專利名稱：基于usb接口的通信實(shí)驗(yàn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，尤其是一種基于USB接口的通信實(shí)驗(yàn)儀。
背景技術(shù)：
串行通信在智能儀表、自動化控制、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中得到了非常廣泛的應(yīng)用，是大 專院校計(jì)算機(jī)、自動化等專業(yè)的重要教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)中涉及上位機(jī)通信程序設(shè)計(jì)、調(diào)試時(shí)， 一般采用自發(fā)自收的方法，難以仿真實(shí)際的應(yīng)用需要，調(diào)試也很不方便。USB接口因其速度快、易擴(kuò)展、支持熱插撥、即插即用等特性，目前已成為數(shù)碼設(shè)備 的標(biāo)準(zhǔn)接口之一，小到U盤、MP3，大到數(shù)碼相機(jī)、打印機(jī)、掃描儀，USB接口的身影無處不在。 教學(xué)中涉及到上位機(jī)USB通信程序設(shè)計(jì)與調(diào)試時(shí)，由于缺少一個(gè)協(xié)議開放、適合學(xué)生實(shí)驗(yàn) 的USB設(shè)備，實(shí)踐教學(xué)的實(shí)施難度很大。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種通過USB接口與PC機(jī)連接的實(shí)驗(yàn)儀， 通過選擇器選擇實(shí)驗(yàn)儀與PC機(jī)之間采用USB通信還是串行通信。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種基于USB接口的通信實(shí)驗(yàn) 儀，具有電路板以及安裝在電路板上的單片機(jī)、USB接口電路、USB轉(zhuǎn)串口電路、選擇器、LCD 顯示器、鍵盤電路、數(shù)字溫度傳感器和A/D轉(zhuǎn)換電路，所述的USB接口電路、USB轉(zhuǎn)串口電路、 LCD顯示器、鍵盤電路、數(shù)字溫度傳感器和A/D轉(zhuǎn)換電路分別與單片機(jī)相連接，所述的通信 實(shí)驗(yàn)儀通過USB總線與PC機(jī)連接，并且通過選擇器選擇通信實(shí)驗(yàn)儀與PC機(jī)之間的通信模 式。具體的說，本實(shí)用新型所述的單片機(jī)為STC89C58RD+，USB接口芯片為CH374，USB 轉(zhuǎn)串口控制芯片為CH341T，選擇器為74HC4053，數(shù)字溫度傳感器為DS18B20，A/D轉(zhuǎn)換器為 TLC549, LCD 顯示器為 RT1602C。本實(shí)用新型的有益效果是，解決了背景技術(shù)中存在的缺陷，實(shí)驗(yàn)儀既能完成目前 非常流行的USB通信實(shí)驗(yàn)，也能完成傳統(tǒng)的串行通信實(shí)驗(yàn)；無論采用那種通信方式，實(shí)驗(yàn)儀 都能實(shí)時(shí)地顯示來自PC機(jī)的數(shù)據(jù)或命令，也能將RAM中的數(shù)據(jù)、按鍵的鍵值、當(dāng)前的溫度值 或A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果發(fā)送給PC機(jī)，使上位機(jī)通信程序的調(diào)試變得非常方便、直觀；實(shí)驗(yàn)儀通過 USB接口與PC機(jī)相連，完成串行通信實(shí)驗(yàn)不再依賴傳統(tǒng)的RS232接口 ；串行實(shí)驗(yàn)儀從USB總 線上獲取5V電源，省去了外接電源，降低了實(shí)驗(yàn)儀的成本；具有在系統(tǒng)編程功能，可方便地 更新實(shí)驗(yàn)儀的程序，滿足不同的應(yīng)用需求。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型的方框示意圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡 化的示意圖，僅以示意方式說明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān) 的構(gòu)成。如
圖1所示的一種基于USB接口的通信實(shí)驗(yàn)儀，由單片機(jī)、USB接口電路、USB轉(zhuǎn)串 口電路、選擇器、數(shù)字溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換電路、鍵盤電路、LCD顯示器組成。實(shí)驗(yàn)儀直接 采用USB總線提供的5V電源；單片機(jī)選用內(nèi)嵌1024字節(jié)外部RAM、具有在系統(tǒng)編程功能的 STC89C58RD+，配上晶振電路和復(fù)位電路，晶振頻率為11. 0592MHz ；USB接口電路采用CH374 接口芯片，與單片機(jī)之間采用SPI總線方式連接；USB轉(zhuǎn)串口芯片選用CH341T JfUSB總線 轉(zhuǎn)換成串行口與單片機(jī)相連，使用發(fā)光二極管指示USB設(shè)備的配置狀態(tài)；選擇器采用模擬 電子開關(guān)74HC4053，并用發(fā)光二極管指示當(dāng)前的工作狀態(tài)為串行通信還是USB通信；數(shù)字 溫度傳感器選用DS18B20，其數(shù)據(jù)線與單片機(jī)的I/O 口線相連，并通過電阻與+5V電源連接； A/D轉(zhuǎn)換選用SPI接口的8位串行A/D轉(zhuǎn)換芯片TLC549 ；IXD顯示器采用字符型液晶顯示 模塊RT1602C，可顯示2行16列字符；16個(gè)按鍵組成4行4列的行列式鍵盤與單片機(jī)的I/ 0口線相連接。