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一种USBRS232转换模块设计

发布时间:2020-06-30 18:26:15 阅读: 来源:纸袋厂家

1 前言 随着计算机硬件飞速发展,外围设备日益增多,键盘、鼠标、调制解调器、打印机、扫描仪早已为人所共知,数码相机、MP3随身听接踵而至,这么多的设备,如何接入个人计算机?USB就是基于这个目的产生的。USB是一个使计算机周边设备连接标准化、单一化的接口,其规格是由Intel(英特尔)、NEC、Compaq、DEC、IBM(商业机器公司)、Microsoft(微软)、Northern Telecom联系制定的。 USB ,是英文Universal Serial BUS(通用串行总线)的缩写,而其中文简称为“通串线,是一个外部总线标准,用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。是应用在PC领域的接口技术。USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。USB是在1994年底由英特尔、康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合提出的。

2 USB-RS232转换器设计方案

可供选择的USB-RS232转换器设计方案有:利用通用的USB控制器内置的通用异步收发器(UART)在USB与RS232之间转换信号,如 CY7C68013;采用单独的USB接口收发器,如ISP1581,PDIUSBD1 1/12等。而目前应用最广泛的是采用专用的USB/RS232双向转换器,如FTDI公司的FT232BM,FT2232C,FT232R,该方案将数据收发和协议转换工作全部由转换器独立完成,无需编写器件的固件。

3 FT2232H简介

FTDI公司推出的第5代USB-to-UART/FIFO器件FT2232H支持480 Mb/s的USB 2.0高速规范,并可在各种工业标准的串行或并行接口(例如UART或FIFO)下配置,可提供两种可配置的接口,每个接口均可配置为UART、 JTAG、SPI、I2C或带独立波特率发生器的位响应模式串口。它可以实现USB到两个串行UART、FIFO、Bit-Bang IO接口,并且还可以配成MPSSE,I2C,JTAG及SPI总线。芯片内部整合了上电复位电路,节约成本;内部整合电平转换器,使IO电平支持5V和3。3V通过外挂的EEPROM,用于IO配置及储存USB VID和PID;提供各种操作系统下的驱动程序,如Windows OS,Mac OS,WindowsCE,Linux;具体型号包括FT2232D,FT2232H

3.1 主要特点

FT2232H可提供2个支持USB 2.0高速规范且可配置的并行/串行接口;内部集成有USB协议引擎,控制通用收发宏单元接口(UTMI)可处理USB 2.0高速接口所有方面:内部集成有+1.8 V低压差(LDO)稳压器和12~480 MHz的PLL;每个接口4 KB TX和RX数据缓冲;内部有效集成整个USB协议,无需任何固件;多协议的同步连续的发动机(MPSSE)的速度可达30 Mbit/s,提供灵活的同步接口配置;当配置为RS-232/-422/-485 UART接口时,FT2232H支持数据传输率达12 Mb/s:当配置为并行FIFO接口时,数据传输率达25 Mb/s。

3.2 功能描述

FT2232H内部结构图如图1所示。FT2232H有2个独立的UART/FIFO控制器,用于控制异步数据、245 FIFO数据、光电隔离(高速串口)或在安装程序命令时控制Bit-Bang模式;USB协议引擎控制和管理UTMI PHY与FIFO之间的接口,负责电源管理和USB协议规范;双端口FIFO TX缓冲区(4KB)存储来自主机PC的数据,并通过多用途的UART,FIFO控制器使用数据;双端口FIFO RX缓冲区(4KB)存储来自多用途UART/FOFO控制器的数据,然后再将数据送至主机;复位发生器模块上电时为设备内部电路提供可靠的供电复位。VREGIN还需外接一只滤波电容器:通用收发器宏单元接口(UTMI)物理层为USBTX/RX数据提供全速/高速SERDES (serialise-deserialise劝能,还可提供时钟;当不使用外部E2PROM时,FT2232H默认为一个USB到双串口设备,添加一个外部93C46(93C56或93C66)E2PROM使每个器件的通道独立配置为一个串行UART(RS232)模式,并行FIFO(245)模式或高速串口(光电隔离)。外部E2PROM也可用于存储FT223-2H的USB VID,PID,设备驱动号和设备说明文字。

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