USB轉RS232通訊接口原理

2021-01-08 電子產品世界

一、引言
USB作為一種新的PC機互連協議，使外設到計算機的連接更加高效、便利.這種接口適合於多種設備，不僅具有快速、即插即用、支持熱插拔的特點，還能同時連接多達127個設備,解決了如資源衝突、中斷請求(IRQs)和直接數據通道(DMAs)等問題.因此，越來越多的開發者欲在自己的產品中使用這種標準接口。而RS-232是單個設備接入計算機時，常採用的一種接入方式，其硬體實現簡單，因此在傳統的設備中有很多採用了這種通信方式。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/156041.htm

二、USB系統概述
USB規範描述了總線特性、協議定義、編程接口以及其它設計和構建系統時所要求的特性。USB是一種主從總線,工作時USB主機處於主模式,設備處於從模式。USB系統所需要的唯一的系統資源是，USB系統軟體所使用的內存空間、USB主控制器所使用的內存地址空間(I/O地址空間)和中斷請求(IRQ)線。USB設備可以是功能性的如顯示器、滑鼠或者集線器之類.它們可以作低速或者高速設備實現。低速設備最大速率限制在1.5 Mb/s，每一個設備有一些專有寄存器,也就是端點(endpoint) 在進行數據交換時,可以通過設備驅動間接訪問它。每一個端點支持幾種特殊的傳輸類型，並且有一個唯一的地址和傳輸方向。不同的是端點0 僅用作控制傳輸，並且其傳輸可以是雙向的。系統上電後,USB主機負責檢測設備的連接與拆除、初始化設備的列舉過程,並根據設備描述表安裝設備驅動後自動重新配置系統，收集每個設備的狀態信息。設備描述表標識了設備的屬性、特徵並描述了設備的通信要求.USB主機根據這些信息配置設備、查找驅動,並且與設備通信。典型的USB數據傳輸是由設備驅動開始的，當它需要與設備通信時,設備驅動提供內存緩衝區，用來存放設備收到或者即將發送的數據。USB驅動提供USB設備驅動和USB主控制器之間的接口，並將傳輸請求轉化為USB事務，轉化時需要與帶寬要求及協議結構保持一致。某些傳輸是由大塊數據構成的，這時需要先將它劃分為幾個事物再進行傳輸。具有相似功能的設備可以組成一類，這樣便於分享共有的特性和使用共同的設備驅動程序。每個類可以定義其自己的描述符，如：HID類描述符和Report描述符.HID類是由人控制計算機系統的設備組成的，它定義了一個描述HID設備的結構，並且表明了設備的通信要求。HID設備描述符必須支持端點輸入中斷，固件也必須包括一個報告描述符,表明接收和發送數據的格式。在IC卡門禁考勤系統引入RS-232到USB的接口轉換模塊後，從系統所具有的特性來看,應該屬於HID設備。因此兩種特殊的HID類請求必須被支持：SetReport和GetReport .這些請求使設備能接收和發送一般的設備信息給主機。在沒有中斷輸出終端時，SetReport是主機發送數據給HID設備的唯一方式。

　　三、系統要求
為了實現IC卡門禁考勤系統中RS-232-USB的接口轉換,需要1臺支持USB的主機，同時還要提供主機上用於與外設通信的驅動，一般由作業系統提供。此外，還需開發在主機上執行的客戶端應用程式。在設備端需要提供具有USB接口的主控制器晶片，以及編寫主控制器上執行的USB通信代碼和用於執行外設功能的相關代碼。
　　1、主機要求
　　主機必須能夠通過設備驅動接收USB數據，並且使這些數據對處理這些請求的應用程式有效。在主機中必須有一個驅動負責處理USB傳輸、辨識設備、向USB設備收發數據；同時，還需要有一個設備驅動-虛擬化串行口，仿效真實的串口.這個驅動必須能夠像真實的串口接收和發送USB數據。
　　從應用的觀點，設備驅動必須能收發數據，可以通過使用一個虛擬化的串口或通過轉化為USB 數據實現。微軟提供了一個叫作USB POS的設備驅動，它允許應用程式訪問USB設備時，好像它們連接到標準串口上一樣。系統大致結構方框圖如圖1所示。

