带隔离的USB转串口通讯设备的制作方法

本发明涉及数据通讯领域，具体涉及带隔离的usb转串口通讯设备。

背景技术：

在工业及民用的通讯领域，经常需要使用uart串口通讯，由于usb通讯接口普及，usb转uart串口转换器被大量使用，但现有的转换器存在以下问题：

1、普遍转换为usb通讯接口中的rs232协议，而rs232通讯协议本身通讯距离短，线路复杂，而且仅支持点对点通讯。

2、rs232协议为共模电路，在强电磁干扰的工作环境下，极容易受到电磁干扰，造成通讯错误。

3、大多采用直通电路，在强电磁干扰的工作环境下，电磁污染会顺着电路串行进入usb通讯主机中，干扰主机的正常工作，严重的甚至会造成主机硬件损坏。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种带隔离的usb转串口通讯设备。

为实现的上述目标，本发明是通过以下技术方案实现的：一种带隔离的usb转串口通讯设备，其特征在于：包括usb接口、状态反馈模块、usb转uart芯片、隔离保护转换模块、供电系统、rs485接口，上述模块集成在1块电路板上。

其中，usb接口包括1个usb接口j1，用于连接上位设备并向系统供电。

其中，状态反馈模块包括5个led和5个电阻，用于反馈通讯及供电状态。

其中，usb转uart芯片包括1个ch340e芯片u2及1个电容c1，用于将usb通讯转换为uart通讯，并通过u2的throw端口进行rs485协议的硬件流向控制。

其中，隔离保护转换模块包括1块adm2483或iso3082芯片u3，作为通讯的电磁隔离。

其中，供电系统包括1块b0505芯片u1、3个电容c2c3c4，将usb供电与rs485供电进行隔离。

其中，rs485接口包括1个4p端子、3个电阻r6r7r8，实现rs485硬件接口，并能够向外提供5v供电。

由于本发明的使用，可以得到以下有益效果：

1、系统采用高性能的转换芯片，能够保证长时间高速通讯的可靠性。

2、系统的输出为rs485通讯协议，使用了硬件rs485的流控，避免了软件中的流控，仅需要2线制连接，物理连接简单，软件编写简单，而且，在保证高达10公里距离的通讯的同时，还能够进行多点间组网通讯。

3、系统对电源、通讯数据都使用了全电磁隔离，使系统具有极高的抗干扰能力，可以抵抗5kv以上的电磁冲击。

综上所述，本发明设计新颖合理，实现灵活方便且成本低，具有组网功能，体积小，可靠性高，实用性强，推广应用价值高。

附图说明

图1为系统结构图；

图2为电路外形图；

图3为usb接口及转换芯片电路；

图4为状态反馈模块电路图；

图5为供电系统电路图；

图6为隔离保护转换模块电路图；

图7为rs485接口电路；

图中：1-usb接口，2-状态反馈模块，3-usb转uart芯片，4-隔离保护转换模块，5-供电系统，6-rs485接口。

具体实施方式

本发明提供了如图1（系统结构）、图2（硬件电路板）所示带隔离的usb转串口通讯设备，包括：usb接口1，状态反馈模块2，usb转uart芯片3，隔离保护转换模块4，供电系统5，rs485接口6。

具体的，usb接口1由1个usb接口j1构成，主要用于连接usb上位设备。

具体的，usb转uart芯片3由1个ch340e芯片u2及1个电容c1构成，其电路如图3所示，与usb接口j1直接连接，通过rx、tx、thr三条线路与其他模块连接，用于将usb通讯转换为uart通讯，并通过u2的throw端口实现对rs485协议的硬件流向控制，从而不需要在使用时设置软件流向控制。

具体的，状态反馈模块2由5个led元件d1d2d3d4d5和5个电阻r1r2r3r4r5构成，如果图4所示，d1显示rx、d2显示tx、d3显示thr、d4显示usb供电vusb、d5显示隔离供电v2和g2状态，从而反馈系统供电是否正常及通讯数据状态。

具体的，隔离保护转换模块4由1块adm2483或iso3082芯片u3构成，如图6所示，通过rx、tx、thr三条线路输入数据及流控信号，通过线路a、线路b输出rs485信号，输入端使用vusb供电，输出端使用v2供电，实现了输入和输出，包括通讯和供电的电磁隔离。

具体的，供电系统5由1块b0505芯片u1、3个电容c2c3c4构成，如图5所示，u1用于从5v输入端供电采用隔离方法获得5v输出端供电，c2c3c4分别用于输入端和输出端电压滤波，并稳定电压，实现系统usb端电源与rs485通讯端电源的隔离。

具体的，rs485接口6由1个4p端子j2和3个电阻r6r7r8构成，如图7所示，r6r8用于通讯保护，r7用于rs485通讯，实现了rs485通讯硬件接口，同时可以向外部提供5v直流供电，以供设备调试使用。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的方法进行修改，或者对其中部分芯片、元件及技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。