一种USBRS232转换模块设计

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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