工业级USB转RS-485/RS-422单口防雷防浪涌接口转换器
英国FT232RL芯片方案系列产品使用说明书V1.0
一、概述
随着PC产业的迅速发展,USB接口正在迅速替代传统的低速接口,而目前工业环境中许
多重要的设备仍然使用RS-485/RS-422作为物理接口,因此许多用户使用USB转
RS-485/RS-422转换器来实现PC机与RS-485/RS-422设备之间的连接。
英国FT232RL芯片具有宽温、高速、稳定传输等特点,我公司采用该芯片做为工业级USB
转485/422的主芯片,采用该方案的系列产品(以下称系列产品)从USB上取电,无需外加电
源、兼容USB1.0/1.1/2.0、RS-422、RS-485标准,能够将USB信号及协议帧转换为平衡差分
的RS-422或RS-485信号和UART协议帧,可实现星形USB网络到RS-422/RS-485网络的桥接,相
当于一个网桥设备。该系列产品均提供每线浪涌保护和600W防雷保护。采用TVS和热敏电阻
双重防雷防浪涌技术能有效抗雷击以及各种原因在线路上产生的浪涌电压并且保持了极小
的极间电容保证了RS-422/RS-485接口的高速传输。转换器内部带有零延时自动收发转换,
独有的I/O电路自动控制数据流方向而不需任何握手信号(如 RTS、DTR等),也无需跳线设
置实现全双工(RS-422)、半双工(RS-485)模式转换,即插即用确保适合一切现有的通信软件
和接口硬件。
该系列接口转换器可以为点到点、点到多点的通信提供可靠的连接,点到多点每台转换
器可允许连接32个RS-422或RS-485接口设备,数据通讯速率300-128000bps,带有电源指示
灯及数据流量指示灯可指示故障情况、支持的通讯方式有USB到RS-422、USB到RS-485转换。
采用该方案的产品型号:
工业级USB转485/422,5位接口端子或6位接口端子:STM-890
工业级USB转485/422,紧凑型6位接线端子:STM-891
工业级USB转485/422,RJ-45接线端子:STM-892
二、RS-485/RS-422端的组网方式
该系列接口转换器的RS-485/RS-422端支持以下四种组网方式:
1、点到点四线全双工(RS-422)
2、点到多点四线全双工(RS-422)
3、点到点两线半双工(RS-485)
4、点到多点两线半双工(RS-485)
转换器作为全双工或半双工接线时,为了防止信号的反射和干扰,需在线路的终端接一
个匹配电阻(参数为120欧姆1/4W)。
三、硬件安装及应用
安装接口转换器前请先仔细阅读产品说明书,将产品的USB电缆接入电脑USB接口端,本
产品只需按不同的组网方式连接,无需跳线设置自动实现RS-485或RS-422通信方式。组网信
号连接线可采用双绞线或带屏蔽双绞线,也可以使用5类线(传统网线)连接、拆卸非常方
便。
四、性能参数
1、标准:USB端符合USBV1.0、1.1、2.0标准,通信接口端符合EIA RS-485、RS-422标准。
2、USB信号:VCC、DATA+、DATA-、GND、屏蔽地
3、RS-485信号:D+/A、D-/B、GND
4、RS-422信号:TX+、TX-、RX+、RX-、GND
5、工作方式:异步工作、点对点或多点、两线半双工、四线全双工
6、方向控制:采用数据流向自动控制技术自动判别和控制数据传输方向
7、波特率:300-256000bps自动侦测串口信号速率
8、负载能力:支持点到多点每台转换器可允许连接32个RS-422或RS-485接口设备
9、接口保护:浪涌保护、±15KV静电保护、TVS防雷功率600W、热敏电阻保护
10、接口形式:USB端A类接口公头,信号接口有两种:DB9公头+接线小板,或RJ-45接口
11、信号指示:2个信号指示灯发送(TXD)接收(RXD),无指示灯的产品没有此功能
12、传输介质:双绞线或带屏蔽双绞线,或者常见的5类线(传统网线)
13、传输速率和传输距离
USB口如需延长,请控制总长不要超过5米
RS-485/RS-422端 256000bps到100M
RS-485/RS-422端 128000bps到300M
RS-485/RS-422端 38400bps到600M
RS-485/RS-422端 9600bps到1200M
14、外形尺寸:55mmX36mmX18mm(仅列举STM-890,其余型号尺寸可直接量实物)
15、使用环境: -25℃ 到70℃,相对湿度为5%到95%
16、支持Windows95/98/2000/xp、IMAG
