一种USB转光纤调试器制造技术

本实用新型专利技术提出一种USB转光纤调试器，通过以MCU控制器为核心实现整个设备的本地硬件资源协同控制、上下行的数据处理，数据传输能够在本地监控和呈现，通过设置USB接口与处理器和上位机连接，实现与上位机数据的传输，且在调试器设置电源模块分别为光接收器U5、光发送器U2、处理器供电，具有轻便、体积小的特点，有效地避免了目前市面上的PCI接口或PCIe接口的板卡的体积大，接口复杂，移动不便等问题。移动不便等问题。移动不便等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种USB转光纤调试器


[0001]本技术涉及通信
，具体地说，涉及一种USB转光纤调试器。

技术介绍

[0002]USB转光纤调试器是一种硬件上能够将USB接口转换为通用异步收发串行接口，再将串行接口转换成光接口，数据上能够将USB数据转换为通用异步收发串行数据帧，串行数据帧转换为光信号，并在光纤中进行远距离传输的装置。
[0003]USB转光纤调试器，一方面作为一个USB设备，可以在Windows系统中应使用，也可以在Linux系统中使用，调试器在安装对应的驱动程序后，在系统中体现为一个串口设备，可以设置波特率、数据帧格式等传输参数；应用软件上，可以支持系统自带的超级终端，或者第三方的串口助手等多种应用软件。另一方面，作为一个光纤传输设备，通过光纤将数据传输到远端。该调试器采用USB接口供电，属于低功耗设备，无需额外供电，可以在20km以内的光纤上准确传输数据。
[0004]USB转光纤调试器可应用在工业现场为串口上光设备，包括主设备或从设备，板卡，包括主板卡或从板卡等的调试，诊断，测试等；也可以应用于研究机构实验室，物联网应用场景，地铁控制线路等；在具备分光条件下，可以对多条光路上的数据进行监听。
[0005]目前，工业场景所使用的串口上光接口应用中，有的是通过一体成型的光串口卡来实现，属于较为专用的设备。光串口卡是一种数据转换板卡，通常是PCI或PCIe接口，该板卡需要安装在工控机或台式机的PCI或PCIe插槽上，并且该板卡需要安装对应的驱动程序和应用软件才能正常使用，或者需要根据提供的驱动程序和Api接口函数进行二次开发才能正常使用。
[0006]另外，存在通过二种物理的分离的转换板卡共同实现数据串口上光的功能，先通过PCI或PCIe接口转换为RS232，或RS422，或RS485接口，再通过另外的转换装置将RS232，或RS422，或RS485接口转换为光纤接口。
[0007]当前市面上可以购买到的光串口卡存在如下的问题及缺陷：
[0008]（1）移动不便，需要安装到台式机或工控机电脑上，且要求电脑具备对应的安装插槽，具备这些插座的电脑都是体积较大的设备，还包括显示器部分，整体上体积较大，重量较大，不方便移动，特别是在车载应用场景，携带出差等情况都非常不便；甚至，使用上无法支持热插拔功能。
[0009]（2）可靠性不足，在应用过程中，自身没有对数据传输过程进行有效的实时监控和呈现，用户难以实时有效地了解到上下行数据传输过程和状态，以把握链路的传输质量。
[0010]（3）功耗大，台式机或工控机电脑上在整套耗电上，功耗上较大，然而光纤传输所需要的功耗却非常小。
[0011]（4）使用成本高，应用上需要光串口卡、台式机或工控机电脑等，整套下来成本居高不下；仅仅一张光串口卡价格在几千元到上万元，这不便于推广使用。

