Usb多通信接口轉接器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了USB多通信接口轉接器，包括扁平長方形絕緣外殼、電路板、USB接口和隔離RS232接口，電路板的中部設有PL2303HX芯片，其特征在于：所述的電路板上設隔離RS485及5V電源接口；電路板上部左側設隔離TTL及5V電源接口，中部設隔離無源TTL接口；電路板下端左側設非隔離無源TTL及3.3V電源接口；電路板下端右側設非隔離TTL及5V電源接口；與PL2303HX芯片并排設有兩個光電隔離模塊。該USB多通信接口轉接器，功能多，在與單片機通信時，不需要進行電平轉接，同時在單片機系統中也省去了外接電源，所以使用方便。而且體積小、生產成本低。
【專利說明】USB多通信接口轉接器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種USB轉RS232通信轉接器的改進，屬計算機【技術領域】，具體地說是一種USB多通信接口轉接器。
【背景技術】
[0002]計算機的技術發展十分迅速，微型化、平板化，技術革新不斷，其中的通訊接口，例如:RS232串行通信接口、并行接口、SCSI接口及COM接口等也隨著革新逐漸被USB接口所代替。目前，計算機所使用的USB接口所存在的不足在于:由于RS232串行通信接口從現在的計算機上找不到了，而RS232串行通信接口在開發新的應用領域和設備的現場調試中又是常用的接口，所以給開發工程師和現場調試工程來帶來了一定的困難，給電子技術和自動化技術帶來了不便。為了克服以上USB接口所存在的不足，市面上便有了 USB轉RS232通信的轉接器，其結構包括外殼、電路板、USB總線，電路板上包括USB轉RS232的轉換模塊、微控制器模塊、電源控制模塊，USB轉RS232的轉換模塊中的芯片大多采用PL2303HX、CP2102、CH340等轉換芯片，其中PL2303HX芯片更容易應用且性能穩定，所以應用最普遍。但目前使用的USB轉RS232通信的轉接器仍存在以下不足:由于PL2303HX芯片只能輸出電平信號為3.3V的TTL電平，不能輸出5VTTL電平，USB接口也不能輸出5V電壓，所以在與單片機通信時，需要進行電平轉接，同時在單片機系統中需要外接電源，不論是在生產過程中進行調試或是現場應用都要用到串口通信，現場調試人員要用USB接口轉RS232接口，再轉RS485接口或是TTL接口來與設備進行通信，這樣就要用到兩個轉換設備才能得到想要的電平信號，使用非常不方便；由于沒有同時設有TTL轉RS485接口和TTL接口，所以不方便使用。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種采用PL2303HX芯片能直接輸出5VTTL電平，USB接口也能輸出5V電壓，在與單片機通信時，無需進行電平轉接，在單片機系統中不需要外接電源，使用方便，且同時設有TTL轉RS485接口和TTL轉RS232接口、一機多用的USB多通信接口轉接器。
[0004]為了達到以上目的，本實用新型所采用的技術方案是:該USB多通信接口轉接器，包括扁平長方形絕緣外殼、電路板、USB接口和隔離RS232接口，電路板固定在扁平長方形絕緣外殼內，隔離RS232接口通過第一排螺釘固定在電路板的右側上部，并且對應扁平長方形絕緣外殼右側壁的上端長方形通孔，電路板的中部設有PL2303HX芯片，其特征在于:所述的扁平長方形絕緣外殼內的電路板上端通過第二排螺釘固定隔離RS485及5V電源接口，并且隔離RS485及5V電源接口對應扁平長方形絕緣外殼頂壁長方形通孔；在扁平長方形絕緣外殼內的電路板上部左側通過第三排螺釘固定隔離TTL及5V電源接口，并且隔離TTL及5V電源接口對應扁平長方形絕緣外殼左側壁上部長方形通孔；在隔離RS232接口和隔離TTL及5V電