專利名稱：基于計算機usb接口的高速信號轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種計算機間通訊的信號轉(zhuǎn)換裝置，特別是一臺上位機與多臺終端間遠程通訊的信號轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的計算機間進行遠程通訊時需要將計算機的RS232信號轉(zhuǎn)換為RS485信號。但這種轉(zhuǎn)換方式帶載能力較小，而且通訊速度慢。中國實用新型新型專利01274652.5公開一種RS232-485信號轉(zhuǎn)換裝置。該專利包括微處理器、電平轉(zhuǎn)換器、觸發(fā)器、收發(fā)器，微處理器定時檢測電平轉(zhuǎn)換器中的TXD信號，并根據(jù)檢測信號電平輸出一控制信號到觸發(fā)器的輸入端，觸發(fā)器在TXD信號及微處理器的控制信號作用下，產(chǎn)生一觸發(fā)信號到收發(fā)器的控制端，確定收發(fā)器的工作狀態(tài)，并且可實現(xiàn)RS232信號與RS485信號的發(fā)送與接收的自動轉(zhuǎn)換。該專利存在的一個致命問題是通訊速度慢；其次同時連接的帶有RS485接口的下位機數(shù)量不可過多，特別是在巡呼通訊時，會占用主機的大量寶貴時間，造成實際上帶載能力仍顯較弱。在該專利的微處理器AT2051只是起檢測TXD電平的高低并控制開啟兩個開關(guān)，實則可用更為簡單的邏輯電路替代之。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型提供一種可克服現(xiàn)有技術(shù)不足的新型的用于多臺間計算機進行遠程通訊的信號轉(zhuǎn)換裝置。
本實用新型裝置也可簡稱為USB-RS485通訊器，是由USB接口芯片和微控制器(單片機)及其連接，抗干擾電路，RS485通訊芯片，以及與終端計算機連通的通訊線接線端構(gòu)成。
當本實用新型處理的數(shù)據(jù)量較大時可以在微控制器和RS485通訊芯片間設(shè)有靜態(tài)隨機存儲SRAM芯片，以滿足大數(shù)據(jù)量處理的需要。
本實用新型中主控芯片采用AT89C52和PDIUSBD12芯片組成，或者僅使用一片EZ-USB AN2131QC芯片代替，靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲器采用HM62256或采用具有掉電保護存儲器芯片如HK62256或SST 29SF040或39SF040 FLASH系列存儲芯片，RS485通訊芯片采用SN75176或75LBC184可組成兩線或四線制RS485通訊。在這種情況下其性價比高，而且可有最佳的通訊效果。
本實用新型嵌入式程序功能是通過解釋和執(zhí)行來自PC機方的USB接口數(shù)據(jù)，并按一定協(xié)議又通過RS485通訊規(guī)程與之相聯(lián)結(jié)的多臺終端進行數(shù)據(jù)交換，以起到數(shù)據(jù)平衡、數(shù)據(jù)驗證和代替一部分主機通訊處理工作。上位計算機和本實用新型裝置之間采用通過計算機的USB接口進行高速串行數(shù)據(jù)通訊方式，而本實用新型裝置和其它終端之間采用通過RS485串行通訊規(guī)程進行主從式的通訊方式。其優(yōu)點在于充分利用計算機內(nèi)提供的高速串行接口，大大提高數(shù)據(jù)的傳輸速度，同時提高了連接終端機的數(shù)量，即帶載能力大為提高。PC機方數(shù)據(jù)經(jīng)過其本身的USB高速接口，向USB-RS485通訊轉(zhuǎn)換裝置發(fā)送數(shù)據(jù)或指令，并自USB-RS485通訊轉(zhuǎn)換裝置接收數(shù)據(jù)，因此通訊速率高，通訊速率可達到12MBps；而且本實用新型不使用上位計算機的資源。本實用新型有更高的帶載能力，一臺上位機可連接多塊這種實用新型USB-RS485通訊器，而每塊USB-RS485通訊器可以連接多達255臺下位智能終端設(shè)備。這是現(xiàn)有技術(shù)所不能實現(xiàn)的。


附圖1為本實用新型的原理框圖。
附圖2為本實用新型一個實施例的關(guān)鍵電氣圖。圖2中僅僅畫出本實用新型一個實施例的關(guān)鍵電氣圖，其它通用器件及其連接方法此處省略。
附圖3為本實用新型用于集中式(卡式)管理系統(tǒng)的具體實例中的框圖。
具體實施方式
本實用新型
以下結(jié)合附圖解釋附圖1的方框(1)為USB-RS485的主控芯片，它可以采用AT89C52和PDIUSBD12芯片組成，也可以僅使用一片EZ-USB AN2131QC芯片代替，兩種方式的區(qū)別僅僅在于編程方式不同；該主控芯片主要功能是收發(fā)主機端USB信號的指令和數(shù)據(jù)并通過RS485規(guī)程收發(fā)下位機的數(shù)據(jù)。圖中方框(2)為靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲器，它可采用HM62256或直接采用具有掉電保護存儲器芯片如HK62256或SST29SF040或SST29SF040 FLASH系列存儲芯片，用于存儲各個下位機的狀態(tài)信息，以及暫存數(shù)據(jù)起到通訊速度平衡作用。方框(3)為兩片滿足RS485通訊規(guī)程的差分收發(fā)芯片SN75176或者75LBC184。各部分間依次緊密耦合。
