專利名稱：智能設備與pc機連接的一種usb接口的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及計算機通信技術領域的接插件設備，具體地說，是智能設備與PC 機連接的一種USB接口。
背景技術：
智能設備是現代工業(yè)生產常用的設備。智能設備通常設有微控制器，可與計算機 (PC機)進行信息交換。目前有相當一部分的智能設備與計算機的實時通信要依靠RS232 接口，該技術實際上是利用微控制器的串行總線來進行通信。在我國，MCS-51系列微控制器是應用范圍比較廣、需求量比較大的一種嵌入式微控制器。MCS-51系列微控制器的串行通信電平標準是TTL標準，它若要與RS232接口連接，必須加電平轉換芯片，如MAX232，轉換之后，還必須在儀器通信輸出上加上RS232接口的母座，最后通過串口連接線與計算機(PC 機)連接。智能設備與PC機的通信一般采用串行通信接口 RS232。RS232的九針頭占用較大的體積，不利于設備的小型化。正由于RS232九針頭的體積比較大，所以它需要額外的固定裝置(螺栓座)與數據轉換線中的固定裝置(活動螺栓)連接加固，致使連接部分的設備端與數據線端的體積都增大了并且連接麻煩。在一般的通信中，其實只用了 RS232九針頭中的三個針腳RXD、T)(D和GND，這在一定程度上造成了硬件資源的浪費。在工業(yè)生產現場，因空間的限制常常需要選用筆記本電腦(PC機)，而現在，只有老式的筆記本電腦上還含有串行九針接口。由于USB接口技術的快速發(fā)展，近幾年推出的筆記本電腦只有極少數的還保留有串行九針接口，這就給智能設備與PC機的連接與通信帶來了不便。市場上的轉接線雖能滿足通信需要，但由于九針頭插座、插頭的存在，智能設備與數據轉接線都不易小型化且連接麻煩。目前，市場上有一種轉接線，它的一端是RS232接頭另一端是USB接頭，轉接線的線頭包含RS232到USB的轉換電路，這樣，它雖然可以實現智能設備與PC機的連接與通信， 但其不足是，體積仍然偏大、連接比較麻煩。

實用新型內容本實用新型目的在于克服現有技術的不足，為智能設備與PC機之間的連接提供一種USB接口，在滿足通信要求的前提下盡可能地縮小智能設備和連接線的體積。為實行上述目的，本實用新型采取的技術方案為智能設備與PC機連接的一種USB接口，含有USB母座和USB數據線，所述USB數據線包括兩端的USB插頭和中間的線纜，所述USB母座與USB插頭為配套的結構件，其特征是，所述的USB母座設置在智能設備上，在USB母座上設置電平轉換電路、USB信號轉換電路和一個12MHz晶振將電平轉換電路與USB信號轉換電路集成在智能設備的PCB板上，所述電平轉換電路包括電平轉換芯片，能實現TTL電平與RS232電平的互相轉換；所述USB信號轉換電路包括USB轉換芯片，能實現USB信號與RS232電平的互相轉換；在PC機上安裝
3CH340T的驅動程序，智能設備通過USB母座再通過USB數據線能與PC機連接并通信。所述智能設備與PC機連接后，通過USB母座可獲得+5V電壓、最大500mA的電流。 可為小功率設備供電。本實用新型智能設備與PC機連接的一種USB接口的使用方式為在智能設備上設置連接微控制器的USB母座，微控制器(如圖3中的MCU)設置在智能設備上。本實用新型包含USB母座和電平轉換部分(TTL到RS232，RS232到USB )，可直接利用兩端都是USB插頭的USB數據線將智能設備與PC機連接起來，實現智能設備與PC機的通信。其效果要比采用一端是RS232接頭另一端是USB接頭的轉接線快速、高效并且易于設備的小型化。本實用新型與現有技術對比的積極效果包括(1)在現有技術中，通信接口要經過電平變換并通過RS232串口線(9芯)與PC機相連，這樣不僅使設備的體積變大，而且還要求PC機上帶有串行接口。本實用新型將電平轉換電路與USB信號轉換電路集成在智能設備的PCB板上，由于外圍元件較少，換成USB插座后，能顯著減小原設備通信部分所占的體積，實現了設備的小型化。本實用新型對外的輸出口為USB母座，可直接通過兩頭都有USB-A型插頭的USB數據線與PC機相連，這樣，不僅可以方便快捷地與PC機相連，對PC機也沒有了串行口的要求；(2)有利于設備的小型化，可以充分利用筆記本電腦上的USB接口來進行通信，同時，USB接口還使得智能設備與PC機的連接更加方便快捷；(3)將有RS232九針頭的轉接線改為兩端均為USB插頭的USB數據線，能滿足智能設備與無串行口的PC機通信的要求并可在各種場所使用，使得一線多用成為可能；(4)可明顯減少設備中通信部分所占印刷電路板的面積，便于實現智能設備的小型化。