本實(shí)用新型所述的實(shí)驗(yàn)儀具有開放的通信協(xié)議，實(shí)驗(yàn)者只要根據(jù)該協(xié)議編寫上位 機(jī)通信程序，即可與實(shí)驗(yàn)儀進(jìn)行USB通信或串行通信，實(shí)驗(yàn)儀根據(jù)PC機(jī)發(fā)來的命令，能將 RAM中指定地址開始的數(shù)據(jù)塊上傳給PC機(jī)，或?qū)C機(jī)下傳的數(shù)據(jù)塊寫入RAM指定地址開 始的區(qū)域；為了便于觀察，LCD顯示器能夠?qū)崟r(shí)地顯示來自PC機(jī)的命令或數(shù)據(jù)信息；通過鍵 盤可對實(shí)驗(yàn)儀上RAM中的數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽、編輯；實(shí)驗(yàn)儀可實(shí)時(shí)地將當(dāng)前的按鍵值、溫度或A/ D轉(zhuǎn)換結(jié)果上傳給PC機(jī)，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加明了、直觀，便于實(shí)驗(yàn)者判斷數(shù)據(jù)傳輸是否正確。實(shí)驗(yàn)儀直接從USB總線獲取電源；單片機(jī)內(nèi)嵌1024字節(jié)的外部RAM，并具有在系 統(tǒng)編程功能，可方便地更新實(shí)驗(yàn)儀中的程序；選擇串行通信時(shí)，USB轉(zhuǎn)串口電路將USB總線 轉(zhuǎn)換成串行口與單片機(jī)相連，以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)儀與PC機(jī)之間的串行通信；選擇USB通信時(shí)，通過 USB接口電路實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)儀與PC機(jī)之間的USB通信；通過鍵盤可瀏覽或編輯外部RAM中的數(shù) 據(jù)，或者直接將所按鍵的鍵值傳送給PC機(jī)；通過溫度傳感器和A/D轉(zhuǎn)換電路可將當(dāng)前的溫 度值或A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果發(fā)送給PC機(jī)，便于實(shí)驗(yàn)者完成基于串行通信或USB通信的數(shù)據(jù)采集實(shí) 驗(yàn)。以上說明書中描述的只是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，各種舉例說明不對本實(shí)用 新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容構(gòu)成限制，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀了說明書后可以對以前所 述的具體實(shí)施方式
做修改或變形，而不背離實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求一種基于USB接口的通信實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于具有電路板以及安裝在電路板上的單片機(jī)、USB接口電路、USB轉(zhuǎn)串口電路、選擇器、LCD顯示器、鍵盤電路、數(shù)字溫度傳感器和A/D轉(zhuǎn)換電路，所述的USB接口電路、USB轉(zhuǎn)串口電路、LCD顯示器、鍵盤電路、數(shù)字溫度傳感器和A/D轉(zhuǎn)換電路分別與單片機(jī)相連接，所述的通信實(shí)驗(yàn)儀通過USB總線與PC機(jī)連接，并且通過選擇器選擇通信實(shí)驗(yàn)儀與PC機(jī)之間的通信模式。
2.如權(quán)利要求1所述的基于USB接口的通信實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于所述通信實(shí)驗(yàn)儀與 PC機(jī)之間的通信模式為USB通信或串行通信。
3.如權(quán)利要求1所述的基于USB接口的通信實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于所述的單片機(jī)為 STC89C58 RD+，USB接口芯片為CH374，USB轉(zhuǎn)串口控制芯片為CH341T，選擇器為74HC4053， 數(shù)字溫度傳感器為DS18B20，A/D轉(zhuǎn)換器為TLC549，LCD顯示器為RT1602C。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于USB接口的通信實(shí)驗(yàn)儀，包括單片機(jī)、USB接口電路、USB轉(zhuǎn)串口電路、選擇器、LCD顯示器、鍵盤、數(shù)字溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換電路組成，實(shí)驗(yàn)儀直接從USB總線獲取電源，無需外接電源供電，實(shí)驗(yàn)者通過選擇器可選擇實(shí)驗(yàn)儀與PC機(jī)之間采用USB通信還是串行通信。本實(shí)用新型能夠?qū)崟r(shí)地顯示來自PC機(jī)的命令或數(shù)據(jù)信息，通過鍵盤、LCD顯示器能夠?qū)?shí)驗(yàn)儀上RAM中的數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽、編輯，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加明了、直觀，便于實(shí)驗(yàn)者判斷數(shù)據(jù)傳輸是否正確，有利于實(shí)驗(yàn)者學(xué)習(xí)USB接口和串行通信技術(shù)，提高編程技巧。
文檔編號G09B19/00GK201716899SQ20102023918
公開日2011年1月19日 申請日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者居平, 房慧龍, 黃維翼 申請人:房慧龍