變化。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型擬解決的技術(shù)問題是：提供一種USB轉(zhuǎn)RS485同步串口轉(zhuǎn)換器。該轉(zhuǎn)換器可解決設(shè)備無同步RS485串行接口的缺陷，具有RS485同步串口設(shè)計(jì)，傳輸波特率速度更快，傳輸數(shù)據(jù)可緩存，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于實(shí)際應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型解決所述技術(shù)問題的技術(shù)解決方案是：設(shè)計(jì)一種USB轉(zhuǎn)RS485同步串口轉(zhuǎn)換器,其特征在于該轉(zhuǎn)換器包括USB接口、單片機(jī)、FPGA、單端/差分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和RS485同步串口接口；所述的USB接口與單片機(jī)雙向電連接，單片機(jī)與FPGA雙向電連接，F(xiàn)PGA與單端/差分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換雙向電連接，單端/差分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與RS485同步串口接口雙向電連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)利用了單片機(jī)USB接口靈活配置的優(yōu)點(diǎn)，充分利用了FPGA內(nèi)部豐富的硬件資源和VHDL語言的靈活性。設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)換器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)傳輸波特率更高，傳輸數(shù)據(jù)可緩存，系統(tǒng)分工明確，便于實(shí)際應(yīng)用等特點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型USB轉(zhuǎn)RS485同步串口轉(zhuǎn)換器的一種實(shí)施例的組成結(jié)構(gòu)和工作原理框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的USB轉(zhuǎn)RS485同步串口轉(zhuǎn)換器（簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)換器，參見圖1），其特征在于該轉(zhuǎn)換器包括：USB接口1、單片機(jī)2、FPGA3、單端/差分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換4和RS485同步串口接口5；所述的USB接口1與單片機(jī)2雙向電連接，單片機(jī)2與FPGA3雙向電連接，F(xiàn)PGA3與單端/差分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換4雙向電連接，單端/差分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換4與RS485同步串口接口5雙向電連接。

所述USB接口1用于與帶有USB接口的計(jì)算機(jī)等設(shè)備相接。實(shí)施例的USB接口1采用常規(guī)USB接口。在轉(zhuǎn)換器工作過程中，USB接口1用于單片機(jī)2和外部計(jì)算機(jī)等設(shè)備的USB連接。

所述單片機(jī)2用于數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換。實(shí)施例的單片機(jī)2采用型號(hào)為PIC24FJ128GB210的單片機(jī)。在轉(zhuǎn)換器工作過程中，單片機(jī)2負(fù)責(zé)將USB數(shù)據(jù)傳輸轉(zhuǎn)換成FPGA3能讀寫處理的并行數(shù)據(jù)形式。

所述FPGA3用于并/串?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、串/并數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)緩存。實(shí)施例的FPGA3采用的型號(hào)為EP3C5E144I7N。在轉(zhuǎn)換器執(zhí)行寫串口數(shù)據(jù)過程中，F(xiàn)PGA3負(fù)責(zé)讀單片機(jī)2轉(zhuǎn)換的并行數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)到FPGA3內(nèi)部的一塊512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行緩存，緩存數(shù)據(jù)在FPGA3內(nèi)部進(jìn)行并/串?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后與單端/差分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換4連接。在轉(zhuǎn)換器執(zhí)行讀串口數(shù)據(jù)過程中，F(xiàn)PGA3讀單端/差分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換4的單端串行數(shù)據(jù)并串/并數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的并行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到FPGA3內(nèi)部的另外一塊512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行緩存，緩沖后的數(shù)據(jù)與單片機(jī)2連接。