一種USB-RS232轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì)

　　隨著計(jì)算機(jī)硬件飛速發(fā)展，外圍設(shè)備日益增多，鍵盤、鼠標(biāo)、調(diào)制解調(diào)器、打印機(jī)、掃描儀早已為人所共知，數(shù)碼相機(jī)、MP3隨身聽接踵而至，這么多的設(shè)備，如何接入個(gè)人計(jì)算機(jī)？USB就是基于這個(gè)目的產(chǎn)生的。USB是一個(gè)使計(jì)算機(jī)周邊設(shè)備連接標(biāo)準(zhǔn)化、單一化的接口，其規(guī)格是由Intel（英特爾）、NEC、Compaq、DEC、IBM（商業(yè)機(jī)器公司）、Microsoft（微軟）、Northern Telecom聯(lián)系制定的。 USB ,是英文Universal Serial BUS（通用串行總線）的縮寫，而其中文簡(jiǎn)稱為“通串線，是一個(gè)外部總線標(biāo)準(zhǔn)，用于規(guī)范電腦與外部設(shè)備的連接和通訊。是應(yīng)用在PC領(lǐng)域的接口技術(shù)。USB接口支持設(shè)備的即插即用和熱插拔功能。USB是在1994年底由英特爾、康柏、IBM、Microsoft等多家公司聯(lián)合提出的。

　　2 USB-RS232轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)方案

　　可供選擇的USB-RS232轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)方案有：利用通用的USB控制器內(nèi)置的通用異步收發(fā)器（UART）在USB與RS232之間轉(zhuǎn)換信號(hào)，如 CY7C68013；采用單獨(dú)的USB接口收發(fā)器，如ISP1581，PDIUSBD1 1／12等。而目前應(yīng)用最廣泛的是采用專用的USB／RS232雙向轉(zhuǎn)換器，如FTDI公司的FT232BM，F(xiàn)T2232C，F(xiàn)T232R，該方案將數(shù)據(jù)收發(fā)和協(xié)議轉(zhuǎn)換工作全部由轉(zhuǎn)換器獨(dú)立完成，無(wú)需編寫器件的固件。

　　3 FT2232H簡(jiǎn)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高速規(guī)范，并可在各種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的串行或并行接口（例如UART或FIFO）下配置，可提供兩種可配置的接口，每個(gè)接口均可配置為UART、 JTAG、SPI、I2C或帶獨(dú)立波特率發(fā)生器的位響應(yīng)模式串口。它可以實(shí)現(xiàn)USB到兩個(gè)串行UART、FIFO、Bit-Bang IO接口，并且還可以配成MPSSE，I2C，JTAG及SPI總線。芯片內(nèi)部整合了上電復(fù)位電路，節(jié)約成本；內(nèi)部整合電平轉(zhuǎn)換器，使IO電平支持5V和3。3V通過(guò)外掛的EEPROM，用于IO配置及儲(chǔ)存USB VID和PID；提供各種操作系統(tǒng)下的驅(qū)動(dòng)程序，如Windows OS，Mac OS，WindowsCE，Linux；具體型號(hào)包括FT2232D,FT2232H

　　3.1 主要特點(diǎn)

　　FT2232H可提供2個(gè)支持USB 2.0高速規(guī)范且可配置的并行／串行接口；內(nèi)部集成有USB協(xié)議引擎，控制通用收發(fā)宏單元接口（UTMI）可處理USB 2.0高速接口所有方面：內(nèi)部集成有+1.8 V低壓差（LDO）穩(wěn)壓器和12～480 MHz的PLL；每個(gè)接口4 KB TX和RX數(shù)據(jù)緩沖；內(nèi)部有效集成整個(gè)USB協(xié)議，無(wú)需任何固件；多協(xié)議的同步連續(xù)的發(fā)動(dòng)機(jī)（MPSSE）的速度可達(dá)30 Mbit／s，提供靈活的同步接口配置；當(dāng)配置為RS-232／-422／-485 UART接口時(shí)，F(xiàn)T2232H支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸率達(dá)12 Mb／s：當(dāng)配置為并行FIFO接口時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)25 Mb／s。

　　3.2 功能描述

　　FT2232H內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。FT2232H有2個(gè)獨(dú)立的UART／FIFO控制器，用于控制異步數(shù)據(jù)、245 FIFO數(shù)據(jù)、光電隔離（高速串口）或在安裝程序命令時(shí)控制Bit-Bang模式；USB協(xié)議引擎控制和管理UTMI PHY與FIFO之間的接口，負(fù)責(zé)電源管理和USB協(xié)議規(guī)范；雙端口FIFO TX緩沖區(qū)（4KB）存儲(chǔ)來(lái)自主機(jī)PC的數(shù)據(jù)，并通過(guò)多用途的UART，F(xiàn)IFO控制器使用數(shù)據(jù)；雙端口FIFO RX緩沖區(qū)（4KB）存儲(chǔ)來(lái)自多用途UART/FOFO控制器的數(shù)據(jù)，然后再將數(shù)據(jù)送至主機(jī)；復(fù)位發(fā)生器模塊上電時(shí)為設(shè)備內(nèi)部電路提供可靠的供電復(fù)位。VREGIN還需外接一只濾波電容器：通用收發(fā)器宏單元接口（UTMI）物理層為USBTX／RX數(shù)據(jù)提供全速／高速SERDES （serialise-deserialise勸能，還可提供時(shí)鐘；當(dāng)不使用外部E2PROM時(shí)，F(xiàn)T2232H默認(rèn)為一個(gè)USB到雙串口設(shè)備，添加一個(gè)外部93C46（93C56或93C66）E2PROM使每個(gè)器件的通道獨(dú)立配置為一個(gè)串行UART（RS232）模式，并行FIFO（245）模式或高速串口（光電隔離）。外部E2PROM也可用于存儲(chǔ)FT223-2H的USB VID，PID，設(shè)備驅(qū)動(dòng)號(hào)和設(shè)備說(shuō)明文字。