一種USB-RS232轉換模塊設計

　　隨著(zhù)計算機硬件飛速發(fā)展，外圍設備日益增多，鍵盤(pán)、鼠標、調制解調器、打印機、掃描儀早已為人所共知，數碼相機、MP3隨身聽(tīng)接踵而至，這么多的設備，如何接入個(gè)人計算機？USB就是基于這個(gè)目的產(chǎn)生的。USB是一個(gè)使計算機周邊設備連接標準化、單一化的接口，其規格是由Intel（英特爾）、NEC、Compaq、DEC、IBM（商業(yè)機器公司）、Microsoft（微軟）、Northern Telecom聯(lián)系制定的。 USB ,是英文Universal Serial BUS（通用串行總線(xiàn)）的縮寫(xiě)，而其中文簡(jiǎn)稱(chēng)為“通串線(xiàn)，是一個(gè)外部總線(xiàn)標準，用于規范電腦與外部設備的連接和通訊。是應用在PC領(lǐng)域的接口技術(shù)。USB接口支持設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轉換器設計方案

　　可供選擇的USB-RS232轉換器設計方案有：利用通用的USB控制器內置的通用異步收發(fā)器（UART）在USB與RS232之間轉換信號，如 CY7C68013；采用單獨的USB接口收發(fā)器，如ISP1581，PDIUSBD1 1／12等。而目前應用最廣泛的是采用專(zhuān)用的USB／RS232雙向轉換器，如FTDI公司的FT232BM，FT2232C，FT232R，該方案將數據收發(fā)和協(xié)議轉換工作全部由轉換器獨立完成，無(wú)需編寫(xiě)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高速規范，并可在各種工業(yè)標準的串行或并行接口（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或帶獨立波特率發(fā)生器的位響應模式串口。它可以實(shí)現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(xiàn)。芯片內部整合了上電復位電路，節約成本；內部整合電平轉換器，使IO電平支持5V和3。3V通過(guò)外掛的EEPROM，用于IO配置及儲存USB VID和PID；提供各種操作系統下的驅動(dòng)程序，如Windows OS，Mac OS，WindowsCE，Linux；具體型號包括FT2232D,FT2232H

　　3.1 主要特點(diǎn)

　　FT2232H可提供2個(gè)支持USB 2.0高速規范且可配置的并行／串行接口；內部集成有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：內部集成有+1.8 V低壓差（LDO）穩壓器和12～480 MHz的PLL；每個(gè)接口4 KB TX和RX數據緩沖；內部有效集成整個(gè)USB協(xié)議，無(wú)需任何固件；多協(xié)議的同步連續的發(fā)動(dòng)機（MPSSE）的速度可達30 Mbit／s，提供靈活的同步接口配置；當配置為RS-232／-422／-485 UART接口時(shí)，FT2232H支持數據傳輸率達12 Mb／s：當配置為并行FIFO接口時(shí)，數據傳輸率達25 Mb／s。

　　3.2 功能描述

　　FT2232H內部結構圖如圖1所示。FT2232H有2個(gè)獨立的UART／FIFO控制器，用于控制異步數據、245 FIFO數據、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，負責電源管理和USB協(xié)議規范；雙端口FIFO TX緩沖區（4KB）存儲來(lái)自主機PC的數據，并通過(guò)多用途的UART，FIFO控制器使用數據；雙端口FIFO RX緩沖區（4KB）存儲來(lái)自多用途UART/FOFO控制器的數據，然后再將數據送至主機；復位發(fā)生器模塊上電時(shí)為設備內部電路提供可靠的供電復位。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數據提供全速／高速SERDES （serialise-deserialise勸能，還可提供時(shí)鐘；當不使用外部E2PROM時(shí)，FT2232H默認為一個(gè)USB到雙串口設備，添加一個(gè)外部93C46（93C56或93C66）E2PROM使每個(gè)器件的通道獨立配置為一個(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FT223-2H的USB VID，PID，設備驅動(dòng)號和設備說(shuō)明文字。