一种USB同步串行通信转换器的制作方法

本实用新型涉及一种应用于通信、计算机和自动控制领域中的通信接口装置，尤其涉及一种免驱动安装、工作参数可灵活配置的USB同步串行通信转换器。

背景技术：

串行通信是通信、计算机和自动控制领域中应用最为广泛的一种通信方式，它具有以下两个优点：①需要的物理连接线数目少；②大部分电子产品支持串行通信。

同步串行通信因为应用场合不同，存在多种协议。常用同步串行通信协议有SPI（Serial Peripheral Interface，串行外围设备接口）协议、IIC（Inter-Integrated Circuit，集成电路总线）协议。随着USB接口的广泛应用，基于USB接口的同步串行通信需求也越来越多。尽管已出现了USB与SPI或IIC的转换器，但同一转换器同时提供两种通信接口的设备还未出现，因而难以提高传统同步串行通信转换器的适用范围。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的就在于提供了一种USB同步串行通信转换器，克服了现有的USB同步串行通信转换器只有单一通信协议的局限性，无需安装驱动程序，只需要在电脑端进行配置工作参数，从而大幅提高应用中的灵活性和适用范围。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是这样的：一种USB同步串行通信转换器，包括处理器模块以及与其相连接的USB接口模块、串行通信接口、电源模块、复位模块，所述处理器模块用于进行数据交换与配置工作参数；所述USB接口模块与串行通信接口均与电源模块相连接，所述串行通信接口包括SPI通信接口与IIC通信接口。

作为一种优选方案，所述处理器模块还连接外部晶振，使得处理器模块模拟USB信号。

作为一种优选方案，所述处理器模块采用单片机作为处理器，该处理器模块通过模拟USB信号与电脑端通信。

作为一种优选方案，所述USB接口模块采用USB-A公座，用于与电脑端USB接口插接。

作为一种优选方案，所述SPI通信接口包含SCK、MISO、MOSI和片选CS信号接口。

作为一种优选方案，所述IIC通信接口包括SDA和SCL信号接口。

作为一种优选方案，所述电源模块提供5V与3.3V的电源，其包含有一熔断器。

作为一种优选方案，所述复位模块包含有上拉电阻、电解电容以及复位开关。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：本实用新型提供了一种USB同步串行通信转换器，使用时免驱动安装，可配置工作参数，支持SPI通信协议及IIC通信协议，并提供相应的设备端口。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理框图；

图2是本实用新型的电路图；

图3是本实用新型的工作流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

实施例：

如图1、图2所示，一种USB同步串行通信转换器，包括处理器模块1以及与其相连接的USB接口模块2、串行通信接口3、电源模块4、复位模块5，所述处理器模块1用于进行数据交换与配置工作参数；所述USB接口模块2与串行通信接口3均与电源模块4相连接，所述串行通信接口3包括SPI通信接口与IIC通信接口。

本实用新型优选所述处理器模块1还连接外部晶振，使得处理器模块1模拟USB信号，使用外部晶振作为处理器模块1的时钟源，在本实用新型的优选实施例中外部晶振使用12MHz的石英晶体，确保处理器模块1可以模拟USB信号，无需在电脑端安装驱动。

本实用新型优选所述处理器模块1采用单片机作为处理器，该处理器模块1通过模拟USB信号与电脑端通信，在本实用新型的优选实施例中ＡＴＭＥＬ公司的ATmega8l单片机作为处理器，成本低，芯片占用空间小。

本实用新型优选所述USB接口模块2采用USB-A公座，用于与电脑端USB接口插接，在本实用新型的优选实施例中，USB接口的D-、D+两端分别连接一个3.6V的稳压二极管D3和稳压二极管D2，以便于更好地和电脑端USB接口的信号线电平匹配，提高转换器的适应性。

本实用新型优选所述SPI通信接口包含SCK、MISO、MOSI和片选CS信号接口，SPI通信接口提供5V和3.3V供电电压，在本实用新型的优选实施例中，SPI通信接口分别与处理器模块1的ATmega8l单片机17、16、15及14脚相连，分别作为SPI通信的SCK、MISO、MOSI和片选CS信号接口。

本实用新型优选所述IIC通信接口包括SDA和SCL信号接口，IIC通信接口提供5V和3.3V供电电压，在本实用新型的优选实施例中，IIC通信接口分别与处理器模块11的ATmega8l单片机27脚和28脚相连，分别作为IIC通信的SDA和SCL信号接口。

本实用新型优选所述电源模块4提供5V与3.3V的电源，其包含有一熔断器，在本实用新型的优选实施例中，电源模块4由USB接口模块2供电，通过AMS1117-3.3V稳压芯片U1转压后为串行通信接口3模块提供3.3V供电电压；在电源模块4中，加入了400mA的熔断器F1，防止转换器出现异常或通信设备故障导致电脑USB接口被烧坏。

本实用新型优选所述复位模块5包含有上拉电阻、电解电容以及复位开关，在本实用新型的优选实施例中，复位模块5与处理器模块1的ATmega8l单片机29脚相连，复位模块5由一个10KΩ的上拉电阻R5、10uF的电解电容C5及自复位开关K1组成，可实现调试过程中复位功能。

具体实施时，如图3所示，处理器模块1的工作流程如下：

（1）处理器模块1查询USB接口模块2是否收到命令，若接收到命令则执行下一步骤（2），否则执行步骤（4）；

（2）停止数据转换，卸载相应的SPI串行通信或IIC串行通信的接口驱动程序，转入步骤（6）；或者根据命令加载相应的SPI串行通信或IIC串行通信的接口驱动程序，配置工作参数，然后转入步骤（3）；

（3）串行通信接口3初始化，做好数据收发准备，转入步骤（4）；

（4）若USB接口模块2接收到来自电脑端的数据，则处理器模块1将该数据变换后发送至串行通信接口3，然后转入步骤（1）；若USB接口模块2无任何命令或数据传入，则转入步骤（5）；

（5）处理器模块1将串行通信接口3传来的数据转换后，发送至USB接口模块2然后转入步骤（1）；

（6）结束。

本实用新型中的处理器模块1可根据上位机软件要求，设置SPI和IIC串行通信的主、从工作模式，数据传输速率、字节特征等；工作在所述处理器模块1上的固件（程序），不但可以根据通信协议进行数据交换，还可以实现工作参数配置；在SPI串行通信中，主、从工作模式可通过软件进行配置，可选择从500Hz到1.5MHz的12种传输速率，另外还可指明高位在先（MSB），还是低位在先（LSB）；在IIC串行通信中，主、从工作模式可通过软件进行配置，最高支持400kHz传输速率。

本实用新型中所提及的软件及程序均采用现有技术，都为本领域的普通技术人员熟知的软件及程序，同时本领域内普通技术人员当然知道各个模块中的具体电路之间可以组合使用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。