3 主要内容
3.1 硬件电路
整个系统的供电来源于USB接口的+5 V;因此芯片工作在USB总线供电模式,典型电路如图2所示,采用标准的USB接口P1,FT4232H提供了标准的发送TX和接收RX引脚输出输入线,因此与外设的连接方式非常灵活、方便。跟RS422的连接方式如图中所示,为方便只给出了发送和接收两组差分信号线,通过PWREN#和SUSPEND#的输出来控制信号的发送和接收。图中94C46是一片串行的EEPROM,用于存储产品的VID、PID、设备序列号以及与设备相关的文字说明,芯片的容量大小可以根据用户需要进行选择,本文中选用的是容量为1 K的芯片。虽然转换器在没有EEPROM芯片一样可以正常工作,但这时设备的工作方式是FTDI公司默认的内容,如果用户想写入自己的VID、PID等信息必须外接一片EEPRO-M,其具体内容有一定的格式,本设计的工作方式是FTDI公司默认的。
由于FT4232H要求+3.3 V电压供电,因此设计中采用低压差电压芯片TPS75533KTT,具体电路如图2所示,输出+33 V,测试中表现出良好的稳定性。电平转换芯片采用低功耗转换芯片SP491。为了保护PC机和外围设备相互干扰或者不会因为数据传输线上可能遭受到的高电压静电等的干扰而出现“死机”现象,本设计在FT4232H信号输出与电平转换前使用了光电隔离器件6N137隔离,注意到6N137左右两端需要单独供电,因此我们还加上了DC-DC芯片,对电压进行隔离,这样就可以有效防止干扰或者强电流而导致系统失效,图中只给出了单路接收时的光电隔离电路图,对于多路发送接收来说原理一样。
为了测试方便以及增强直观效果,本设计还使用了移位寄存器74HTC595,这样系统正常工作时,可以直观的判别那一路的发送或者接收数据。对于后期PCB板调试有一定帮助。具体电路如图2所示。
电路以FT4232H为核心器件,用双发/双收RS422接口芯片完成RS422电平到TTL电平之间的转换。由于采用USB总线供电结构,最大能提供电压+5 V、电流500 mA,所以要求芯片工作电压低、低功耗体积尽量小,在这里FT4232正常工作电流是70 mA,当处于悬挂模式时,电流为500μA,对于转换芯片,工作电压为+5 V,正常工作电流是600μA,不工作时最大电流为10μA,最小传输速率可以达到5 Mbps,通过FT4232H的PWREN#和SUSPEND#的输出来控制芯片的工作状态,经过实践测试,完全满足设计的要求。
3.2 驱动软件
转换器连到主机上后,在正常工作之前,必须在PC机上安装一款由FTDI公司免费提供的虚拟串行口(VCP-VirtualCOM Port)驱动程序,它的版本支持不同Windows的环境下。设备的原应用程序不必修改,可以像存取一个标准的物理串口一样访问这个虚拟串口,但在实际上所有针对虚拟串口的数据通信都是以USB总线传输来完成的。但在设备一方,传输的确实是RS-422的数据。