USB-адаптер - USB adapter
Адаптер USB представляет собой тип преобразователя протокола , который используется для преобразования USB - сигналов данных к и от других стандартов связи. Обычно адаптеры USB используются для преобразования данных USB в данные стандартного последовательного порта и наоборот. Чаще всего сигналы данных USB преобразуются либо RS232 , RS485 , RS422 или TTL - -уровни УАППЫ последовательных данных. Старый последовательный протокол RS423 больше не используется, поэтому переходники USB-RS423 встречаются реже.
Использует
Адаптеры USB-последовательный порт RS232 часто используются в потребительских, коммерческих и промышленных приложениях, а адаптеры USB-последовательный порт RS485 / RS422 обычно используются только в промышленных приложениях. В настоящее время преобразователи UART уровня USB в TTL широко используются студентами и любителями, поскольку они могут напрямую подключаться к микроконтроллерам.
Также существуют адаптеры для преобразования USB в другие стандартные или проприетарные протоколы ; однако они обычно не называются последовательными адаптерами.
Основной сценарий приложения - позволить компьютерам на базе USB получать доступ и связываться с устройствами с последовательным интерфейсом, имеющими разъемы D-Sub (обычно DB9 или DB25) или винтовые клеммы, где безопасность передачи данных обычно не является проблемой.
Последовательные USB-адаптеры могут быть изолированными или неизолированными. Изолированная версия имеет оптопары и / или ограничители перенапряжения для предотвращения попадания статического электричества или других скачков высокого напряжения в линии передачи данных, тем самым предотвращая потерю данных и повреждение адаптера и подключенного последовательного устройства. Неизолированная версия не имеет защиты от статического электричества или скачков напряжения, поэтому эта версия обычно рекомендуется только для некритических приложений и на малых расстояниях связи.
История
Исторически сложилось так, что большинство персональных компьютеров имели встроенный последовательный порт RS232 D-sub, также называемый COM-портом, который можно было использовать для подключения компьютера к большинству типов устройств с последовательным интерфейсом RS232. К концу 90-х многие производители компьютеров начали отказываться от последовательного COM-порта в пользу порта USB. К середине 2000-х некоторые компьютеры имели как последовательный COM-порт, так и USB-порт; однако к тому времени у многих уже не было последовательного COM-порта, и сегодня у большинства современных компьютеров нет последовательного COM-порта, а есть только USB-порты.
Поскольку многие последовательные устройства с портом RS232, RS485 или RS422 все еще используются и производятся сегодня, исчезновение последовательного COM-порта на персональных компьютерах создало потребность в переходнике с USB на последовательный.
Архитектура
В качестве упрощенного примера, типичный стандартный адаптер USB-последовательный порт состоит из микросхемы процессора USB, которая обрабатывает сигналы USB. Процессор USB отправляет обработанные сигналы USB на микросхему последовательного драйвера, которая подает правильные напряжения и отправляет обработанные сигналы данных на последовательный выход.
Чтобы компьютер мог обнаруживать и обрабатывать сигналы данных, на нем должны быть установлены драйверы. Для некоторых моделей микросхем по умолчанию установлены драйверы, включая FTDI, тогда как драйверы для других моделей микросхем необходимо устанавливать вручную (например, для Windows и MacOS, WCH CH340, Silicon Labs 210x).
Когда USB-последовательный адаптер подключен к компьютеру через порт USB, драйвер на компьютере создает виртуальный COM-порт, который отображается в диспетчере устройств в Windows и в / dev в Linux и MacOS. К этому виртуальному COM-порту можно получить доступ и использовать, как если бы он был встроенным последовательным COM-портом. Однако характеристики виртуального COM-порта не совсем такие же, как у реального внутреннего COM-порта, в основном из-за задержки данных ; Это означает, что если требуется очень чувствительная и точная передача данных, переходник с USB на последовательный порт может оказаться ненадежным и нежелательным решением. Драйверы Virtual COM обычно доступны только для Windows, Linux и Mac.