附圖1為本實用新型智能設備與PC機連接的一種USB接口的結構示意圖；附圖2為智能設備與PC機通信過程的示意框圖；附圖3為智能設備與PC機通信部分的電路圖；圖中的標號分別為1、USB母座；2、USB插頭。
具體實施方式
以下結合附圖給出本實用新型智能設備與PC機連接的一種USB接口的具體實施方式
，但是應該指出，本實用新型的實施不限于以下的具體實施方式
。參見附圖1，智能設備與PC機連接的一種USB接口，含有USB母座1、USB插頭2 和線纜，所述USB母座1和USB插頭2為配套的結構件，上述結構件可采用現有的結構件。 將USB母座1設置在智能設備上，可將電平轉換電路、USB信號轉換電路和一個12MHz晶振集成在智能設備的PCB板上所述電平轉換電路包括電平轉換芯片，可采用美信公司的 MAX232EPE芯片，實現TTL電平與RS232電平的互相轉換；所述USB信號轉換電路包括USB 轉換芯片，可采用南京沁恒公司的CH340T芯片，能實現USB信號與RS232電平的互相轉換； 在PC機上安裝CH340T的驅動程序。采用兩個USB-A型插頭，其中間用線纜連接起來構成USB數據線，USB數據線的兩端分別能與USB母座1和PC機的USB插座連接，實現智能設備與PC機的通信連接。參見附圖2和3:本實用新型由電平轉換電路、USB信號轉換電路、USB插座依次連接，當智能設備向PC機發(fā)送數據時，電平轉換芯片MAX232EPE將智能設備中微控制器的串行通信TTL電平轉換成RS232標準邏輯電平；經過電平轉換的信號作為USB轉換芯片CH340T的輸入，USB 轉換芯片CH340T的輸出接在USB母座1上，通過USB插頭2和線纜與PC機的USB插座直接連接，PC機收到智能設備中微控制器發(fā)來的數據；當PC機向智能設備發(fā)送數據時，首先通過USB轉換芯片CH340T將USB信號轉換成通用的RS232標準邏輯電平，當此信號到達電平轉換電路后，電平轉換芯片MAX232EPE將其轉換成TTL電平，智能設備的微控制器接收到PC機發(fā)來的數據。在圖3所示的電路中，T)(D (智能設備的串行數據發(fā)送端)和RXD (智能設備的串行數據接收端)為“控制器通信口”，USB處為設置USB母座1的位置，共有1、2、3、4四個針腳，USB插頭2的針腳從上到下要對應USB母座1中的針腳。電平轉換電路和USB信號轉換電路設置在設備端，USB數據線的電源供應線可從PC機取出電功率，從而可解決小功率智能設備的電源供應問題。
權利要求1.智能設備與PC機連接的一種USB接口，含有USB母座(1)和USB數據線，所述USB 數據線包括兩端的USB插頭(2)和中間的線纜，所述USB母座(1)與USB插頭(2)為配套的結構件，其特征在于，所述的USB母座(1)設置在智能設備上，在USB母座(1)上設置電平轉換電路、USB信號轉換電路和一個12MHz晶振將電平轉換電路與USB信號轉換電路集成在智能設備的PCB板上，所述電平轉換電路包括電平轉換芯片，能實現TTL電平與RS232電平的互相轉換；所述USB信號轉換電路包括USB轉換芯片，能實現USB信號與RS232電平的互相轉換；在PC機上安裝CH340T的驅動程序，智能設備通過USB母座(1)再通過USB數據線能與PC機連接并通信。
2.根據權利要求1所述的智能設備與PC機連接的一種USB接口，其特征在于，所述智能設備與PC機連接后，通過USB母座(1)可獲得+5V電壓、最大500mA的電流。
專利摘要本實用新型涉及智能設備與PC機連接的一種USB接口，它含有USB母座和USB數據線，USB母座設置在智能設備上，USB母座上設有包括電平轉換芯片的電平轉換電路、包括USB轉換芯片的USB信號轉換電路和12MHz晶振，能實現TTL電平與RS232電平以及USB信號與RS232電平的互相轉換；在PC機上安裝CH340T的驅動程序，智能設備通過USB母座再通過USB數據線能與PC機連接并通信。其積極效果是在智能設備上設置含有微控制器的USB母座，然后利用兩端都是USB插頭的USB數據線將智能設備與PC機連接起來，有利于設備的小型化，對PC機沒有串行口的要求，智能設備與PC機的連接更快捷方便。
文檔編號H01R31/06GK202103275SQ20112012162
公開日2012年1月4日 申請日期2011年4月22日 優(yōu)先權日2011年4月22日
發(fā)明者王帆, 王芳, 陳敏, 馬曉歡, 黎梅云 申請人:上海電機學院