rs232接口轉(zhuǎn)usb接口的通訊方法

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1、RS232接口轉(zhuǎn)USB接口的通訊方法來源：互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵字：RS232接口USB一、引言USB作為一種新的PC機(jī)互連協(xié)議，使外設(shè)到計算機(jī)的連接更加高效、便利.這種接口適合于多種設(shè)備，不僅具有快速、即插即用、支持熱插拔的特點，還能同時連接多達(dá)127個設(shè)備,解決了如資源沖突、中斷請求(IRQs)和直接數(shù)據(jù)通道(DMAs)等問題.因此，越來越多的開發(fā)者欲在自己的產(chǎn)品中使用這種標(biāo)準(zhǔn)接口。而RS-232是單個設(shè)備接入計算機(jī)時，常采用的一種接入方式，其硬件實現(xiàn)簡單，因此在傳統(tǒng)的設(shè)備中有很多采用了這種通信方式。一般的IC卡門禁考

2、勤系統(tǒng)也使用RS-232接口與PC機(jī)通信.如果將USB技術(shù)應(yīng)用于IC卡門禁考勤系統(tǒng)與PC機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信，這樣，不僅能使IC卡門禁考勤設(shè)備具備USB通信的諸多優(yōu)點，而且對PC機(jī)而言還可以節(jié)余1個RS-232串口為其它通信所用。二、USB系統(tǒng)概述USB規(guī)范描述了總線特性、協(xié)議定義、編程接口以及其它設(shè)計和構(gòu)建系統(tǒng)時所要求的特性。USB是一種主從總線,工作時USB主機(jī)處于主模式,設(shè)備處于從模式。USB系統(tǒng)所需要的唯一的系統(tǒng)資源是，USB系統(tǒng)軟件所使用的內(nèi)存空間、USB主控制器所使用的內(nèi)存地址空間(I/O地址空間)和中

3、斷請求(IRQ)線。USB設(shè)備可以是功能性的如顯示器、鼠標(biāo)或者集線器之類.它們可以作低速或者高速設(shè)備實現(xiàn)。低速設(shè)備最大速率限制在1.5Mb/s，每一個設(shè)備有一些專有寄存器,也就是端點(endpoint)在進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時,可以通過設(shè)備驅(qū)動間接訪問它。每一個端點支持幾種特殊的傳輸類型，并且有一個唯一的地址和傳輸方向。不同的是端點0僅用作控制傳輸，并且其傳輸可以是雙向的。系統(tǒng)上電后,USB主機(jī)負(fù)責(zé)檢測設(shè)備的連接與拆除、初始化設(shè)備的列舉過程,并根據(jù)設(shè)備描述表安裝設(shè)備驅(qū)動后自動重新配置系統(tǒng)，收集每個設(shè)備的狀態(tài)信息。設(shè)備描

4、述表標(biāo)識了設(shè)備的屬性、特征并描述了設(shè)備的通信要求.USB主機(jī)根據(jù)這些信息配置設(shè)備、查找驅(qū)動,并且與設(shè)備通信。典型的USB數(shù)據(jù)傳輸是由設(shè)備驅(qū)動開始的，當(dāng)它需要與設(shè)備通信時,設(shè)備驅(qū)動提供內(nèi)存緩沖區(qū)，用來存放設(shè)備收到或者即將發(fā)送的數(shù)據(jù)。USB驅(qū)動提供USB設(shè)備驅(qū)動和USB主控制器之間的接口，并將傳輸請求轉(zhuǎn)化為USB事務(wù)，轉(zhuǎn)化時需要與帶寬要求及協(xié)議結(jié)構(gòu)保持一致。某些傳輸是由大塊數(shù)據(jù)構(gòu)成的，這時需要先將它劃分為幾個事物再進(jìn)行傳輸。具有相似功能的設(shè)備可以組成一類，這樣便于分享共有的特性和使用共同的設(shè)備驅(qū)動程序。每個類可以定

5、義其自己的描述符，如：HID類描述符和Report描述符.HID類是由人控制計算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)備組成的，它定義了一個描述HID設(shè)備的結(jié)構(gòu)，并且表明了設(shè)備的通信要求。HID設(shè)備描述符必須支持端點輸入中斷，固件也必須包括一個報告描述符,表明接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的格式。在IC卡門禁考勤系統(tǒng)引入RS-232到USB的接口轉(zhuǎn)換模塊后，從系統(tǒng)所具有的特性來看,應(yīng)該屬于HID設(shè)備。因此兩種特殊的HID類請求必須被支持：SetReport和GetReport.這些請求使設(shè)備能接收和發(fā)送一般的設(shè)備信息給主機(jī)。在沒有中斷輸出終端時，SetR

6、eport是主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)給HID設(shè)備的唯一方式。三、系統(tǒng)要求為了實現(xiàn)IC卡門禁考勤系統(tǒng)中RS-232-USB的接口轉(zhuǎn)換,需要1臺支持USB的主機(jī)，同時還要提供主機(jī)上用于與外設(shè)通信的驅(qū)動，一般由操作系統(tǒng)提供。此外，還需開發(fā)在主機(jī)上執(zhí)行的客戶端應(yīng)用程序。在設(shè)備端需要提供具有USB接口的主控制器芯片，以及編寫主控制器上執(zhí)行的USB通信代碼和用于執(zhí)行外設(shè)功能的相關(guān)代碼。1、主機(jī)要求主機(jī)必須能夠通過設(shè)備驅(qū)動接收USB數(shù)據(jù)，并且使這些數(shù)據(jù)對處理這些請求的應(yīng)用程序有效。在主機(jī)中必須有一個驅(qū)動負(fù)責(zé)處理USB傳輸、辨識設(shè)備、向U

7、SB設(shè)備收發(fā)數(shù)據(jù)；同時，還需要有一個設(shè)備驅(qū)動-虛擬化串行口，仿效真實的串口.這個驅(qū)動必須能夠像真實的串口接收和發(fā)送USB數(shù)據(jù)。從應(yīng)用的觀點，設(shè)備驅(qū)動必須能收發(fā)數(shù)據(jù)，可以通過使用一個虛擬化的串口或通過轉(zhuǎn)化為USB數(shù)據(jù)實現(xiàn)。微軟提供了一個叫作USBPOS的設(shè)備驅(qū)動，它允許應(yīng)用程序訪問USB設(shè)備時，好像它們連接到標(biāo)準(zhǔn)串口上一樣。系統(tǒng)大致結(jié)構(gòu)方框圖如圖1所示。2、設(shè)備要求在定義即將使用的微控制器時，必須說明一些通信要求，如:通信速率、頻率、傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量等。考慮到IC卡門禁考勤系統(tǒng)有效的通信速率，可以把轉(zhuǎn)換器作為一個低速

8、的設(shè)備使用，低速設(shè)備通信速度可以在10~100Kb/s的范圍變化?？紤]到傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量和傳輸?shù)念l率，此系統(tǒng)中使用中斷的傳輸類型，中斷傳輸可以在2個方向進(jìn)行，但不能同時進(jìn)行，這種類型的傳輸要求在規(guī)定的時間里完成相當(dāng)大數(shù)據(jù)量的傳輸任務(wù)。對于轉(zhuǎn)換模塊，它可以用于PC機(jī)的數(shù)據(jù)收發(fā)，操作系統(tǒng)提供了HID驅(qū)動，允許使用中斷傳輸模式。對于低速設(shè)備的一個事務(wù)，中斷傳輸最大的包容量是8字節(jié)，如果需要發(fā)送大