[实用新型]基于USB接口的通信实验仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种教学实验仪器，尤其是一种基于USB接口的通信实验仪。

背景技术

串行通信在智能仪表、自动化控制、数据采集系统中得到了非常广泛的应用，是大专院校计算机、自动化等专业的重要教学内容，教学中涉及上位机通信程序设计、调试时，一般采用自发自收的方法，难以仿真实际的应用需要，调试也很不方便。

USB接口因其速度快、易扩展、支持热插拨、即插即用等特性，目前已成为数码设备的标准接口之一，小到U盘、MP3，大到数码相机、打印机、扫描仪，USB接口的身影无处不在。教学中涉及到上位机USB通信程序设计与调试时，由于缺少一个协议开放、适合学生实验的USB设备，实践教学的实施难度很大。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种通过USB接口与PC机连接的实验仪，通过选择器选择实验仪与PC机之间采用USB通信还是串行通信。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于USB接口的通信实验仪，具有电路板以及安装在电路板上的单片机、USB接口电路、USB转串口电路、选择器、LCD显示器、键盘电路、数字温度传感器和A/D转换电路，所述的USB接口电路、USB转串口电路、LCD显示器、键盘电路、数字温度传感器和A/D转换电路分别与单片机相连接，所述的通信实验仪通过USB总线与PC机连接，并且通过选择器选择通信实验仪与PC机之间的通信模式。

具体的说，本实用新型所述的单片机为STC89C58RD+，USB接口芯片为CH374，USB转串口控制芯片为CH341T，选择器为74HC4053，数字温度传感器为DS18B20，A/D转换器为TLC549，LCD显示器为RT1602C。

本实用新型的有益效果是，解决了背景技术中存在的缺陷，实验仪既能完成目前非常流行的USB通信实验，也能完成传统的串行通信实验；无论采用那种通信方式，实验仪都能实时地显示来自PC机的数据或命令，也能将RAM中的数据、按键的键值、当前的温度值或A/D转换结果发送给PC机，使上位机通信程序的调试变得非常方便、直观；实验仪通过USB接口与PC机相连，完成串行通信实验不再依赖传统的RS232接口；串行实验仪从USB总线上获取5V电源，省去了外接电源，降低了实验仪的成本；具有在系统编程功能，可方便地更新实验仪的程序，满足不同的应用需求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的方框示意图。

具体实施方式

现在结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示的一种基于USB接口的通信实验仪，由单片机、USB接口电路、USB转串口电路、选择器、数字温度传感器、A/D转换电路、键盘电路、LCD显示器组成。实验仪直接采用USB总线提供的5V电源；单片机选用内嵌1024字节外部RAM、具有在系统编程功能的STC89C58RD+，配上晶振电路和复位电路，晶振频率为11.0592MHz；USB接口电路采用CH374接口芯片，与单片机之间采用SPI总线方式连接；USB转串口芯片选用CH341T，将USB总线转换成串行口与单片机相连，使用发光二极管指示USB设备的配置状态；选择器采用模拟电子开关74HC4053，并用发光二极管指示当前的工作状态为串行通信还是USB通信；数字温度传感器选用DS18B20，其数据线与单片机的I/O口线相连，并通过电阻与+5V电源连接；A/D转换选用SPI接口的8位串行A/D转换芯片TLC549；LCD显示器采用字符型液晶显示模块RT1602C，可显示2行16列字符；16个按键组成4行4列的行列式键盘与单片机的I/O口线相连接。

本实用新型所述的实验仪具有开放的通信协议，实验者只要根据该协议编写上位机通信程序，即可与实验仪进行USB通信或串行通信，实验仪根据PC机发来的命令，能将RAM中指定地址开始的数据块上传给PC机，或将PC机下传的数据块写入RAM指定地址开始的区域；为了便于观察，LCD显示器能够实时地显示来自PC机的命令或数据信息；通过键盘可对实验仪上RAM中的数据进行浏览、编辑；实验仪可实时地将当前的按键值、温度或A/D转换结果上传给PC机，使实验结果更加明了、直观，便于实验者判断数据传输是否正确。