源接口之間的電路板上設有隔離無源TTL接口，并且隔離無源TTL接口對應扁平長方形絕緣外殼底側壁長方形通孔；在扁平長方形絕緣外殼內的電路板下端左側通過第四排螺釘固定非隔離無源TTL及3.3V電源接口，并且非隔離無源TTL及3.3V電源接口對應扁平長方形絕緣外殼左側壁下部長方形通孔；在扁平長方形絕緣外殼內的電路板下端右側通過第五排螺釘固定非隔離TTL及5V電源接口，并且非隔離TTL及5V電源接口對應扁平長方形絕緣外殼右側壁下部長方形通孔；在非隔離無源TTL及3.3V電源接口上側的電路板上設有非隔離TTL接口 3.3V電源模塊；與PL2303HX芯片并排設有兩個光電隔離模塊；所述的電路板的下部設有并排的接收指示燈、發送指示燈、電源指示燈，并且接收指示燈、發送指示燈、電源指示燈分別對應扁平長方形絕緣外殼上板面下部的圓形通孔。
[0005]本實用新型還通過如下措施實施:所述的PL2303HX芯片的第15引腳和第16引腳與USB接口的第2引腳和第3引腳連接，PL2303HX芯片的第17引腳輸出3.3VTTL信號，同時接入兩個光電隔離模塊的第6引腳，再通過隔離TTL及5V電源接口輸出5VTTL信號；所述的USB接口的第I引腳和第4引腳連接DC — DC電源隔離模塊的第I引腳和第2引腳，DC-DC電源隔離模塊的第3引腳和第4引腳直接輸出5V電壓；在光電隔離模塊輸入隔離TTL及5V電源接口的輸出線路上并聯TTL轉RS232模塊和TTL轉RS485模塊，TTL轉RS232模塊的第15引腳和第16引腳連接DC — DC電源隔離模塊的輸出線路，TTL轉RS232模塊的第9引腳和第10引腳連接隔離RS232接口的第3引腳和第5引腳；TTL轉RS485模塊的第6引腳和第8引腳連接DC — DC電源隔離模塊的輸出線路，TTL轉RS485模塊的第I引腳和第4引腳連接隔離TTL及5V電源接口的第3引腳和第5引腳。
[0006]本實用新型的有益效果在于:該USB多通信接口轉接器，與目前所使用的USB轉RS232通信轉接器相比，由于同時設有多個接口，所以功能多；在與單片機通信時，不需要進行電平轉接，從PL2303HX芯片轉出后可以直接與單片機的串口相連，使用相當方便。同時USB接口可以提供5V的電源供電，因此，在單片機系統中也就省去了外接電源。不再像原來的RS232接口，要進行電平轉換，同時系統還要加外接電源。而且體積小、生產成本低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1為本實用新型的結構俯視局剖示意圖。
[0008]圖2為本實用新型的USB接口、PL2303HX芯片、TTL轉RS232模塊、TTL轉RS485模塊連接電路原理示意圖。
[0009]圖中:1、扁平長方形絕緣外殼；2、電路板；3、USB接口 ；4、隔離RS232接口 ；5、第一排螺釘；6、第二排螺釘；7、隔離RS485及5V電源接口 ；8、第三排螺釘；9、隔離TTL及5V電源接口 ；10、隔離無源TTL接口 ；11、第四排螺釘；12、非隔離無源TTL及3.3V電源接口 ；13、第五排螺釘；14、非隔離TTL及5V電源接口 ； 15、非隔離TTL接口 3.3V電源模塊；16、接收指示燈；17、發送指示燈；18、電源指示燈；19、PL2303HX芯片;20、光電隔離模塊;21、DC—DC電源隔離模塊；22、TTL轉RS232模塊；23、TTL轉RS485模塊。
【具體實施方式】
