CN2888537Y - 一种数字通信接口转换模块 - Google Patents

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CN2888537Y CN 200620096256 CN200620096256U CN2888537Y CN 2888537 Y CN2888537 Y CN 2888537Y CN 200620096256 CN200620096256 CN 200620096256 CN 200620096256 U CN200620096256 U CN 200620096256U CN 2888537 Y CN2888537 Y CN 2888537Y
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陈龙
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Abstract

本实用新型公开了一种数字通信接口转换模块，具体涉及USB转I2C/SPI接口模块。本实用新型由串口连接器1、串口电平转换器2、USB接口3、USB转串口芯片4、输入选择5、微处理器6、电源转换器7、数字通信接口8(I2C接口或SPI接口或两者并存)、直流输出9、静电防护器10组成；串口连接器1与串口电平转换器2之间传输RS232数据，USB接口3与USB转串口芯片4之间传输USB数据，串口电平转换器2和USB转串口芯片4通过输入选择5选择其中一个与微处理器6通信，微处理器6与数字通信接口8之间传输I2C或者SPI数据。本实用新型体积小，携带方便，成本低廉，适用面广，尤其适用于带I2C数字接口的模块测试，无需笨重的直流电源，直接可以提供直流电源，实现自动化测试。

Description

一种数字通信接口转换模块
技术领域
本实用新型涉及一种数字通信接口转换模块，尤其涉及USB转I2C/SPI接口模块。
背景技术
目前光通信使用光模块大多具有I2C(由Philips公司提出的一种两线串行数字通信总线，包括数据线SDA和时钟线SCL，与Intel提出的SMBus总线兼容。)数字通信接口，可以实现实时检测和信息上报以及在线控制。越来越多的集成芯片也采用I2C或者SPI(一种三线串行数字通信接口，包括：时钟线SCK；主入从出线MISO；主出从入线MOSI；另加一根片选信号线。)数字接口实现数字控制。I2C两线接口具有结构简单，兼容性强的特点，并且传输速率也越来越快，目前快速I2C模式速率可达400Kbit/s，高速模式甚至可达3.4Mbit/s。SPI的传输速率更快，适合现代数字通信速率快速化发展的需求。
一般电脑主机自身没有这些数字接口，常用的只有串口、并口和USB(通用串行总线)接口；多数笔记本电脑只有USB接口，并没有串口。USB接口是目前最常用的接口，其可热插拔的特性使其在便携性上有很突出的优点。而且USB2.0接口在传输速率上更到达480Mbit/s的理论高度。
目前业界只有USB到串口之间的转换芯片以及模块。不能直接使用PC实现I2C或者SPI通信。对实现自动化测试和生产带来不便。
发明内容
本实用新型的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种USB转I2C/SPI接口模块，实现：(1)USB接口到I2C或者SPI接口通信；(2)串口到I2C或者SPI接口通信：(3)采用模块封装的形式，适应用户需求，简洁、实用。
本实用新型的目的是这样实现的：
如图1，本实用新型由串口连接器1、串口电平转换器2、USB接口3、USB转串口芯片4、输入选择5、微处理器6、电源转换器7、数字通信接口8(I2C接口或SPI接口或两者并存)、直流输出9、静电防护器10组成；
其连接关系是：串口连接器1与串口电平转换器2之间传输RS232数据，USB接口3与USB转串口芯片4之间传输USB数据，串口电平转换器2和USB转串口芯片4通过输入选择5选择其中一个与微处理器6通信，微处理器6与数字通信接口8之间传输I2C或者SPI数据；
静电防护器10与USB接口3相连；
USB接口3给电源转换器7供电，电源转换器7给微处理器6供电，并通过直流输出9给外界供电；
所述的数字通信接口8或为I2C接口，或为SPI接口，或两者并存；
所述的USB为通用串行总线；
所述的I2C为串行数字通信总线；
所述的SPI为三线串行数字通信接口。
设计原理：
模块核心部分包括一个USB转串口芯片和一个微处理器。模块可以通过USB或者串口与上位机(例如PC)通信，底层数字通信接口包括I2C接口和SPI接口，另外有电源转换部分，可对外提供300mA，3.3V或者5V直流电源。
工作原理：
如果使用USB接口通信，则需要安装驱动程序。安装完成后***会将此USB设备识别为一个虚拟串口，可以像操作普通串口一样使用。
用户将需要发送的数据通过USB或者串口发送到本模块，模块将接收到的数据保存在数据缓冲区内，然后通过I2C接口或者SPI接口将数据发送给I2C从器件或者SPI从器件。如果从器件有返回数据，则将I2C从器件或者SPI从器件接收到的数据通过USB或者串口发送给用户，实现数据的传输。
本实用新型具有下列优点和积极效果：
1、用USB供电，无需外接电源，支持热插拔。
2、USB，串口可选，任意实用一种。
3、串口通信速率可达230400bps。
4、I2C和SPI接口可以灵活组合(I2C，SPI或者同时使用)。
5、I2C通信速率可调(0～400kbit/s)。
6、SPI通信速率以及通信方式可调。
7、直流电压输出5V，3.3V，电流300mA。
8、带静电防护功能。
总之。本模块具有体积小，携带方便，成本低廉，适用面广，尤其适用于带I2C数字接口的模块测试，无需笨重的直流电源，直接可以提供直流电源，实现自动化测试。
附图说明
图1-本实用新型原理框图。
其中：
1-串口连接器，RS232电平接口。
2-串口电平转换器，将RS232电平转换成TTL电平。
3-USB接口，满足USB2.0协议的标准USB连接器。
4-USB转串口芯片，一种能在USB数据与串口数据之间转换的芯片。
5-输入选择，选择进入微处理器的串口数据来源(串口或者USB接口)。
6-微处理器，一种微型处理单元，在串口通信和I2C或者SPI通信之间进行通信转换。
7-电源转换器，直流+5V输入，直流+3.3V输出。
8-数字通信接口，可以是I2C接口，或者SPI接口，或者两者皆有。
9-直流输出，提供+5V或者+3.3V输出。
10-静电防护器，一种静电防护器，对外界静电干扰进行防护。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明：
1、部件选择
串口连接器1采用DB9孔式底座；
串口电平转换器2选用MAX3222；
USB接口3选用USB-B型插座；
USB转串口芯片4选用CP2102；
输入选择5选用3×2双排插针；
微处理器6选用C8051f311；
电源转换器7选用MAX1792；
静电防护器10选用SP0503BAH。
2、接口引脚
SPI接口采用5 PIN引脚：
  引脚   名称
  1   SCK
  2   MISO
  3   MOSI
  4   CSEL
  5   GND
I2C接口采用4 PIN引脚：
  引脚   名称
  1   SDA
  2   GND
  3   GND
  4   SCL