2、設備要求
　　在定義即將使用的微控制器時，必須說明一些通信要求，如:通信速率、頻率、傳輸的數據量等。考慮到IC卡門禁考勤系統有效的通信速率，可以把轉換器作為一個低速的設備使用，低速設備通信速度可以在10~100 Kb/s的範圍變化。考慮到傳輸的數據量和傳輸的頻率，此系統中使用中斷的傳輸類型，中斷傳輸可以在2個方向進行，但不能同時進行，這種類型的傳輸要求在規定的時間裡完成相當大數據量的傳輸任務。
　　對於轉換模塊，它可以用於PC機的數據收發，作業系統提供了HID驅動，允許使用中斷傳輸模式。對於低速設備的一個事務，中斷傳輸最大的包容量是8位元組，如果需要發送大量的數據。則必須把它分割為很多事務。
　　轉換模塊要定義的另一個特性是所需端點數。如上所述，端點是微控制器在USB通信過程中所用來發送和接收數據的緩衝區。此系統中，該轉換器定義了2個端點：一個端點(端點0)用來控制傳輸，另一個端點是中斷輸入端點，定義為發數據給PC機。
　　根據以上要求，通過研究比較現有的微控制器，考慮到如內存空間、價格和開發包等因素，我們選用Cypress家族的一種8位RISC微控制器CY7C*XX/5XX。它使用哈佛總線結構，是對較高I/O要求的低速應用設備的低價解決方案。

