2.1 USB功能控制器和收發(fā)器
2.2 異步串行數(shù)據(jù)總線(UART)接口
CP2102/CP2103UART接口包括TX (發(fā)送)和RX(接收)數(shù)據(jù)信號(hào)以及RTS、CTS、DSR、DTR、DCD和RI控制信號(hào)。UART支持RTS/CTS、DSR/DTR和X-On/X-Off握手。
通過編程設(shè)置UART,支持各種數(shù)據(jù)格式和波特率。在PC機(jī)的COM端口編程設(shè)置UART的數(shù)據(jù)格式和波特率。表1為其數(shù)據(jù)格式和波特率。
2.3 內(nèi)部EEPROM
CP2102/CP2103內(nèi)部集成有1個(gè)EEPROM,用于存儲(chǔ)由設(shè)備制造商定義的USB供應(yīng)商ID、產(chǎn)品ID、產(chǎn)品說明、電源參數(shù)、器件版本號(hào)和器件序列號(hào)等信息。USB配置數(shù)據(jù)的定義是可選的。如果EEPROM沒有被OEM的數(shù)據(jù)占用,則采用表1所示的默認(rèn)配置數(shù)據(jù)。注意,對(duì)于可能使用多個(gè)基于CP2102/CP2103連接到同一PC機(jī)的OEM應(yīng)用來說,則需要專用的序列號(hào)。
內(nèi)部EEPROM是通過USB編程設(shè)置的,允許OEM的USB配置數(shù)據(jù)和序列號(hào)可以在出廠和測(cè)試時(shí)直接寫入系統(tǒng)板上的CP2102/CP2103。Cygnal提供了一個(gè)專門為CP2102/CP2103的內(nèi)部EEP-ROM編程設(shè)置工具,同時(shí)還提供免費(fèi)的驅(qū)動(dòng)Windows DLL格式的程序庫。這個(gè)程序庫可將。EEP-ROM編程步驟集成到OEM在制造中進(jìn)行流水線式測(cè)試和序列號(hào)的管理的自定義軟件中。EEP-ROM的寫壽命的典型值為100 000次,數(shù)據(jù)保持時(shí)間為100年。為了防止更改USB描述符,應(yīng)將其鎖定。
2.4 其他功能
CP2103除上述功能外也可實(shí)現(xiàn)RS485接口與USB接口轉(zhuǎn)換功能,CP2103支持4個(gè)可按照控制信息定義的GPIO引腳。
3 典型應(yīng)用電路
3.1 硬件電路設(shè)計(jì)
原設(shè)備的RS232接口僅用TXD/RXD 2個(gè)引腳信號(hào)和地3條線。單片機(jī)8031與RS232接口間的電平驅(qū)動(dòng)采用Maxim公司的MAX202CPE,而采用光電耦合器
6N137實(shí)現(xiàn)隔離。
采用CP2102改造的接口應(yīng)用電路如圖2所示。該電路已通過制板和軟硬件調(diào)試,完全可靠。串口擴(kuò)展,儀需2~3只外部去耦電容器,REGIN端需加0.1μF與1.0μF并聯(lián)的去耦電容。CP2102的供電電源由計(jì)算機(jī)的USB接口提供,再連接3只保護(hù)管以便于使用。該電路僅使用CP2102的UART總線上TXD/RXD 2個(gè)引腳,其余懸空。單片機(jī)可直接識(shí)別CP2102的UART總線上信號(hào),為確保數(shù)據(jù)收發(fā)的穩(wěn)定性,避免通信過程產(chǎn)生干擾,采用光電耦合器隔離,并將RST采用一只4.7 kΩ電阻上拉至VDD。
當(dāng)CP2102轉(zhuǎn)換器與主機(jī)連接后,必須根據(jù)操作系統(tǒng)選擇相對(duì)應(yīng)的虛擬串行口驅(qū)動(dòng)程序。不必修改設(shè)備的應(yīng)用程序,就像存取一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的物理串口一樣訪問該虛擬串口,端口設(shè)備會(huì)產(chǎn)生“CP2102USB to UART Bridge Controller(COM×)”的新端口(×隨計(jì)算機(jī)的配置而異),此時(shí)說明驅(qū)動(dòng)程序安裝成功。實(shí)質(zhì)上,所有針對(duì)虛擬串口的數(shù)據(jù)通信都足以USB總線傳輸實(shí)現(xiàn)的,但在設(shè)備上,收發(fā)則是RS232數(shù)據(jù)。
3.2 軟件設(shè)計(jì)
計(jì)算機(jī)采用C語言的通訊控制函數(shù),按串行口方式設(shè)置,以實(shí)現(xiàn)接口通訊軟件設(shè)計(jì)。單片機(jī)通訊程序如下所示。該通訊程序在波特率9 600~600調(diào)試,通訊準(zhǔn)確可靠。
CP2102參考價(jià)格是8RMB.USB2.0標(biāo)準(zhǔn)。外圍電路為零,也就是說不用外圍電路。這點(diǎn)最好。