专利名称：一种基于usb接口的通信实验仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种教学实验仪器，尤其是一种基于USB接口的通信实验仪。
背景技术：
串行通信在智能仪表、自动化控制、数据采集系统中得到了非常广泛的应用，是大 专院校计算机、自动化等专业的重要教学内容，教学中涉及上位机通信程序设计、调试时， 一般采用自发自收的方法，难以仿真实际的应用需要，调试也很不方便。USB接口因其速度快、易扩展、支持热插拨、即插即用等特性，目前已成为数码设备 的标准接口之一，小到u盘、MP3，大到数码相机、打印机、扫描仪，USB接口的身影无处不在。 教学中涉及到上位机USB通信程序设计与调试时，由于缺少一个协议开放、适合学生实验 的USB设备，实践教学的实施难度很大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种通过USB接口与PC机连接的实验仪，通过 选择器选择实验仪与PC机之间采用USB通信还是串行通信。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种基于USB接口的通信实验仪， 具有电路板以及安装在电路板上的单片机、USB接口电路、USB转串口电路、选择器、LCD显 示器、键盘电路、数字温度传感器和A/D转换电路，所述的USB接口电路、USB转串口电路、 LCD显示器、键盘电路、数字温度传感器和A/D转换电路分别与单片机相连接，所述的通信 实验仪通过USB总线与PC机连接，并且通过选择器选择通信实验仪与PC机之间的通信模 式。具体的说，本发明所述的单片机为STC89C58RD+，USB接口芯片为CH374，USB转 串口控制芯片为CH341T，选择器为74HC4053，数字温度传感器为DS18B20，A/D转换器为 TLC549, LCD 显示器为 RT1602C。本发明的有益效果是，解决了背景技术中存在的缺陷，实验仪既能完成目前非常 流行的USB通信实验，也能完成传统的串行通信实验；无论采用那种通信方式，实验仪都能 实时地显示来自PC机的数据或命令，也能将RAM中的数据、按键的键值、当前的温度值或A/ D转换结果发送给PC机，使上位机通信程序的调试变得非常方便、直观；实验仪通过USB接 口与PC机相连，完成串行通信实验不再依赖传统的RS232接口 ；串行实验仪从USB总线上 获取5V电源，省去了外接电源，降低了实验仪的成本；具有在系统编程功能，可方便地更新 实验仪的程序，满足不同的应用需求。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明的方框示意图。
具体实施例方式现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的 示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。如图1所示的一种基于USB接口的通信实验仪，由单片机、USB接口电路、USB转串 口电路、选择器、数字温度传感器、A/D转换电路、键盘电路、LCD显示器组成。实验仪直接 采用USB总线提供的5V电源；单片机选用内嵌1024字节外部RAM、具有在系统编程功能的 STC89C58RD+，配上晶振电路和复位电路，晶振频率为11. 0592MHz ；USB接口电路采用CH374 接口芯片，与单片机之间采用SPI总线方式连接；USB转串口芯片选用CH341T，将USB总线 转换成串行口与单片机相连，使用发光二极管指示USB设备的配置状态；选择器采用模拟 电子开关74HC4053，并用发光二极管指示当前的工作状态为串行通信还是USB通信；数字 温度传感器选用DS18B20，其数据线与单片机的I/O 口线相连，并通过电阻与+5V电源连接； A/D转换选用SPI接口的8位串行A/D转换芯片TLC549 ；IXD显示器采用字符型液晶显示模 块RT1602C，可显示2行16列字符；16个按键组成4行4列的行列式键盘与单片机的I/O 口线相连接。本发明所述的实验仪具有开放的通信协议，实验者只要根据该协议编写上位机通 信程序，即可与实验仪进行USB通信或串行通信，实验仪根据PC机发来的命令，能将RAM中 指定地址开始的数据块上传给PC机，或将PC机下传的数据块写入RAM指定地址开始的区 域；为了便于观察，LCD显示器能够实时地显示来自PC机的命令或数据信息；通过键盘可对 实验仪上RAM中的数据进行浏览、编辑；实验仪可实时地将当前的按键值、温度或A/D转换 结果上传给PC机，使实验结果更加明了、直观，便于实验者判断数据传输是否正确。实验仪直接从USB总线获取电源；单片机内嵌1024字节的外部RAM，并具有在系 统编程功能，可方便地更新实验仪中的程序；选择串行通信时，USB转串口电路将USB总线 转换成串行口与单片机相连，以实现实验仪与PC机之间的串行通信；选择USB通信时，通过 USB接口电路实现实验仪与PC机之间的USB通信；通过键盘可浏览或编辑外部RAM中的数 据，或者直接将所按键的键值传送给PC机；通过温度传感器和A/D转换电路可将当前的温 度值或A/D转换结果发送给PC机，便于实验者完成基于串行通信或USB通信的数据采集实 验。以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式
，各种举例说明不对本发明的实 质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体 实施方式做修改或变形，而不背离发明
的实质和范围。
权利要求
一种基于USB接口的通信实验仪，其特征在于具有电路板以及安装在电路板上的单片机、USB接口电路、USB转串口电路、选择器、LCD显示器、键盘电路、数字温度传感器和A/D转换电路，所述的USB接口电路、USB转串口电路、LCD显示器、键盘电路、数字温度传感器和A/D转换电路分别与单片机相连接，所述的通信实验仪通过USB总线与PC机连接，并且通过选择器选择通信实验仪与PC机之间的通信模式。
2.如权利要求1所述的基于USB接口的通信实验仪，其特征在于所述通信实验仪与 PC机之间的通信模式为USB通信或串行通信。
3.如权利要求1所述的基于USB接口的通信实验仪，其特征在于所述的单片机为 STC89C58RD+，USB接口芯片为CH374，USB转串口控制芯片为CH341T，选择器为74HC4053， 数字温度传感器为DS18B20，A/D转换器为TLC549，LCD显示器为RT1602C。
全文摘要
本发明涉及一种基于USB接口的通信实验仪，包括单片机、USB接口电路、USB转串口电路、选择器、LCD显示器、键盘、数字温度传感器、A/D转换电路组成，实验仪直接从USB总线获取电源，无需外接电源供电，实验者通过选择器可选择实验仪与PC机之间采用USB通信还是串行通信。本发明能够实时地显示来自PC机的命令或数据信息，通过键盘、LCD显示器能够对实验仪上RAM中的数据进行浏览、编辑，使实验结果更加明了、直观，便于实验者判断数据传输是否正确，有利于实验者学习USB接口和串行通信技术，提高编程技巧。
文档编号G09B19/00GK101872564SQ201010211600
公开日2010年10月27日 申请日期2010年6月25日 优先权日2010年6月25日
发明者居平, 房慧龙, 黄维翼 申请人:房慧龙