USB到多路RS422轉(zhuǎn)換器的電路實現(xiàn)
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3 主要內(nèi)容
3．1 硬件電路
整個系統(tǒng)的供電來源于USB接口的+5 V；因此芯片工作在USB總線供電模式，典型電路如圖2所示，采用標準的USB接口P1，F(xiàn)T4232H提供了標準的發(fā)送TX和接收RX引腳輸出輸入線，因此與外設(shè)的連接方式非常靈活、方便。跟RS422的連接方式如圖中所示，為方便只給出了發(fā)送和接收兩組差分信號線，通過PWREN#和SUSPEND#的輸出來控制信號的發(fā)送和接收。圖中94C46是一片串行的EEPROM，用于存儲產(chǎn)品的VID、PID、設(shè)備序列號以及與設(shè)備相關(guān)的文字說明，芯片的容量大小可以根據(jù)用戶需要進行選擇，本文中選用的是容量為1 K的芯片。雖然轉(zhuǎn)換器在沒有EEPROM芯片一樣可以正常工作，但這時設(shè)備的工作方式是FTDI公司默認的內(nèi)容，如果用戶想寫入自己的VID、PID等信息必須外接一片EEPRO-M，其具體內(nèi)容有一定的格式，本設(shè)計的工作方式是FTDI公司默認的。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/155542.htm
由于FT4232H要求+3．3 V電壓供電，因此設(shè)計中采用低壓差電壓芯片TPS75533KTT，具體電路如圖2所示，輸出+33 V，測試中表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。電平轉(zhuǎn)換芯片采用低功耗轉(zhuǎn)換芯片SP491。為了保護PC機和外圍設(shè)備相互干擾或者不會因為數(shù)據(jù)傳輸線上可能遭受到的高電壓靜電等的干擾而出現(xiàn)“死機”現(xiàn)象，本設(shè)計在FT4232H信號輸出與電平轉(zhuǎn)換前使用了光電隔離器件6N137隔離，注意到6N137左右兩端需要單獨供電，因此我們還加上了DC-DC芯片，對電壓進行隔離，這樣就可以有效防止干擾或者強電流而導致系統(tǒng)失效，圖中只給出了單路接收時的光電隔離電路圖，對于多路發(fā)送接收來說原理一樣。
為了測試方便以及增強直觀效果，本設(shè)計還使用了移位寄存器74HTC595，這樣系統(tǒng)正常工作時，可以直觀的判別那一路的發(fā)送或者接收數(shù)據(jù)。對于后期PCB板調(diào)試有一定幫助。具體電路如圖2所示。
電路以FT4232H為核心器件，用雙發(fā)／雙收RS422接口芯片完成RS422電平到TTL電平之間的轉(zhuǎn)換。由于采用USB總線供電結(jié)構(gòu)，最大能提供電壓+5 V、電流500 mA，所以要求芯片工作電壓低、低功耗體積盡量小，在這里FT4232正常工作電流是70 mA，當處于懸掛模式時，電流為500μA，對于轉(zhuǎn)換芯片，工作電壓為+5 V，正常工作電流是600μA，不工作時最大電流為10μA，最小傳輸速率可以達到5 Mbps，通過FT4232H的PWREN#和SUSPEND#的輸出來控制芯片的工作狀態(tài)，經(jīng)過實踐測試，完全滿足設(shè)計的要求。
3．2 驅(qū)動軟件
轉(zhuǎn)換器連到主機上后，在正常工作之前，必須在PC機上安裝一款由FTDI公司免費提供的虛擬串行口(VCP-VirtualCOM Port)驅(qū)動程序，它的版本支持不同Windows的環(huán)境下。設(shè)備的原應(yīng)用程序不必修改，可以像存取一個標準的物理串口一樣訪問這個虛擬串口，但在實際上所有針對虛擬串口的數(shù)據(jù)通信都是以USB總線傳輸來完成的。但在設(shè)備一方，傳輸?shù)拇_實是RS-422的數(shù)據(jù)。
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