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1、2008年第11期(总第111期)大众科技DAZHONGKEJlNO.11.2008(CumulativelyNo.1")基于USB接口的51单片机与PC机通信的方法史迩冬,李清栋,周雪莉(陕西理工学院,陕西汉中723000)【摘要】针对基于RS-232(DB-9)串口的单片机同PC机通信中的一些问题,文章介绍了一种简单可行的实现基于USB接口的单片机与PC机通信的方法,提供了基于USB接口的单片机同PC机的通信模块,编写了简单的串口测试程序.验证了电路的可行性.【关键词】USB接口;单片机;PC机【中图分类号】TP33【文献标识码】A【文章编号】1008—1151(2
2、008)11—0055—02用RS一232(DB一9)串1:3作为通信接口实现的.而随着USB接口技术的成熟和使用的普及,由于USB接口大有着一系列RS一232(DB一9)串口无法比拟的优点,RS-232(DB-9)串口正在逐步的为USB接口所替代.而在现在的大多数笔记本电脑中,出于节省物理空间和用处不大等原因,RS-232(DB-9)串口已不再设置,这就约束了基于RS一232(DB-9)串口与Pc机联络的单片机设备的使用范围.4.USB接口同RS一232(DB._9)串口的比较通过USB接口和RS一232(DB一9)的比较,不难发现:(1)USB接口支持即插即用和热插
3、拔,而RS-232(DB-9)串口不支持即插即用和热插拔,设备安装后需重启计算机方可使用.(2)USB接口的传输速率较快,可达4801Ifops(v2.0),而RS一232(册一9)串口的最高速率仅为19200波特.(3)USB接口占用体积较小,插拔方便;而RS-232(叩一9)串口的的插拔需要使用改锥,且在机箱后操作,比较麻烦.综上可知,USB接口取代RS一232(DB一9)串口的趋势不可图1串行通信帧格式示意图逆转.2.串行通信的优点与并行通信相比,串行通信有着明显的优势.(1)串行通信只需要一条通信信道,电路简单,成本低廉,容易实现.而并行通信信道较多,电路复杂.
4、(2)虽然串行通信的信道只有一条,但是传输速率很快.由于并行通信的信道之间干扰较强,而且在产生数据错误后需要全部重发,而串行通信在数据出错的情况下只需重发出错位,因此串行通信的速度要快于并行通信.(3)串行通信支持数据的异步传输.并行通信对数据传输设备和接受设备的同步性要求很高,不利于计算机同外围设备的通信,因此计算机同外围设备的通信基本采用串行传输.因此,当今的计算机系统在与外围设备连接时,几乎全部采用串行通信协议.现在的计算机提供了各种各样的串口,他们支持不同的通信协议,有着不同的功能.目前计算机提供的串口有RS-232,RJ45,USB2.0等.(一)串行通信介绍
5、1.串行通信的概念串行通信分为异步和同步两种方式.在单片机中使用的串行通信都是异步方式.而异步通信采用的是异步传送格式,其字符格式如图1所示.数据发送和接收均将起始位和停止位作为开始和结束的标志.在异步通信中,起始位占用l位(低电平),用来表示字符开始.其后为7或8位的数据编码,第8位通常作为奇偶校验位.共有3种可能,即奇校验,偶校验和无校验,可根据需要选定.最后为停止位(高电平)用来表示字符传送结束.上述字符格式通常作为一个串行帧,若无奇偶校验位,即为常见的10位帧格式.(二)基于USB接口的51单片机和Pc机通信模块的设计1.设计思路使用USB—RS232转接芯片实
6、现PC机同单片机物理层的连接,通过编写单片机指令实现数据帧格式的匹配.2.USB转接芯片的选择目前常用的USB转接芯片包括PL2303,CH341,cP2101,FT232等.在综合考虑了各方面因素后,CH341成为了本次电路设计的首选芯片.CH341是南京沁恒电子公司生产的USB总线的转接芯片,通过USB总线提供异步串口,打印口,并口及常用的2线和4线等同步串行端口.其特点有:(1)提供全速USB设备借口,兼容USB2.0,外围设备只需要晶体和电容;(2)可通过外部的低成本串行EPROM定义厂商ID,产品ID,序列号等;(3)成本低廉,可直接转换原串口外围设备:(4)
7、采用SOP-28封装,串口应用还提供小型的SSOP一20封装.3.Pc机同单片机通信存在的问题目前,5l单片机同Pc机的通信在大多数情况下仍然是使【收稿日期】2008-08-15【作者简介】史迩冬(1986一),男,陕西理工学院物理系在读生..55.万方数据正是由于在Pc机同单片机通信电路中,USB转接芯片CH341具有以上其他芯片无法比拟的优点,同时价格低廉并且提供中文技术支持,因此它成为了本电路USB转接芯片的最优选择.本电路采用的是SSOP一20封装的CH341T,其引脚图如图2所示.其中,芯片的驱动程序由南京沁恒电子公司提供.CH
