[发明专利]一种USB转RS‑485有源隔离转换器

摘要

本发明公开了一种USB转RS‑485有源隔离转换器，包括隔离前端、隔离后端和驱动电路，隔离前端和隔离后端之间通过光耦连接，所述隔离前端包括信号转换芯片，所述隔离后端包括信号收发状态控制芯片、RS‑485收发器和电源，所述光耦通过信号收发状态控制芯片分别连接RS‑485收发器和电源，所述RS‑485收发器连接RS‑485总线。本发明弥补了有些台式电脑和笔记本没有串口的不足，提供一种方便快捷的USB和RS‑485通信转换，不但兼容win2000/xp系统，而且支持最新的win7系统，本发明可以将任意口的USB信号转换成平衡的RS‑485半双工差分信号，且本发明支持热插拔功能，即插即用，可以组成点对点，点对多点的RS‑485通信网络，将通信距离拉长到1.2km。

主权项

一种USB转RS‑485有源隔离转换器，包括隔离前端、隔离后端和驱动电路，其特征在于，隔离前端和隔离后端之间通过光耦连接，光耦包括TX光电隔离芯片U6和RX光电隔离芯片U5，所述隔离前端包括信号转换芯片U11，信号转换芯片U11通过USB数据线连接PC机的USB接口J2，所述隔离后端包括信号收发状态控制芯片U2、RS‑485收发器和电源，所述光耦通过信号收发状态控制芯片分别连接RS‑485收发器和电源，所述RS‑485收发器连接RS‑485总线；驱动电路中USB接口J2的VCC_5端口连接电压信号VCC1，USB接口J2的GND端口接地，USB接口J2的D‑端口通过电阻R18连接信号转换芯片U11的16脚，USB接口J2的D+端口通过电阻R19连接信号转换芯片U11的15脚，信号转换芯片U11的17脚分别连接并补电容C19和并补电容C20，并补电容C19另一端分别连接并补电容C20另一端、信号转换芯片U11的18脚、信号转换芯片U11的21脚、信号转换芯片U11的22脚、信号转换芯片U11的23脚、信号转换芯片U11的24脚、并补电容C17和并补电容C18，并补电容C17另一端分别连接振荡器Y1一端和信号转换芯片U11的28脚，并补电容C18另一端分别连接振荡器Y1另一端和信号转换芯片U11的27脚，信号转换芯片U11的20脚分别连接信号转换芯片U11的4脚、电阻R23、电阻R21和电阻R22，电阻R23连接信号转换芯片U11的6脚，电阻R21连接信号转换芯片U11的13脚，电阻R22连接信号转换芯片U11的14脚；信号转换芯片U11的1脚分别连接电阻R1和电阻R2，电阻R1另一端连接电压信号VCC1，电阻R2另一端连接三极管Q5的1脚，三极管Q5的3脚接地，三极管Q5的2脚连接TX光电隔离芯片U6的3脚，TX光电隔离芯片U6的2脚通过电阻R4连接电压信号VCC1，TX光电隔离芯片U6的5脚接地，TX光电隔离芯片U6的8脚分别连接电阻R7和电压信号VCC2，电阻R7另一端分别连接TX光电隔离芯片U6的6脚、非门控制芯片U4的9脚和非门控制芯片U4的5脚，信号转换芯片U11的5脚分别连接RX光电隔离芯片U5的6脚和电阻R3，电阻R3另一端分别连接RX光电隔离芯片U5的8脚和电压信号VCC1，RX光电隔离芯片U5的3脚接地，RX光电隔离芯片U5的2脚通过电阻R6连接非门控制芯片U4的10脚；非门控制芯片U4的1脚分别连接二极管D1、电阻R5和并补电容C9，二极管D1负极分别连接电阻R5另一端和非门控制芯片U4的4脚，非门控制芯片U4的3脚连接非门控制芯片U4的6脚，非门控制芯片U4的13脚连接非门控制芯片U4的8脚，非门控制芯片U4的11脚分别连接电阻R15、电阻R17和信号收发状态控制芯片U2的1脚，电阻R15另一端连接三极管Q7的1脚，三极管Q7的3脚连接电压信号VCC2，三极管Q7的2脚依次通过发光二极管RXD和电阻R13接地，非门控制芯片U4的12脚分别连接电阻R14和信号收发状态控制芯片U2的4脚，电阻R14另一端连接三极管Q6的1脚，三极管Q6的3脚连接电压信号VCC2，三极管Q6的2脚依次通过发光二极管TXD和电阻R12接地；非门控制芯片U4的2脚分别连接信号收发状态控制芯片U2的2脚和信号收发状态控制芯片U2的3脚，电阻R17另一端和信号收发状态控制芯片U2的8脚均连接电压信号VCC2，信号收发状态控制芯片U2的5脚接地，信号收发状态控制芯片U2的6脚分别连接稳压二极管ZD3、电阻R11和排线JP3的1脚，电阻R11另一端连接电压信号VCC2，信号收发状态控制芯片U2的7脚分别连接稳压二极管ZD2、电阻R10和排线JP3的2脚，稳压二极管ZD2正极、稳压二极管ZD3正极和电阻R10另一端均接地，电压信号VCC2分别连接并补电容C13和并补电容C14。