基于PL2303的USB接口設(shè)計(jì)

摘要：RS232接口在嵌入式設(shè)備中應(yīng)用廣泛。為了充分利用USB接口即插即用的特點(diǎn)，詳細(xì)介紹一種基于PL2303的RS232與USB轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)方案。PL2303是高集成度的通用串行總線(xiàn)(USB)與串口的接口轉(zhuǎn)換器，可方便將現(xiàn)有基于RS232接口的設(shè)備轉(zhuǎn)換為USB接口。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)適合于便攜式設(shè)備的研制和應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：接口；USB；RS232；PL2303

RS232接口作為標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)廣泛應(yīng)用于單片機(jī)和嵌入式系統(tǒng)，通用串行總線(xiàn)USB(Universal Serial Bus)通信技術(shù)以其易插拔、速度快、即插即用和獨(dú)立供電等特點(diǎn)，已得到更廣泛的應(yīng)用。
為了解決嵌入式系統(tǒng)與個(gè)人計(jì)算機(jī)USB接口之間的通訊問(wèn)題，硬件廠(chǎng)商提供各種不同的解決方案。一種方案是使用帶USB接口的單片機(jī)和獨(dú)立的USB接口器件，如Cypress公司的CY7C68013A(EZ-USB FX2L)和Philips公司的PIUSBDl2。這種方案需開(kāi)發(fā)人員了解和掌握USB的接口原理、協(xié)議，設(shè)計(jì)USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，而USB接口協(xié)議的復(fù)雜性給開(kāi)發(fā)人員帶來(lái)諸多不便，開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)。另一種方案是使用RS232-USB接口轉(zhuǎn)換器，這些器件在其內(nèi)部完成RS232到USB接口協(xié)議的轉(zhuǎn)換，開(kāi)發(fā)人員完全不用更改或只需更改很少的PC端應(yīng)用程序就可完成與USB接口的通訊任務(wù)，如Prolific公司的PL2303、Silicon Labs公司的CP2102型RS232-USB接口轉(zhuǎn)換器。這類(lèi)器件價(jià)格成本低，開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單。
利用RS232-USB接口轉(zhuǎn)換器完成通訊任務(wù)，既具有即插即用的優(yōu)點(diǎn)，又避免繁瑣的USB協(xié)議和USB驅(qū)動(dòng)，開(kāi)發(fā)方便。這里介紹RS232-USB接口轉(zhuǎn)換器PL-2303的特點(diǎn)與原理，并介紹利用該器件實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與個(gè)人計(jì)算機(jī)之間的通訊接口設(shè)計(jì)。

1 PL2303簡(jiǎn)介
1．1 PL2303的特點(diǎn)
PL2303是Prolific公司生產(chǎn)的一種高度集成的RS232-USB接口轉(zhuǎn)換器，可提供一個(gè)RS232全雙工異步串行通信裝置與USB功能接口便利聯(lián)接的解決方案。該器件內(nèi)置USB功能控制器、USB收發(fā)器、振蕩器和帶有全部調(diào)制解調(diào)器控制信號(hào)的UART，只需外接幾只電容就可實(shí)現(xiàn)USB信號(hào)與RS232信號(hào)的轉(zhuǎn)換，能夠方便嵌入到手持設(shè)備。該器件作為USB／RS232雙向轉(zhuǎn)換器，一方面從主機(jī)接收USB數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為RS232信息流格式發(fā)送給外設(shè)；另一方面從RS232外設(shè)接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為USB數(shù)據(jù)格式傳送回主機(jī)。這些工作全部由器件自動(dòng)完成，開(kāi)發(fā)者無(wú)需考慮固件設(shè)計(jì)。
PL2303的高兼容驅(qū)動(dòng)可在大多操作系統(tǒng)上模擬成傳統(tǒng)COM端口，并允許基于COM端口應(yīng)用可方便地轉(zhuǎn)換成USB接口應(yīng)用，通訊波特率高達(dá)6 Mb／s。在工作模式和休眠模式時(shí)都具有功耗低，是嵌入式系統(tǒng)手持設(shè)備的理想選擇。該器件具有以下特征：完全兼容USBl．1協(xié)議；可調(diào)節(jié)的3～5 V輸出電壓，滿(mǎn)足3 V、3．3 V和5 V不同應(yīng)用需求；支持完整的RS232接口，可編程設(shè)置的波特率：75 b／s～6 Mb／s，并為外部串行接口提供電源；512字節(jié)可調(diào)的雙向數(shù)據(jù)緩存；支持默認(rèn)的ROM和外部EEPROM存儲(chǔ)設(shè)備配置信息，具有I2C總線(xiàn)接口，支持從外部MODEM信號(hào)遠(yuǎn)程喚醒；支持Windows98，Windows2000，WindowsXP等操作系統(tǒng)；28引腳的SOIC封裝。