附圖2給出本實用新型的具體實施例中，其電氣圖中的主控芯片是采用AT89C52(U3)和PDIUSBD12(U4)芯片組成，完成通訊數(shù)據(jù)的處理和轉(zhuǎn)換。圖中的SN75240芯片、與PC機的USB接口J5及其外圍電路組成USB信道的濾波抗干擾電路，以有效抑制噪聲干擾。靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲器采用HM62256。RS485通訊芯片采用兩片SN75LBC184。其中U3的p3.0與p3.1引腳分別接SN75LBC184的收發(fā)芯片的相關(guān)信號線端，完成數(shù)據(jù)向下的收發(fā)；U3的p3.6與p3.7分別接U4的p15與p16引腳，完成讀寫控制。
在系統(tǒng)中USB485硬件驅(qū)動程序(USB485.SYS)負責完成硬件設(shè)備的驅(qū)動及實現(xiàn)與硬件的通訊，基于WDM的驅(qū)動程序；中間接口程序(INTERIDT.DLL)負責提供驅(qū)動程序與WIN32應用程序之間的接口。
本實用新型的工作原理是先把USB-RS485通訊器接入PC機的USB接口中，USB-RS485通訊器得電后進行初始化，完成對主控芯片的工作模式的設(shè)置。啟動PC機的應用程序，應用程序?qū)⒄{(diào)用由基于消息驅(qū)動的設(shè)備驅(qū)動程序和調(diào)用動態(tài)連接庫DLL程序，DLL程序再啟動調(diào)用USB-RS485的驅(qū)動程序，這樣就建立起了應用程序與USB-RS485通訊器之間的通道。
數(shù)據(jù)的下發(fā)PC機應用程序通過USB通訊接口把數(shù)據(jù)發(fā)送給USB-RS485通訊器，則其中主控芯片AT89C52解釋并執(zhí)行接收到的指令數(shù)據(jù)，把待進一步下發(fā)的數(shù)據(jù)通過RS485芯片發(fā)送到各個相聯(lián)的下位終端，即實施例中的智能讀卡機。
數(shù)據(jù)的上傳當主控芯片AT89C52檢測到RS485通訊芯片中有數(shù)據(jù)上傳時，AT89C52把上傳的數(shù)據(jù)暫存到靜態(tài)RAM中，即寫入HM62256芯片上傳數(shù)據(jù)隊列中，PC機應用程序再通過主控芯片AT89C52把靜態(tài)RAM中的數(shù)據(jù)取走。
附圖3為本實用新型用于集中式餐飲(卡式)管理系統(tǒng)的具體實例中的框圖。在附圖3給出的實際使用系統(tǒng)中，其上位機是PC微機，裝載著系統(tǒng)應用軟件，下位機是通過RS485通訊規(guī)程相連的最多連接255臺的智能讀卡機，配合主機應用系統(tǒng)，若智能讀卡機中裝載收費監(jiān)控程序，則成為收費POS機，智能讀卡機中裝載考勤監(jiān)控程序，則成為考勤機。其中RS485通訊規(guī)程的通訊速率在實際使用中可設(shè)定為64KBps。USB-RS485通訊器通過USB接口與PC微機互相通訊，滿足USB1.1協(xié)議規(guī)程，即速率是12Mbps，整個系統(tǒng)的運行快捷穩(wěn)定。
權(quán)利要求1.基于計算機USB接口的高速信號轉(zhuǎn)換裝置，其特征是由USB接口芯片和微控制器/單片機及其連接，抗干擾電路，RS485通訊芯片，以及與終端計算機連通的通訊線接線端構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于計算機USB接口的高速信號轉(zhuǎn)換裝置，其特征是在微控制器和RS485通訊芯片間設(shè)有靜態(tài)隨機存儲SRAM芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于計算機USB接口的高速信號轉(zhuǎn)換裝置，其特征是主控芯片采用AT89C52和PDIUSBD12芯片組成，靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲器采用HM62256，RS485，通訊芯片采用SN75176。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于計算機USB接口的高速信號轉(zhuǎn)換裝置，其特征是主控芯片采用EZ-USB AN2131QC，靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲器采用HK62256或SST29SF040或39SF040 FLASH系列存儲芯片，通訊芯片采用SN75176。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于計算機USB接口的高速信號轉(zhuǎn)換裝置，其特征是主控芯片采用EZ-USB AN2131QC，靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲器采用HK62256或SST29SF040或39SF040 FLASH系列存儲芯片，通訊芯片采用75LBC184組成。
專利摘要本實用新型涉及一種計算機間通訊的信號轉(zhuǎn)換裝置，特別是一臺上位機與多臺終端間遠程通訊的信號轉(zhuǎn)換裝置。本實用新型裝置是由USB接口芯片和微控制器(單片機)及其連接，抗干擾電路，RS485通訊芯片，以及與終端計算機連通的通訊線接線端構(gòu)成，當所需處理的數(shù)據(jù)量較大時可以在微控制器和RS485通訊芯片間設(shè)有靜態(tài)隨機存儲SRAM芯片。本實用新型可以充分利用計算機內(nèi)提供的高速串行接口，大大提高了數(shù)據(jù)的傳輸速度，同時提高了連接終端機的數(shù)量，帶載能力大為提高。
文檔編號G06F3/00GK2684259SQ20042004174
公開日2005年3月9日 申請日期2004年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月16日
發(fā)明者郭明超, 崔中慶, 饒增仁, 陳士成, 馬義德, 張在峰 申請人:蘭州蘭大小精靈新技術(shù)有限責任公司