专利名称：基于usb接口的通信实验仪的制作方法
技术领域：
本实用新型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。
实用新型内容本实用新型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。本实用新型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，本实用新型所述的单片机为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。本实用新型的有益效果是，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。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的方框示意图。
具体实施方式
现在结合附图和优选实施例对本实用新型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实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关 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 JfUSB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/ 0口线相连接。本实用新型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实用新型的具体实施方式
，各种举例说明不对本实用 新型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，而不背离实用新型的实质和范围。
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 STC89C58 RD+，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。
专利摘要本实用新型涉及一种基于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。本实用新型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G09B19/00GK201716899SQ20102023918
公开日2011年1月19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