專(zhuān)利名稱(chēng)：一種usb擴(kuò)展多路串口裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種與監(jiān)控采集設(shè)備配合使用的USB接口擴(kuò)展為多路串口的裝置。
背景技術(shù)：
目前，在機(jī)房或機(jī)站應(yīng)用的環(huán)境量監(jiān)控采集設(shè)備中，由于被監(jiān)控的對(duì)象的數(shù)量不定，基于成本的考慮，在基本環(huán)境量監(jiān)控采集設(shè)備不能滿(mǎn)足對(duì)其串行接口的數(shù)量需求時(shí)，需采用設(shè)備的高速數(shù)據(jù)接口外接串口擴(kuò)展設(shè)備，例如USB接口。公知的USB擴(kuò)展多路串口設(shè)備，一般有以下兩類(lèi)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)1) USB接口電路、多路串行接口電路和單片機(jī)的固有串口 (一路或兩路)配合時(shí)分復(fù)用切換電路方法來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)串口功能的；2) USB接口電路、單片機(jī)、專(zhuān)用串口擴(kuò)展芯片和多路串行接口電路實(shí)現(xiàn)。方案1)由于其時(shí)分復(fù)用的特性，不能滿(mǎn)足多個(gè)串口同時(shí)工作的需求；方案2)其串口性能受專(zhuān)用串口擴(kuò)展芯片的限制，如各擴(kuò)展串口只能在同一波特率下工作，幀格式也必需相同，且專(zhuān)用串口擴(kuò)展芯片的應(yīng)用，增加了一道傳輸環(huán)節(jié)，加大了傳輸延時(shí)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有的USB接口擴(kuò)展為多路串口的裝置的不足而提供一種基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的USB擴(kuò)展多路串口裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，采用的技術(shù)方案如下一種USB擴(kuò)展多路串口裝置，包括USB接口電路和多個(gè)串行接口，其特征在于還包括連接于USB接口電路和多個(gè)串行接口之間的單片機(jī)。所述單片機(jī)固有的1-2個(gè)串口分別與一個(gè)串行接口相連，所述單片機(jī)還有至少兩個(gè)在通用可編程輸入輸出口 GPIO腳上以軟件模擬實(shí)現(xiàn)的串口，所述以軟件模擬實(shí)現(xiàn)的串口分別與一個(gè)串行接口相連。所述單片機(jī)和USB接口電路通過(guò)串行外設(shè)接口 SPI連接。所述多個(gè)串行接口為第一串行接口、第二串行接口、第三串行接口和第四串行接口四個(gè)。所述串行接口為RS232或RS485或RS422。本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是本實(shí)用新型基于單片機(jī)的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)USB擴(kuò)展多路串口，具有電路簡(jiǎn)單，成本低的優(yōu)點(diǎn)。裝置中由軟件模擬構(gòu)成的串行接口還有容錯(cuò)性好的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際工程應(yīng)用方便。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1所示的USB擴(kuò)展多路串口裝置，包括單片機(jī)1、USB接口電路2、電源電路3、 第一串行接口 4、第二串行接口 5、第三串行接口 6和第四串行接口 7 ； USB接口電路2內(nèi)含有USB接口芯片，單片機(jī)1和USB接口電路2通過(guò)串行外設(shè)接口 SPIGerial Peripheral Interface-串行外設(shè)接口 )連接，單片機(jī)1固有的2個(gè)串口以及其他兩個(gè)在通用可編程輸入輸出口(Gereral Programable Input Output )GPI0腳上以軟件模擬實(shí)現(xiàn)的串口分別與第一串行接口 4、第二串行接口 5、第三串行接口 6和第四串行接口 7相連以串行收發(fā)信號(hào)線(xiàn)相連；單片機(jī)1上以軟件模擬在GPIO腳上實(shí)現(xiàn)的串口的接受串行接口信號(hào)的高低電平的脈寬參數(shù)可以由軟件配置調(diào)整，可以解決一些串行接口信號(hào)參數(shù)偏離標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備的聯(lián)接需求。這樣，單片機(jī)1在本實(shí)用新型裝置中實(shí)現(xiàn)了協(xié)議轉(zhuǎn)換的功能，通過(guò)單片機(jī)1固有的 1-2個(gè)串口以及至少兩個(gè)在通用可編程輸入輸出口(Gereral Programable Input Output