圖2為IC卡門禁考勤系統USB通信實現硬體方框原理圖。

通信相關文章:通信原理


相關焦點

  • rs232轉usb,9線RS232轉USB
    打開APP rs232轉usb，9線RS232轉USB 發表於 2017-11-01 11:42:01 　　USB作為一種新的
  • USB轉RS232通訊接口原理介紹
    這種接口適合於多種設備，不僅具有快速、即插即用、支持熱插拔的特點，還能同時連接多達127個設備，解決了如資源衝突、中斷請求（IRQs）和直接數據通道（DMAs）等問題。因此，越來越多的開發者欲在自己的產品中使用這種標準接口。而RS-232是單個設備接入計算機時，常採用的一種接入方式，其硬體實現簡單，因此在傳統的設備中有很多採用了這種通信方式。
  • RS485和RS232通訊接口有什麼區別?
    打開APP RS485和RS232通訊接口有什麼區別？ 　　什麼是RS232接口 　　rs232接口是1970年由美國電子工業協會（eia）聯合貝爾系統、 數據機廠家及計算機終端生產廠家共同制定的用於串行通訊的標準。
  • RS485通訊接口的基本結構及定義標準解析
    打開APP RS485通訊接口的基本結構及定義標準解析 佚名 發表於 2020-01-03 15:44:41 RS485通信網絡接口是一種總線式的結構，上位機（以個人電腦為例）和下位機都掛在通信總線上，RS485物理層的通信協議由RS485標準和51單片機的多機通訊方式。由於RS-485是從RS-422基礎上發展而來的，所以RS-485許多電氣規定與RS-422相仿。如都採用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線上接終接電阻等。RS-485可以採用二線與四線方式，二線制可實現真正的多點雙向通信。
  • RS232接口轉USB接口的通訊方法
    摘 要：USB通用串行總線是計算機外設接口的發展趨勢,將逐漸取代PC機上的RS-232協議串口, 因此很多傳統的RS-232接口設備都將面臨一個向USB接口轉換的問題.本文以IC卡門禁考勤系統為 例,提出一種方案,使傳統的RS-232接口轉化為USB接口後直接通過USB總線接入PC, 同時使IC卡 門禁考勤設備增加了USB總線具有的熱插拔、自動配置和智能電源管理等功能;著重剖析USB
  • RS232串口簡介
    臺式機電腦後面的9針接口就是com口(串口) 在工業控制 數據採集上應用廣泛最右邊的是串口接口 統稱為RS232接口　(封裝DB9)本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201612/329554.htm
  • 深度介紹rs485總線接口通訊協議定義標準以及管腳引腳
    RS485總線標準是工業中(考勤，監控，數據採集系統)使用非常廣泛的雙向、平衡傳輸標準接口，支持多點連接，允許創建多達32個節點的網絡;最大傳輸距離1200m，支持1200 m時為100kb/s的高速度傳輸，抗幹擾能力很強，布線僅有兩根線很簡單。
  • rs232/485轉換器在辦公場所與車間的工作原理
    在目前情況下rs232/485轉換器通訊設備連接到CAN-bus現場總線向乙太網靠攏，可以隨時隨地掌所握工業現場與企業運營狀態，準確及時的了解所需的信息是關鍵，大幅度提高工作效率，實現成功決策。
  • RS232接口如何轉成USB接口通訊
    一、引言USB作為一種新的PC機互連協議,使外設到計算機的連接更加高效、便利.這種接口適合於多種設 備,不僅具有快速、即插即用、支持熱插拔的特點,還能同時連接多達127個設備,解決了如資源 衝突、中斷請求(IRQs)和直接數據通道(DMAs)等問題.因此,越來越多的開發者欲在自己的產 品中使用這種標準接口.而RS-232是單個設備接入計算機時
  • rs232轉換器的應用介紹
    rs232轉換器在通信領域的地位是極高的，行業人士無人不曉，下面帶大家了解一下！目前市場上的rs232轉換器是PC機與通信工業中應用最廣泛的一種串行接口，是一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標準。
  • 工業通訊RS232如何轉RS485通訊接頭
    打開APP 工業通訊RS232如何轉RS485通訊接頭 發表於 2018-04-19 10:18:43 　　RS232
  • USB轉串口設計原理
    本章主路PL2303晶片，原理圖如上：本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201612/329709.htm USB接口：主要由3部分組成：USB接頭、USB供電、USB數據收發，其原理如如下：
  • RS232接口與USB接口/RS485接口的轉換
    一、RS232和RS485的區別 　　（1）接口的物理結構 　　RS232 接口以9個引腳（DB9）或是25個引腳（DB25）的型態出現，一般個人計算機上會有兩組RS232接口，分別稱為COM1和COM2。 　　連接器使用型號為DB25的25芯插頭座。
  • RS232串口轉紅外通訊電路原理剖析
    紅外通訊作為一種數據傳輸手段，可以在很多場合應用，如家電產品、娛樂設施的紅外遙控，水、電、煤氣耗能計量的自動抄表等。
  • can 轉串口 RS232/485轉can串行接口
    一一產品簡介>>模塊接口定義CAN232MB/CAN485MB模塊各接口定義如圖所示，使用端子及標準RS-232接口的接線的方式，便於工業現場使用。rs485轉CAN~卓越~（實力）領航。一一RS232"資料"一一>>簡介個人計算機上的通訊接口之一，由電子工業協會(Electronic Industries Association，EIA)
  • 單片機與電腦接口(TTL與RS232電平模擬轉換)電路及工作原理
    1、先介紹電腦上與單片機進行通訊的接口的名稱（1）一般是用電腦串口來進行通訊的，平常大家說的電腦的串口是指桌上型電腦主機後面的九針接口
  • 9針rs232串口接線圖以及接線方法
    打開APP 9針rs232串口接線圖以及接線方法 發表於 2017-11-02 09:36:10 　　九針串口即RS-232接口，個人計算機上的通訊接口之一，由電子工業協會（Electronic Industries Association，EIA） 所制定的異步傳輸標準接口。
  • 奧迪a6usb接口在哪
    【太平洋汽車網】奧迪A6前排沒有USB接口，只有後排有USB接口；奧迪A6的USB接口都是為了傳輸音頻數據，汽車的USB接口的電流既有5v/2.1A，也有5V/0.5A。汽車上的USB接口主要作用：利用汽車上的標準電源，以USB為接口給DC-5V的電器充電，或作為固定電源接口供電器使用。
  • 自製USB轉RS232和RS485和TTL三合一轉換器
    前言：最近在調試設備時由於電腦沒有串口需要USB轉串口的設備才能進行調試，調試485接口時還需要另外一個USB轉485的設備，感覺不是很方便，於是自己動手設計了一個USB轉232、485、UART TTL三合一的
  • rs485通訊接口定義圖詳解
    打開APP rs485通訊接口定義圖詳解 發表於 2017-10-31 15:27:20 　　RS485採用差分信號負邏輯，＋