USB接口微型无线串口设计

摘要 RS-232是异步通信中应用广泛的通讯协议之一，广泛应用于终端设备之间的相互通信。无线通信取代有线通信是技术发展的趋势，小巧精致便携是技术应用的需要，为此，文中利用主流USB接口加无线通信技术，开发出简单实用的USB无线串口。介绍了USB接口微型无线串口的制作方法，尺寸仅为54 mm×18 mm，体积小巧、携带方便、传输距离>100 m、性能稳定可靠，可广泛应用于各种实际场合。
关键词 RS-232；微型；USB无线串口

RS-232串行协议是标准总线，广泛应用于各种设备之间的通信。随着电子技术的发展，笔记本电脑逐渐取代台式机成为个人PC的主流，而笔记本去除了9针串行通信接口，取而代之是USB接口，使得笔记本串行通信受阻。而一般的串口通信距离短、接线复杂。为此，文中制作一种USB型接口的无线串口，其接插方便、小巧精致、简单实用，更适合办公室、实验室及户外设备之间的通信。

1 无线串口设计原理
1．1 总体框架图
硬件总体结构如图1所示，基本原理为：串口数据从USB接口进入，经过USB转串口芯片将USB封装的包转成RS232形式的数据，再通过无线射频芯片由天线发送出去。

1．2 具体特点
当空间中存在多个无线串口设备时，能识别出各个设备的身份，通过交互后能跟目的设备建立无线连接通道，并能互发数据。例如：当空间中存在A，B，C，D这4个无线串口时，A要给D发送数据，通过A与D的交流，A能准确地将数据发送给D而不会影响到B和C。
RS-232在没有Modem情况下，传输距离为15 m以内，15 m的线长笨重复杂，布线繁琐，还会产生电磁干扰、信号衰减严重。采用无线传输技术，避免复杂的布线，且传输距离长，能较好地解决长距离传输问题。
尺寸为：54mm×18 mm，与U盘大小类似，精致方便，适合户外、办公室使用。

2 芯片选择
因为尺寸上的要求，选择的芯片尺寸应尽量小，而且外围简单，性能稳定并且价格要合理。
2．1 USB转串口芯片
USB转串口芯片选择性价比高的PL2303HX，如图2所示，特性如下：(1)支持全速USB V2．0。(2)片内拥有5 V转3 V的稳压器，12 MHz晶体振荡。(3)支持全双工串口，6个调制解调控制脚(RTS，CTS，DTR，DSR，DCD，RI)。(4)独立的串口电源。(5)可编程速率75 bit·s-1～6 Mbit·s-1。