)GPI0腳上以軟件模擬實(shí)現(xiàn)的串口分別接上實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換的串行接口就構(gòu)成了多路擴(kuò)展串□。第一串行接口 4、第二串行接口 5、第三串行接口 6和第四串行接口 7可為RS232， 也可為RS485，也可為RS422。本實(shí)施例中，第一串行接口 4、第二串行接口 5為RS232 ；第三串行接口 6和第四串行接口 7為RS485。本實(shí)施例中，單片機(jī)1采用AI^egaU8; USB接口 2采用CH374 ；第一串行接口 4、 第二串行接口 5采用MAX3232 ；第三串行接口 6和第四串行接口 7采用SN75LBC184。電源電路3提供本實(shí)用新型USB擴(kuò)展多路串口裝置所需的直流工作電源。本實(shí)用新型的工作過(guò)程為單片機(jī)1經(jīng)SPI接口讀取USB接口芯片從USB接口電路 2接收到下行的數(shù)據(jù)包，解讀其地址信息并將其余有效數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到地址指向的串行接口，即第一串行接口 4或第二串行接口 5或第三串行接口 6或第四串行接口 7 ；單片機(jī)1接收到某一串行接口上送的數(shù)據(jù)后，在數(shù)據(jù)中加上該串行接口的地址標(biāo)簽信息再由SPI接口寫(xiě)入 USB接口芯片轉(zhuǎn)發(fā)到USB接口電路2。本實(shí)用新型主要基于單片機(jī)的軟硬件簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)了 USB擴(kuò)展多路串口的功能，具有成本低、電路簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際過(guò)程中有廣泛的應(yīng)用。
權(quán)利要求1.一種USB擴(kuò)展多路串口裝置，包括USB接口電路(2)和多個(gè)串行接口，其特征在于還包括連接于USB接口電路(2)和多個(gè)串行接口之間的單片機(jī)(1)，所述單片機(jī)(1)固有的 1-2個(gè)串口分別與一個(gè)串行接口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的USB擴(kuò)展多路串口裝置，其特征在于所述單片機(jī)(1)和USB 接口電路(2)通過(guò)串行外設(shè)接口 SPI連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的USB擴(kuò)展多路串口裝置，其特征在于所述多個(gè)串行接口為第一串行接口(4)、第二串行接口(5)、第三串行接口(6)和第四串行接口(7)四個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的USB擴(kuò)展多路串口裝置，其特征在于所述串行接口為 RS232 或 RS485 或 RS422。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種與監(jiān)控采集設(shè)備配合使用的USB接口擴(kuò)展為多路串口的裝置。本實(shí)用新型USB擴(kuò)展多路串口裝置，包括USB接口電路(2)、多個(gè)串行接口和連接于USB接口電路(2)和多個(gè)串行接口之間的單片機(jī)(1)，所述單片機(jī)(1)固有的1-2個(gè)串口分別與一個(gè)串行接口相連，所述單片機(jī)(1)還有至少兩個(gè)在通用可編程輸入輸出口GPIO腳上以軟件模擬實(shí)現(xiàn)的串口，所述以軟件模擬實(shí)現(xiàn)的串口分別與一個(gè)串行接口相連。本實(shí)用新型基于單片機(jī)的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)USB擴(kuò)展多路串口，具有電路簡(jiǎn)單，成本低的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際過(guò)程中有廣泛的應(yīng)用。
文檔編號(hào)G06F13/40GK201936300SQ20102064794
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者劉雙廣, 王清波, 黎少川 申請(qǐng)人:廣東高新興通信股份有限公司