导言
跟着科学技能的快速开展，单片机的运用现已进入到了出产、日子的方方面面，其运用规模越来越广泛，运用远景越来越好。依据单片机的开发运用在现在立异技能开展中一支独秀，十分受广阔科技爱好者、在校大学生以及科技开发作业者的喜爱。多功用、超强型的单片机在市场上也层出不穷，为单片机的开发运用供给了很好的根底。现在，在单片机的运用体系规划中，USB接口的运用越来越多，简化了单片机体系与外部体系进行信息交流的接口电路，提高了信息交流的可靠性及交流速度。现在市场上供给的各类型单片机种类中，有些类型的单片机在其内部集成有USB接口部件，但大部分的单片机不含有USB接口电路。对芯片内部不含有USB串行接口的单片机，进行USB接口规划时，要经过外围接口芯片来完结USB串行接口，这样的接口芯片，现在市场上现已有许多种了。本文仅就选用单片机自身的串口经过外围芯片PL2303来完结串口转USB接口进行介绍。
1 USB接口的完结
USB(Universal Serial Bus)是一种通用的串行总线技能，它是经过PCI总线和PC的内部体系数据线衔接，完结数据的传送，具有即插即用功用，支撑热插拔，两个通讯设备之间线缆长度可达5 m。
USB接口线有4条，其间两条为电源线和地线(Vbus与GND)，别的两条是以差分方法传递信息的信号线(D+和D-)，然后完结主机体系与USB设备之间的数据通讯。含有USB接口的主机与含有USB接口的设备之间通讯数据流的示意图如图1所示。
USB总线技能是依据分组交流方法的总线通讯。它首先把数据分红若干块，然后在每块数据前添加上同步信号、包标识，后边再添加上CRC校验码，构成USB数据包。USB通讯总线运用差分输出驱动器来操控数据信号在USB电缆上的传送，即经过操控D+和D-线从闲暇状况到相反的逻辑电平，完结原端口的数据包发送，数据包发送完今后，信号线(D+)和(D-)上的输出驱动器均处于高阻状况。
2 单片机串口转USB接口的电路
不管哪一款的单片机，其芯片上都有串行通讯引脚TXD和RXD，运用这两个引脚，经过某种接口芯片来完结串口转USB口的电路。本文选用Prolific公司推出的串口转USB接口的转化芯片PL2303来完结单片机的串口转USB接口的电路。接口电路的规划如图2所示。
在图2中，PL2303的TXD引脚和RXD引脚别离与单片机的P3．0(RXD)引脚和P3．1(TXD)引脚相连，这样就完结了单片机的串口与USB口的转化。单片机从串口发送出去的数据信息经过PL2303芯片转化为USB数据流，再经过USB口的衔接器传送给主机设备。能够看出PL2303与单片机的衔接十分简略，只需两根信号线就能够。
3 单片机串口软件规划
串口转USB口串行通讯方法选用异步半双工通讯方法，即通讯两边发送和接纳信息是分时段替换进行的，两边不能一起进行收发操作。通讯的数据格局为每帧10位，其间1位开始位，8位数据位，1位中止位。一帧数据的格局如图3所示。数据的发送是低位在先，高位在后。
在串行通讯中，收发两边对发送和接纳数据的速率要有约好，即设定波特率。经过软件能够对单片机串口设置为4种作业方法，即方法0、方法1、方法2、方法3。其间方法0和方法2的波特率是固定不变的，方法1和方法3的波特率是能够调整的。波特率由单片机内部的守时器T1的溢出率来决议，用守时器T1作为串行通讯波特率发生器时，典型的运用方法是使T1作业在主动重装的8位守时方法，即守时器的作业方法2，这时守时器T1的溢出率取决于TH1中的初值。而单片机的串行通讯方法选用方法1，即数据发送是10位帧格局。串行通讯方法1的波特率的核算如下：
方法1波特率=(2SMOD／32)x T1溢出率 (1)
T1溢出率=fOSC／[12×(256-TH1)] (2)
上式中，SMOD是单片机芯片内部的电源操控寄存器PCON中的D7位，可取值为0或1；fOSC是表明单片机外接的晶体振荡器的频率。
在实践运用中，数据传送的波特率最好挑选标称值，又因为TH1的初值是整数，为了减小波特率核算误差，单片机外接的晶振频率尽量选用11．059 2 MHz，这样串行通讯方法1的波特率与TH1的初值的对应联系基本上是一个确认值，如表1所列。
依据表1，假如串行通讯的波特率选用9 600，则装入单片机守时器1的TH1中的初值便是FDH，经过下面的程序完结初始化：
4 PL2303的驱动
PL2303是Prolmc公司出产的一种高度集成的RS232-USB接口转化器，可供给一个RS232全双工异步串行通讯设备与USB功用接口便当衔接的解决方案。该器材内置USB功用操控器、USB收发器、振荡器和带有悉数调制解调器操控信号的UART，只需外接几个电容就可完结USB信号与RS232信号的转化，能够便利地嵌入到手持设备中。该器材作为USB／RS232双向转化器，一方面从主机接纳USB数据，并将其转化为RS232信息流格局发送给外设；另一方面从RS232外设接纳数据，转化为USB数据格局传送回主机。这些作业悉数由器材主动完结，开发者无需考虑固件规划。
PL2303的驱动可在大多数操作体系上模仿成传统的COM端口，并答应依据COM端口运用便利地转化为USB接口运用，完结通讯，其数据传输的波特率可高达6 Mbps。经过运用USB块传输形式，运用巨大的数据缓冲器和主动流量操控，PL2303能够完结更高的数据吞吐量，比传统的UART(通用异步收发器)端口要快。
前面介绍了单片机与PL2303的接口电路，经过PL2303的桥接，将单片机的串口转成了USB口。当单片机体系与PC主机体系经过USB通讯线衔接起来后，PC机将这个USB接口看成是一个COM口(RS232全双工异步串行通讯接口)，此刻，PC机要装入PL2303的驱动程序，这个驱动程序便是将该USB口模仿成为一个COM口，USB转串口线的端口号可能是COM4，也可能是COM5，此端口号是电脑体系主动分配的，不是每台电脑都相同。在没有必要的情况下，请不要去修正它，运用时只需记住这个端口号就能够了。在运用此端口的软件中，都必须按此端口来挑选，如STC—ISP下载软件、串口调试软件等。PL2303的驱动程序能够从官方网站下载。
结语
本文介绍的单片机串口转USB口的接口电路现现已过实践的电路板完结，在实践的运用中作用很好，通讯的可靠性很高，特别合适笔记本电脑与单片机体系之间的通讯。有些笔记本电脑的操作体系是Win7操作体系，此刻要注意在官方网站上下载Win7操作体系的PL2303驱动．PART．RAR。在运用中感觉到的不足之处是PL2303芯片在做电路时，外接的电阻、%&&&&&%等器材比较多，画电路板比较费事。