Claims (2)

1、一种数字通信接口转换模块，其特征在于：
由串口连接器(1)、串口电平转换器(2)、USB接口(3)、USB转串口芯片(4)、输入选择(5)、微处理器(6)、电源转换器(7)、数字通信接口(8)、直流输出(9)、静电防护器(10)组成；
串口连接器(1)与串口电平转换器(2)之间传输RS232数据，USB接口(3)与USB转串口芯片(4)之间传输USB数据，串口电平转换器(2)和USB转串口芯片(4)通过输入选择5选择其中一个与微处理器(6)通信，微处理器(6)与数字通信接口(8)之间传输I2C或者SPI数据；
静电防护器(10)与USB接口(3)相连；
USB接口(3)给电源转换器(7)供电，电源转换器(7)给微处理器(6)供电，并通过直流输出(9)给外界供电；
所述的数字通信接口(8)或为I2C接口，或为SPI接口，或两者并存；
所述的USB为通用串行总线；
所述的I2C为两线串行数字通信总线；
所述的SPI为三线串行数字通信接口。
2、按权利要求1所述的一种数字通信接口转换模块，其特征在于：
串口连接器(1)选用DB9孔式底座；
串口电平转换器(2)选用MAX3222；
USB接口(3)选用USB-B型插座；
USB转串口芯片(4)选用CP2102；
输入选择(5)选用3X2双排插针；
微处理器(6)选用C8051f311；
电源转换器(7)选用MAX1792；
静电防护器(10)选用SP0503BAH。
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