[发明专利]一种针对UART采集终端的USB双模接口设备的设计

说明书

技术领域

本发明涉及数据采集、检测设备领域，具体讲是一种用于信号检测过程中采样数据的上传从UART接口方式转换成USB Host/Slave双模方式的接口设备。

背景技术

随着通讯技术和集成电路芯片技术的发展，USB芯片已经广泛的应用于电子设备间的数据通讯中。大部分数据采样终端都可以通过如CH341、CP2102等专用的USB转串口芯片与PC机方便连接。但随着手机、平板电脑等嵌入式智能设备和Android、Wince等嵌入式操作系统的发展，越来越多的用户希望能通过手机等嵌入式智能终端对采样终端进行控制和数据采样监控。这就需要在原有的采用终端上增加USB Host接口来支持对手机等嵌入式智能终端的支持，方可实现与其数据交换。现行很多USB双模模式的芯片多以并口的方式和采样终端的MCU进行连接，需要厂商实现对USB芯片底层驱动进行支持。很多采样终端厂商对USB的数据传输的控制方式并不熟悉，这在一定程序上增加设计和难度。有的厂商会在手机与设备之间再增加一个USB模块来实现对手机支持，从而增加成本和系统的冗余性。

发明内容

本发明的目的是解决上述采样终端与主从两种USB嵌入式智能设备连接中存在的问题，提出使用单一芯片实现UART转换成USB的Host/Slave双模接口设备。

本发明提出的UART采样终端的USB双模接口设备，其主控芯片是以FTDI公司的Vinculum II芯片为转换控制器，同时开放两个USB端口，并分别配置为Host和Slave模式。转换模块将USB端数据传送给UART接口，从而实现以USB的方式与采样终端设备进行数据采集和控制。这样采样终端设备厂商不需要在MCU端进行USB的Host和Slave接口功能的技术开发，在设备端只需继续保持UART的数据传输方式。

Host端口的中断监测程序监测端口上是否有Device设备插入，实现对设备的枚举和USB设备通讯握手的发起，并通过Host转换传递程序使UART端和USB端之间采样数据和控制数据在设备间进行传递发送。Slave端口的中断监测是否有主机设备发起数据或命令请求，并通过Slave转换传递程序使UART端和USB端之间采样数据和控制数据在设备间进行传递发送。

本发明采用上述技术将数据采样终端的UART通讯方式的数据转换成USB的传输方式后，USB端口以HID协议方式进行通讯，在PC机端、手机、平板电脑等嵌入式智能设备端上现行的Android、Wince、Window系统下USB的HID是免驱动的支持，便于用户进行应用程序的开发。

附图说明

图1是本发明的设备结构示意图；

图2是本发明的UART转USB双模接口电路图。

具体实施方式

结合上述附图1-2说明发明的具体实施例。

本发明如图1所示，提出的UART采样终端的USB双模接口设备同时开放两个USB端口，并分别配置为Host和Slave模式，并开放一个UART通讯接口，与嵌入式智能设备连接。

图2UART转USB双模接口电路图，其主控芯片是以FTDI公司的Vinculum II芯片为转换控制器。硬件上把其25USB1DM和26USB1DP引脚作为HOST USB端的数据接口，29USB2DM和28USB2DP引脚作为Slave USB端的数据接口，从而实现与主从嵌入式智能设备USB连接。将普通IO口31和32引脚配置成UART接口的TXD和RXD端口，从而实现与采样终端的UART方式连接。

当模块上电启动后，首先对HOST和Slave端口进行初始化配置。然后Host端口的中断监测程序监测端口上是否有Device设备插入，实现对设备的枚举和USB设备通讯握手的发起，并通过Host转换传递程序使UART端和USB端之间采样数据和控制数据在设备间进行传递发送。Slave端口的中断监测是否有主机设备发起数据或命令请求，并通过Slave转换传递程序使UART端和USB端之间采样数据和控制数据在设备间进行传递发送。在PC机、手机、平板电脑端应用程序在Android、Wince嵌入式操作系统下降设备识别为HID设备，并通过HID数据读取方式对设备进行数据采集的上传和处理。