[0010]參照圖1、圖2制作本實用新型。該USB多通信接口轉接器，包括扁平長方形絕緣外殼1、電路板2、USB接口 3和隔離RS232接口 4，電路板2固定在扁平長方形絕緣外殼I內，隔離RS232接口 4通過第一排螺釘5固定在電路板2的右側上部，并且對應扁平長方形絕緣外殼I右側壁的上端長方形通孔，電路板2的中部設有PL2303HX芯片19，其特征在于:所述的扁平長方形絕緣外殼I內的電路板2上端通過第二排螺釘6固定隔離RS485及5V電源接口 7，并且隔離RS485及5V電源接口 7對應扁平長方形絕緣外殼I頂壁長方形通孔；在扁平長方形絕緣外殼I內的電路板2上部左側通過第三排螺釘8固定隔離TTL及5V電源接口 9，并且隔離TTL及5V電源接口 9對應扁平長方形絕緣外殼I左側壁上部長方形通孔；在隔離RS232接口 4和隔離TTL及5V電源接口 9之間的電路板2上設有隔離無源TTL接口 10，并且隔離無源TTL接口 10對應扁平長方形絕緣外殼I底側壁長方形通孔；在扁平長方形絕緣外殼I內的電路板2下端左側通過第四排螺釘11固定非隔離無源TTL及3.3V電源接口 12，并且非隔離無源TTL及3.3V電源接口 12對應扁平長方形絕緣外殼I左側壁下部長方形通孔；在扁平長方形絕緣外殼I內的電路板2下端右側通過第五排螺釘13固定非隔離TTL及5V電源接口 14，并且非隔離TTL及5V電源接口 14對應扁平長方形絕緣外殼I右側壁下部長方形通孔；在非隔離無源TTL及3.3V電源接口 12上側的電路板2上設有非隔離TTL接口 3.3V電源模塊15 ;與PL2303HX芯片19并排設有兩個光電隔離模塊20 ；所述的電路板2的下部設有并排的接收指示燈16、發送指示燈17、電源指示燈18，并且接收指示燈16、發送指示燈17、電源指示燈18分別對應扁平長方形絕緣外殼I上板面下部的圓形通孔，可方便通信過程中觀察數據有無發送與返回。
[0011]該USB多通信接口轉接器，就是將PL2303HX芯片19輸出的TTL電平通過光電隔離后生成5V的TTL電平，同時USB接口 3輸出的5V電源也進行隔離，再生出來的5V的TTL電平分別通過隔離RS232接口 4和隔離RS485及5V電源接口 7中的轉換芯片，轉換出隔離RS232電平和RS485電平進行輸出。
[0012]作為本實用新型的改進:所述的PL2303HX芯片19的第15引腳和第16引腳與USB接口 3的第2引腳和第3引腳連接，PL2303HX芯片19的第17引腳輸出3.3VTTL信號，同時接入兩個光電隔離模塊20的第6引腳，通過兩個光電隔離模塊20的提升，再通過隔離TTL及5V電源接口 9輸出5VTTL信號；所述的USB接口 3的第I引腳和第4引腳連接DC — DC電源隔離模塊21的第I引腳和第2引腳，DC — DC電源隔離模塊21的第3引腳和第4引腳直接輸出5V電壓；在光電隔離模塊20輸入隔離TTL及5V電源接口 9的輸出線路上并聯TTL轉RS232模塊22和TTL轉RS485模塊23，TTLRRS232模塊22的第15引腳和第16弓丨腳連接DC — DC電源隔離模塊21的輸出線路，TTL轉RS232模塊22的第9引腳和第10引腳連接隔離RS232接口 4的第3引腳和第5引腳；TTL轉RS485模塊23的第6引腳和第8引腳連接DC — DC電源隔離模塊21的輸出線路，TTL轉RS485模塊23的第I引腳和第4引腳連接隔離TTL及5V電源接口 9的第3引腳和第5引腳。這樣，以PL2303HX芯片19為核心，來實現USB接口 3轉出3.3V的TTL電平，再通過兩個光電隔離模塊20進行隔離，實現電氣隔離及電平電壓的提升，達到5V的TTL電平；同時，USB接口 3提供的5V電壓由DC—DC電源隔離模塊21實現輸出電源的隔離。這樣就得到了與計算機完全隔離的電壓與電平。再將此TTL電平與TTL轉RS232模塊22中的芯片和TTL轉RS485模塊23中的芯片進行相連，實現RS232電平和RS485電平的轉換。同時可以對外提供5V200mA的供電電流。同時也輸出TTL電平，這樣就得到了 RS232電平、RS485電平和TTL電平，同時還有一個5V電源。無論是在產品開過程中，還是測試或是現場調試中，都能滿足使用需求。也為開發、測試和調試帶來了很大的方便。
