CN201936300U - 一种usb扩展多路串口装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种与监控采集设备配合使用的USB接口扩展为多路串口的装置。本实用新型USB扩展多路串口装置，包括USB接口电路（2）、多个串行接口和连接于USB接口电路（2）和多个串行接口之间的单片机（1），所述单片机（1）固有的1-2个串口分别与一个串行接口相连，所述单片机（1）还有至少两个在通用可编程输入输出口GPIO脚上以软件模拟实现的串口，所述以软件模拟实现的串口分别与一个串行接口相连。本实用新型基于单片机的硬件和软件实现USB扩展多路串口，具有电路简单，成本低的优点，在实际过程中有广泛的应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种与监控采集设备配合使用的USB接口扩展为多路串口的装置。
背景技术
目前，在机房或机站应用的环境量监控采集设备中，由于被监控的对象的数量不定，基于成本的考虑，在基本环境量监控采集设备不能满足对其串行接口的数量需求时，需采用设备的高速数据接口外接串口扩展设备，例如USB接口。公知的USB扩展多路串口设备，一般有以下两类方案来实现：1）USB接口电路、多路串行接口电路和单片机的固有串口（一路或两路）配合时分复用切换电路方法来实现多个串口功能的；2）USB接口电路、单片机、专用串口扩展芯片和多路串行接口电路实现。方案1）由于其时分复用的特性，不能满足多个串口同时工作的需求；方案2）其串口性能受专用串口扩展芯片的限制，如各扩展串口只能在同一波特率下工作，帧格式也必需相同，且专用串口扩展芯片的应用，增加了一道传输环节，加大了传输延时。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有的USB接口扩展为多路串口的装置的不足而提供一种基于单片机实现的USB扩展多路串口装置。
为了实现上述实用新型目的，采用的技术方案如下：
一种USB扩展多路串口装置，包括USB接口电路和多个串行接口，其特征在于还包括连接于USB接口电路和多个串行接口之间的单片机。
所述单片机固有的1-2个串口分别与一个串行接口相连，所述单片机还有至少两个在通用可编程输入输出口GPIO脚上以软件模拟实现的串口，所述以软件模拟实现的串口分别与一个串行接口相连。
所述单片机和USB接口电路通过串行外设接口SPI连接。
所述多个串行接口为第一串行接口、第二串行接口、第三串行接口和第四串行接口四个。
所述串行接口为RS232或RS485或RS422。
本实用新型相对于现有技术的有益效果是：
本实用新型基于单片机的硬件和软件实现USB扩展多路串口，具有电路简单，成本低的优点。装置中由软件模拟构成的串行接口还有容错性好的优点，在实际工程应用方便。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。
如图1所示的USB扩展多路串口装置，包括单片机1、USB接口电路2、电源电路3、第一串行接口4、第二串行接口5、第三串行接口6和第四串行接口7； USB接口电路2内含有USB接口芯片，单片机1和USB接口电路2通过串行外设接口SPI(Serial Peripheral Interface--串行外设接口)连接，单片机1固有的2个串口以及其他两个在通用可编程输入输出口（Gereral Programable Input Output ）GPIO脚上以软件模拟实现的串口分别与第一串行接口4、第二串行接口5、第三串行接口6和第四串行接口7相连以串行收发信号线相连；单片机1上以软件模拟在GPIO脚上实现的串口的接受串行接口信号的高低电平的脉宽参数可以由软件配置调整，可以解决一些串行接口信号参数偏离标准的设备的联接需求。这样，单片机1在本实用新型装置中实现了协议转换的功能，通过单片机1固有的1-2个串口以及至少两个在通用可编程输入输出口（Gereral Programable Input Output ）GPIO脚上以软件模拟实现的串口分别接上实现电平转换的串行接口就构成了多路扩展串口。
第一串行接口4、第二串行接口5、第三串行接口6和第四串行接口7可为RS232，也可为RS485，也可为RS422。本实施例中，第一串行接口4、第二串行接口5为RS232；第三串行接口6和第四串行接口7为RS485。
本实施例中，单片机1采用ATmega128; USB接口2采用CH374；第一串行接口4、第二串行接口5采用MAX3232；第三串行接口6和第四串行接口7采用SN75LBC184。
电源电路3提供本实用新型USB扩展多路串口装置所需的直流工作电源。
本实用新型的工作过程为：单片机1经SPI接口读取USB接口芯片从USB接口电路2接收到下行的数据包，解读其地址信息并将其余有效数据转发到地址指向的串行接口，即第一串行接口4或第二串行接口5或第三串行接口6或第四串行接口7；单片机1接收到某一串行接口上送的数据后，在数据中加上该串行接口的地址标签信息再由SPI接口写入USB接口芯片转发到USB接口电路2。
本实用新型主要基于单片机的软硬件简单地实现了USB扩展多路串口的功能，具有成本低、电路简单的优势，在实际过程中有广泛的应用。
Claims (4)
1.一种USB扩展多路串口装置，包括USB接口电路（2）和多个串行接口，其特征在于还包括连接于USB接口电路（2）和多个串行接口之间的单片机（1），所述单片机（1）固有的1-2个串口分别与一个串行接口相连。
2.根据权利要求1所述的USB扩展多路串口装置，其特征在于所述单片机（1）和USB接口电路（2）通过串行外设接口SPI连接。
3.根据权利要求1所述的USB扩展多路串口装置，其特征在于所述多个串行接口为第一串行接口（4）、第二串行接口（5）、第三串行接口（6）和第四串行接口（7）四个。
4.根据权利要求1至3任一项所述的USB扩展多路串口装置，其特征在于所述串行接口为RS232或RS485或RS422。
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| CN102880576A (zh) * | 2012-03-08 | 2013-01-16 | 深圳市华旭科技开发有限公司 | 基于stm32f103ve芯片模拟多组uart接口的方法 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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Owner name: GOSUNCN TECHNOLOGY GROUP CO., LTD. Free format text: FORMER NAME: GUANGDONG GOSUN TELECOMMUNICATIONS CO., LTD. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 510663, D401, 402 and 403 rooms, No. 11, color road, Science City, Guangzhou economic and Technological Development Zone, Luogang District, Guangzhou, Guangdong, China Patentee after: GOSUNCN TECHNOLOGY GROUP CO., LTD. Address before: 510663, D401, 402 and 403 rooms, No. 11, color road, Science City, Guangzhou economic and Technological Development Zone, Luogang District, Guangzhou, Guangdong, China Patentee before: Guangdong Gosun Telecommunications Co., Ltd. |
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Granted publication date: 20110817 Termination date: 20141208 |
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