技术实现思路

[0012]本技术中针对现有技术中的PCI接口或PCIe接口的板卡的体积大、移动不便的问题，提出一种USB转光纤调试器，通过以MCU控制器U3为核心实现整个设备的本地硬件资源协同控制、上下行的数据处理，数据传输本地监控和呈现，通过设置USB接口调试器与MCU控制器U3和上位机连接，实现与上位机数据的传输，具有轻便、体积小的特点，有效地避免了目前市面上的PCI接口或PCIe接口的板卡的体积大、移动不便等问题。
[0013]本技术具体实现内容如下：
[0014]一种USB转光纤调试器，包括处理器、USB接口调试器；
[0015]所述处理器包括MCU控制器U3；
[0016]所述USB接口包括USB调试接口J1、电阻R3；
[0017]所述USB调试接口J1的D
‑
引脚与MCU控制器U3的PA11引脚连接，所述USB调试接口J1的D+引脚与MCU控制器U3的PA12引脚连接；
[0018]所述电阻R3的一端与外接电源连接，所述电阻R3的另一端搭接在USB调试接口J1的D+引脚与MCU控制器U3的PA12引脚之间。
[0019]为了更好地实现本技术，进一步地，所述调试器还包括电源模块、电源转换电路；
[0020]所述电源转换电路包括电源转换器U1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4；
[0021]所述电源转换器U1的VIN引脚与5V直流电源、接地的电容C3连接；
[0022]所述电源转换器U1的BP引脚与接地的电容C4连接；
[0023]所述电源转换器U1的OUT引脚输出3.3V直流电源与MCU控制器U3的VDDA引脚、VDD1引脚、VDD2引脚、VDD3引脚连接，且与接地的电容C1、接地的电容C2分别连接。
[0024]为了更好地实现本技术，进一步地，所述光接收器U5包括三极管Q2、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C10、电容C11；
[0025]所述电阻R5的一端与3.3V直流电源连接，所述电阻R5的另一端与三极管Q2的集电极连接；
[0026]所述三极管Q2的发射极与地连接，所述三极管Q2的基极通过电阻R6与接地的电容C10连接；
[0027]所述电容C11的一端与光接收器U5的COMMON引脚、COMMON1引脚分别连接，所述电容C11的另一端与5V直流电源连接；
[0028]所述电阻R7的一端搭接在5V直流电源与电容C11之间，所述电阻R7的另一端与光接收器U5的DATA引脚连接；
[0029]所述光接收器U5的VCC引脚与5V直流电源连接；
[0030]所述MCU控制器U3的PA10引脚搭接在电阻R5与三极管Q2的集电极之间。
[0031]为了更好地实现本技术，进一步地，所述光发送器U2包括电阻R13、MOS管Q1、电阻R4；
[0032]所述电阻R13的一端与3.3V直流电源连接，所述电阻R13的另一端与MOS管Q1的栅极连接；
[0033]所述电阻R4的一端与5V直流电源连接，所述电阻R4的另一端与MOS管Q1的漏极、光发送器U2的ANODE0引脚、ANODE1引脚、ANODE3引脚连接；
[0034]所述MOS管Q1的栅极与MCU控制器U3的PA9引脚连接，所述MOS管Q1的漏极与光发送器U2的ANODE0引脚、光发送器U2的ANODE1引脚、光发送器U2的ANODE3引脚分别连接，所述MOS管Q1的源极与地连接。
[0035]为了更好地实现本技术，进一步地，所述USB转光纤调试器还包括告警器；
[0036]所述告警器包括蜂鸣器LS1、三极管Q3、电阻R11、相互串联的发光二极管LD1、电阻R8；
[0037]所述相互串联的发光二极管LD1、电阻R8的一端与5V直流电源、蜂鸣器LS1的引脚1连接，所述相互串联的发光二极管LD1、电阻R8的另一端与蜂鸣器LS1的引脚2连接；
[0038]所述三极管Q3的集电极与电阻R8、蜂鸣器LS1的引脚2连接，基极与电阻R1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种USB转光纤调试器，包括光接收器U5、光发送器U2，其特征在于，还包括处理器、USB接口；所述处理器包括MCU控制器U3；所述USB接口包括USB调试接口J1、电阻R3；所述USB调试接口J1的D
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引脚与MCU控制器U3的PA11引脚连接，所述USB调试接口J1的D+引脚与MCU控制器U3的PA12引脚连接；所述电阻R3的一端与外接电源连接，所述电阻R3的另一端搭接在USB调试接口J1的D+引脚与MCU控制器U3的PA12引脚之间。2.如权利要求1所述的一种USB转光纤调试器，其特征在于，所述USB接口调试器还包括电源模块、电源转换电路；所述电源转换电路包括电源转换器U1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4；所述电源转换器U1的VIN引脚与5V直流电源、接地的电容C3连接；所述电源转换器U1的BP引脚与接地的电容C4连接；所述电源转换器U1的OUT引脚输出3.3V直流电源与MCU控制器U3的VDDA引脚、VDD1引脚、VDD2引脚、VDD3引脚连接，且与接地的电容C1、接地的电容C2分别连接。3.如权利要求2所述的一种USB转光纤调试器，其特征在于，所述光接收器U5包括三极管Q2、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C10、电容C11；所述电阻R5的一端与3.3V直流电源连接，所述电阻R5的另一端与三极管Q2的集电极连接；所述三极管Q2的发射极与地连接，所述三极管Q2的基极通过电阻R6与接地的电容C10连接；所述电容C11的一端与光接收器U5的COMMON引脚、COMMON1引脚分别连接，所述电容C11的另一端与5V直流电源连接；所述电阻R7的一端搭接在5V直流电源与电容C11之间，所述电阻R7的另一端与光接收器U5的DATA引脚连接；所述光接收器U5的VCC引脚与5V直流电源连接；所述MCU控制器U3的PA10引脚搭接在电阻R5与三极管Q2的集电极之间。4.如权利要求2所述的一种USB转光纤调试器，其特征在于，所述光发送器U2包括电阻R13、MOS管Q1、电阻R4；所述电阻R13的一端与3.3V直流电源连接，所述电阻R13的另一端与MOS管Q1的栅极连接；所述电阻R4的一端与5V直流电源连接，所述电阻R4的另一端与MOS管Q1的漏极、光发送器U2的ANODE0引脚、ANODE1引脚、ANODE3引脚连接；所述MOS管Q1的栅极与MCU控制器U3的PA9引脚连接，所述MOS管Q1的漏极与光发送器U2的ANODE0引脚、光发送器U2的ANODE1引脚、光发送器U2的ANODE3引脚分别连接，所述MOS管Q1的源极与地连接。5.如权利要求2所述的一种USB转光纤调试器，其特征在于，所述USB转光纤调试器还包括告警器；所述告警器包括蜂鸣器LS1、三极管Q3、电阻R11、相互串联的发光二极管LD1、电阻R8；
所述相互串联的发光二极管LD1、电阻R8的一端与5V直流电源、蜂鸣器LS1的引脚1连接，所述相互串联的发光二极管LD1、电阻R8的另一端与蜂鸣器LS1的引脚2连接；所述三极管Q3的集电极与电阻R8、蜂鸣器LS1的引脚2连接，基极与...

【专利技术属性】
技术研发人员：张述云，杜仕方，
申请(专利权)人：成都森和电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：