USB转储器
技术领域
本实用新型属于一种用于数据存储和转移的设备,特别是一种USB转储器。
背景技术
在现有的信息转储方式上多采用RS232串口或并口,尤以RS232串口最多,因其连线简单。随着机车电子产品的更新,记录和存储信息日益增大,现有的RS232的转储方式已陷入困境,不能满足实际需要;而且,多年来个人计算机的串口与并口的功能和结构并没有什么变化。串口的出现是在1980年前后,数据传输率是115Kbps;标准并口的数据传输率为1Mbps;原则上每一个外设必须插在一个接口上,如果所有的接口均被占用,就只能通过添加插卡来增加接口。同时,串、并口数据传输速度有限,在使用上很不方便。
技术内容
本实用新型的目的旨在于提供一种利用USB技术实现点对点通讯、在USB的连接中既可充当主机也可充当从机的USB转储器。USB它的全称为Universal Serial Bus,中文可译成“通用串行总线”。
该USB转储器,从而实现电子设备的记录信息快速转储到地面微机进行分析处理。
它包括微处理器及其外围接口电路1、程序存储器2、数据存储器3、液晶显示模块4、键盘5、电源接口6、USB主/从控制器及其接口电路7、USB主/从接口切换电路8、EMC滤波器及热插拔保护电路9、USB插座10;其中:
所述微处理器及其外围接口电路1由品振、看门狗、程序片(也可内置CPU中)、CPU、总线驱动器、锁存器组成,它与所述程序存储器2、数据存储器3、液晶显示模块4和键盘5分别相连;
所述电源接口6通过USB插座10的第1脚和第4脚与外部设备的5伏电源相连,为其它各电路提供电源;
所述USB主/从控制器及其接口电路7包括将系统5伏电源转换为3.3伏电源的电源转换电路、对3.3V和5V电平互相转换的逻辑电平转换电路和USB主/从控制器,所述微处理器及其外围接口电路1的USB的片选信号(USB_CS)和读(/RD)、写(/WR)信号执行逻辑相与后,产生USB的片选(SelUsb)、读(/RI)、写(/WR)和其它数据信号通过逻辑电平转换电路进行逻辑电平转换后分别与USB主/从控制器的相应端口相连;
所述USB插座10的(USB D+)脚和(USB D-)脚分别与所述USB主/从控制器及其接口电路7的USB主/从控制器的(USB D-)端和(USBD-)端相连;
所述电源转换电路采用型号为MAX882的集成电路,它输入电压2.7V to 11.5V,输出电压3.3V or 5V;
所述逻辑电平转换电路采用型号为IDT74FCT16425T的集成电路;
所述USB主/从控制器采用型号为SL811的集成电路;
所述USB主/从接口切换电路8由控制端分别与所述USB主/从控制器及其接口电路7的逻辑电平转换电路的主从控制信号(S/MSI,SM/S)相连的三态缓冲器构成,三态缓冲器的输入端分别与电源地和3.3V电源相连,其输出端分别与所述USB插座10的(USB D+)脚和(USB D-)脚相连;
所述USB主/从接口切换电路8采用型号为74HC125的三态缓冲器;
所述EMC滤波器及热插拔保护电路9并联在所述USB插座10的(USB D+)脚和(USB D-)脚之间,采用型号为SN75240的集成电路。
它与用RS232方式的转储器相比具有技术先进、通讯速度高、性能稳定、不需外加AC/DC电源等优点。与通用U盘相比具有外部电子设备设计简单、成本低、可选择转储等优点。
附图说明
图1为本实用新型原理框图;
图2为USB主/从控制器及其接口电路原理图;
图3USB主从接口切换电路原理图;
图4EMC滤波及热插拔保护电路原理图。
具体实施方式
如图1-4所示,它包括微处理器及其外围接口电路1、程序存储器2、数据存储器3、液晶显示模块4、键盘5、电源接口6、USB主/从控制器及其接口电路7、USB主/从接口切换电路8、EMC滤波器及热插拔保护电路9、USB插座10;其中:
所述微处理器及其外围接口电路1的微处理器采用8051系列单片机,由晶振、看门狗、程序片(也可内置CPU中)、总线驱动器、锁存器组成,它与所述程序存储器2、数据存储器3、液晶显示模块4和键盘5分别相连;