五、RS-485/RS-422端和配套接线小板信号定义
DB9针型RS-485/RS-422输出信号及配5位接线端子引脚分配:
DB9针型
(PIN)
输出信号
5位接线端子
5位接线端子
RS-422全双工接线
RS-485半双工接线
1
2
3
4
5
6
7
8
9
TX+/D+/A
TX-/D-/B
RX+
RX-
GND
未使用
未使用
未使用
未使用
发(TX+)
发(TX-)
收(RX+)
收(RX-)
地
RS-485(A+)
RS-485(B-)
未使用
未使用
地
DB9针型RS-485/RS-422输出信号及配6位接线端子引脚分配:
DB9针型
(PIN)
1
2
3
4
5
输出信号
6位接线端子
6位接线端子
RS-422全双工接线
RS-485半双工接线
TX-/D-/B
TX+/D+/A
RX+
RX-
GND
发(TX-)
发(TX+)
收(RX+)
收(RX-)
地
RS-485(B-)
RS-485(A+)
未使用
未使用
地
6
7
8
9
5V~12V
未使用
未使用
未使用
5V~12V
5V~12V
RJ-45接口定义:
RJ-45
母座
1
2
3
4
5
6
7 8
422
定义
发送
正 T+
发送
负 T-
接收
正 R+
接收
负 R-
— —
485
定义
485 正
D+/A
485 负
D-/B
—— —— — —
G
N
D
G
N
D
G
N
D
G
N
D
RJ-45 引脚定义图例:
8 1
1
8
Male Female
RJ-45 公头(水晶头) RJ-45 母座
压线使用标准网线压线法:白橙(1)、橙(2)、白绿(3)、白蓝(4)、蓝(5)、绿
(6)、白棕(7)、棕(8)。两头一致,这种压法是一对一压接法。适合RS485通信方式点
到点或点到485集线器连接。不适合点到多点的485组网方式。
还有一种压接法是交叉压线法就是另一头压成白绿(1)、绿(2)、白橙(3)、白蓝(4)、
蓝(5)、橙(6)、白棕(7)、棕(8)。适合RS422通信方式点到点或点到422集线器连接。
不适合点到多点422组网方式。
六、通信连接示意图
1、RS-422点到点/四线全双工(其余产品按信号对号入座即可)
PC
USB
GND
GND
RX-
RX+
TX-
TX+
GND
TX-
TX+
RX-
RX+
STM-890 配套
5 位接线小板
RS-422 设 备 或
同类转换器
2、RS-422点到多点/四线全双工通信(其余产品按信号对号入座即可)
PC
USB
GND
GND
RX-
RX+
TX-
TX+
STM-890 配套
5 位接线小板
GND
TX-
TX+
RX-
RX+
RS-422 设备或同类转换器
︰
︰
GND
TX-
TX+
RX-
RX+
RS-422 设备或同类转换器
3、RS-485点对点/两线半双工(其余产品按信号对号入座即可)
GND
GND
GND
PC
USB
D-/B
D+/A
STM-890 配套
5 位接线小板
D-/B
D+/A
RS-485 设 备 或
同类转换器
4、RS-485点到多点/两线半双工
GND
GND
GND
PC
USB
D-/B
D+/A
STM-890 配套
5 位接线小板
D-/B
D+/A
RS-485 设备或同类转换器
︰
︰
GND
D-/B
D+/A
RS-485 设备或同类转换器
七、故障及排除
1、数据通信失败
A、检查USB接口接线是否正确,USB驱动程序是否正常
B、检查输出接口RS-485/RS-422接线是否正确
C、检查供电是否正常,供电红色灯亮正常(有灯的产品)
D、检查接线端子是否连接良好
E、观查接收指示灯接收时是否会闪烁(有灯的产品)
F、观查发送指示灯发送时是否会闪烁(有灯的产品)
G、检查转换器的GND是否没有连接,工程安装要求GND连接以消除设备间静态压差,跟理
论上可以不接GND是完全不同的。
2、数据丢失或错误
A、检查数据通信设备两端数据速率、格式是否一致
八、安装驱动程序步骤
当插上转换器的时候系统会自动弹出如下的窗口,选择“从列表或指定位置安装(高级)”
这一项,点击“下一步”。
系统弹出程序选择路径安装选项窗口如下图,选择“不要搜索。我要自己选择要
安装的驱动程序(D)”,点击“下一步”。
系统弹出硬件类型窗口,拉动滚动条选择“通用串行总线控制器”,点击“下一步”。
系统弹出选择要为此硬件安装的设备驱动程序窗口,点击“从磁盘安装(H)”
系统弹出从磁盘安装的窗口,点击“浏览”选择安装驱动程序的路径。
系统弹出查找文件窗口,选择光盘路径,如下图选择路径“FT232RL”, 双击或点“打开”