[0013]所述的DC — DC電源隔離模塊21是一種通過變壓器實現電一磁一電的轉換模塊，為公知技術，故不多述。
[0014] 所述的光電隔離模塊20是一種有源光耦隔離模塊，通過電一光一電的轉換實現隔離，為公知技術，故不多述。
【權利要求】
1.USB多通信接口轉接器，包括扁平長方形絕緣外殼(I)、電路板(2)、USB接口(3)和隔離RS232接口(4)，電路板(2)固定在扁平長方形外殼(I)內，隔離RS232接口(4)通過第一排螺釘(5)固定在電路板(2)的右側上部，并且對應扁平長方形絕緣外殼(I)右側壁的上端長方形通孔，電路板(2)的中部設有PL2303HX芯片(19)，其特征在于:所述的扁平長方形絕緣外殼(I)內的電路板(2)上端通過第二排螺釘(6)固定隔離RS485及5V電源接口(7)，并且隔離RS485及5V電源接口(7)對應扁平長方形絕緣外殼(I)頂壁長方形通孔；在扁平長方形絕緣外殼(I)內的電路板(2)上部左側通過第三排螺釘(8)固定隔離TTL及5V電源接口(9)，并且隔離TTL及5V電源接口(9)對應扁平長方形絕緣外殼(I)左側壁上部長方形通孔；在隔離RS232接口(4)和隔離TTL及5V電源接口(9)之間的電路板(2)上設有隔離無源TTL接口( 10)，并且隔離無源TTL接口( 10)對應扁平長方形絕緣外殼(I)底側壁長方形通孔；在扁平長方形絕緣外殼(I)內的電路板(2 )下端左側通過第四排螺釘(11)固定非隔離無源TTL及3.3V電源接口( 12)，并且非隔離無源TTL及3.3V電源接口( 12)對應扁平長方形絕緣外殼(I)左側壁下部長方形通孔；在扁平長方形絕緣外殼(I)內的電路板(2)下端右側通過第五排螺釘(13)固定非隔離TTL及5V電源接口(14)，并且非隔離TTL及5V電源接口(14)對應扁平長方形絕緣外殼(I)右側壁下部長方形通孔；在非隔離無源TTL及3.3V電源接口(12)上側的電路板(2)上設有非隔離TTL接口 3.3V電源模塊(15)；與PL2303HX芯片(19)并排設有兩個光電隔離模塊(20);所述的電路板(2)的下部設有并排的接收指示燈(16)、發送指示燈(17)、電源指示燈(18)，并且接收指示燈(16)、發送指示燈(17)、電源指示燈(18)分別對應扁平長方形絕緣外殼(I)上板面下部的圓形通孔。
2.根據權利要求1所述的USB多通信接口轉接器，其特征在于:所述的PL2303HX芯片(19)的第15引腳和第16引腳與USB接口(3)的第2引腳和第3引腳連接，PL2303HX芯片(19)的第17引腳輸出3.3VTTL信號，同時接入兩個光電隔離模塊(20)的第6引腳，通過兩個光電隔離模塊(20)的提升，再通過隔離TTL及5V電源接口(9)輸出5VTTL信號；所述的USB接口(3)的第I引腳和第4引腳連接DC — DC電源隔離模塊(21)的第I引腳和第2引腳，DC-DC電源隔離模塊(21)的第3引腳和第4引腳直接輸出5V電壓；在光電隔離模塊(20)輸入隔離TTL及5V電源接口(9)的輸出線路上并聯TTL轉RS232模塊(22)和TTL轉RS485模塊(23)，TTL轉RS232模塊(22)的第15引腳和第16引腳連接DC — DC電源隔離模塊(21)的輸出線路，TTL轉RS232模塊(22)的第9引腳和第10引腳連接隔離RS232接口(4)的第3引腳和第5引腳；TTL轉RS485模塊(23)的第6引腳和第8引腳連接DC — DC電源隔離模塊(21)的輸出線路，TTL轉RS485模塊(23)的第I引腳和第4引腳連接隔離TTL及5V電源接口(9)的第3引腳和第5引腳。
【文檔編號】H04L12/40GK204013586SQ201420452931
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月12日 優先權日:2014年8月12日
【發明者】周文清, 劉新剛, 李新實 申請人:山東力創科技有限公司