所述电源接口6通过USB插座10的第1脚和第4脚与外部设备的5伏电源相连,为其它各电路提供电源;在与地面计算机连接时,由计算机通过USB口直接提供5伏电源。
所述USB主/从控制器及其接口电路7包括将系统5伏电源转换为3.3伏电源的电源转换电路、对3.3V和5V电平互相转换的逻辑电平转换电路和USB主/从控制器,所述微处理器及其外围接口电路1的USB的片选信号(USB_CS)和读(/RD)、写(/WR)信号执行逻辑相与后,产生USB的片选(SelUsb)、读(/RD)、写(/WR)和其它数据信号通过逻辑电平转换电路进行逻辑电平转换后分别与USB主/从控制器的相应端口相连;采用该方式可防止系统对USB主从控制器误读写。
所述USB插座10的(USB D+)脚和(USB D-)脚分别与所述USB主/从控制器及其接口电路7的USB主/从控制器的(USB D-)端和(USBD-)端相连;
电源转换采用MAX882芯片,将系统5伏电源转换为3.3伏,给USB电路提供工作电源。该芯片输入2.7V to 11.5V,输出电压3.3Vor 5V,电流可达200mA,低压差线性稳压器。
所述逻辑电平转换电路采用型号为IDT74FCT16425T的集成电路;
所述USB主/从控制器采用型号为SL811的集成电路;
所述USB主/从接口切换电路8由控制端分别与所述USB主/从控制器及其接口电路7的逻辑电平转换电路的主从控制信号(S/MSI,SM/S)相连的3个三态缓冲器构成,其中2个三态缓冲器的输入端与电源地相连,其输出端分别与所述USB插座10的(USB D+)脚和(USB D-)脚相连;另一个三态缓冲器的输入端与3.3V电源相连,其输出端与所述USB插座10的(USB D-)脚相连。
所述USB主/从接口切换电路8采用型号为74HC125的三态缓冲器;
所述EMC滤波器及热插拔保护电路9并联在所述USB插座10的(USB D+)脚和(USB D-)脚之间,采用型号为SN75240的集成电路,能够承受15kv的静电,并吸收瞬间的电器噪声,对USB接口起保护作用。
本系统采用单片机作为CPU来负责管理各个子模块。程序定期扫描键盘,以获取按键信息,结合液晶中显示菜单确认将要执行的命令,并将执行后的状态信息通过液晶用汉字的方式显示出来,从而达到人机信息交换的目的;数据转入:根据外部设备的USB接口是主机或从机,通过装置内部的USB主/从接口切换电路自动将本装置的USB接口切换至从机或主机,以便实现USB互联,通讯采用全速12Mbps的速率,将数据从外部设备通过USB口转到本系统内并存放于数据存储区。数据发送到微机:装置通过内部的USB主/从接口切换电路自动将本装置的USB接口切换至从机,以便实现与地面微机相连,数据从数据存放区读出并通过USB口转到地面微机。(备注:USB接口符合USB1.1规范,也可升级到USB2.0)。数据存储器采用大容量非易失性存储器芯片,用来存储信息。由键盘电路和液晶显示模块组成人机接口模块。液晶采用汉字显示,界面友好,实现人机信息的交换。
CPU通过数据总线对该芯片进行操作,实现器件配置、USB枚举、数据通讯等过程。
本实用新型具有以下功能特点:①用通用的51系列的微控制器来代替微机,管理USB主/从控制器,实现全速12Mbps的通讯速度。②用tasking C51语言编制USB主机和从机固件。③该USB转储器(只带一个USB插座),即能实现USB主机功能也能实现USB从机功能。④安装十分简单。USB转储器利用通用的USB连接器可简单方便地连入计算机中,安装过程高度自动化,既不必打开机箱插入插卡,也不必考虑资源分配,更不用关掉计算机电源,即可实现热插拔。⑤PC机提供工作电源。USB转储器在与PC机相连时由PC机提供5V的电源,因此就不需要专门的AC/DC电源,从而降低了设备的成本并提高了性价比。⑥具有友好的人机界面。⑦实现数据的高速转入和转出。