单片机学习:USB转串口

我们平时用开发板学习串口的时候直接就是一条线插到USB中,然后通过上位机就和单片机开始通信了。对纯写软件的人来说一定会很奇怪,串口明明是两条线为什么我们直接用USB就可以了呢?刚开始我也是这样的,因为只是看了串口的代码,但是对串口这个硬件的东西完全不了解,今天来扫盲。
先来说说TTL电平和232电平这两个东西。
TTL电平:一般用作数字芯片的电平,例如芯片的供电电压是5V,那么高电平就是5V,低电平就是0V,这里所说的电平,就是TTL电平。

232电平:232电平特制电脑串口的电平,-12V左右为正电平,+12V左右为低电平。我们刚才所见到的“USB转串口线”和电脑原生的串口,就是232电平。

看到这里立马就明白了,PC的串口电气特性是232电平,单片机的串口电气特性是TTL电平,这两个就不一样,肯定需要某个芯片或者电路来进行转换匹配才可以通信。这个时候我们就需要TTL转232芯片了,常见的是MAX232,MAX3232等。连接方式如下
这里写图片描述
好了,我们万事大吉了,可是当我们连线的时候发现PC上没有串口啊。电脑的串口是这样的
单片机学习:USB转串口_第1张图片
232芯片用于5V单片机,3232用于3.3V的单片机,这就是为什么用232芯片加到3.3V的单片机上,无法下载程序的直接原因。
其实随着USB的普及,现在的PC上一般都没有串口了,比如下面这个就不是,这是连接VGA的接口,也就是扩展屏的接口。但是因为简单和方便,串口在工业中应用还是非常广泛的。
单片机学习:USB转串口_第2张图片
串口是9针的,而VGA接口是15针的
我们可以用USB转串口线来将串口提供给单片机
单片机学习:USB转串口_第3张图片
这条USB转成的串口,我们称作虚拟串口,不过,在使用起来,和电脑上原来的串口是一模一样的。所以我们现在的连接变成这个样子了
这里写图片描述
上面一看就有很多东西需要我们解决和调试,我们一定会想,为什么不直接将USB转成TTL呢,这样我们直接一个芯片就够了啊,的确是这样的。
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这样的芯片有挺多的,我用过两款CH340、PL2303。参加电子设计的时候,自己画的一个最小系统板是直接将串口的引脚引出来的,没有转换,所以就直接买了一个USB转TTL的电路板
单片机学习:USB转串口_第4张图片

所以,我们所说的USB转串口,实际上是上两种,一种是USB转232串口,一种是USB转TTL串口。

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