USB串口转TTL转光纤模块

一、产品简介

本产品电路非常简单、材料成本较低，可实现超远距离的串口数据可靠传输，可以在USB口、TTL、光纤口之间互转，用于长距离串口通讯，也可用于STC单片机全系列下载编程器。

二、应用场景

USB转TTL串口、光纤串口：实现USB转串口输出、支持TTL输出、光纤传送，支持光纤转TTL输出电平的反相，可实现完美的串口隔离和长距离传输（2km以上），TTL输出口还可以用于STC单片机所有系列编程下载，板上LED可指示TX\RX传送，主要用于工业光纤传输串口、信号采集、STC单片机下载，长距离串口通讯。

1. 需要通过UART或SPI、CAN等通讯协议进行长距离传输信号；

2. STC单片机串口下载编程；

3. 需要用光纤隔离通讯消除干扰、隔离高压的场合；

4. 信号逻辑的反转；

5. USB转TTL转光纤三种形式快速实现互转；

三、产品描述

本模块电路非常简单，材料成本低廉，无复杂的编码机制，不限制特定的传输协议，使用多个模块可以实现任意路数的信号转换，功能特点如下;

1. USB\TTL\光纤三种形式快速实现互转；

2. 通讯传输距离可达2km以上；

3. 可用于STC全系列单片机下载编程，无需额外外加电路；

4. 具有光纤口信号收发指示灯；

5. 可以通过焊点对外提供5V电源；

6.可选3D打印外壳。

四、产品参数

1. 供电:USB-TYPE-C直接供电，同时作为电脑的USB转串口接口；

2. 串口最大波特率:57600（115200偶尔有误码请慎用），不限制串口奇偶位、数据位、停止位;

3. TTL转光纤支持SPI、CAN传输等2相信号传输；

4. 可通过调整跳线帽实现TTL正逻辑、反逻辑转换设置；

5、60mm*40mm四层板设计，单面布局；

6、工作电流：100mA；

7、光纤最大传输距离：2km；

五、使用说明

未安装CH340串口驱动的电脑，需要先找到附件“”stc-isp-15xx-v6.90E“”压缩包中的“CH341SER.EXE”文件，双击安装，安装成功后使用USB-TYPE-c数据线连接电脑和模块，打开PC串口助手，可以看到”USB-SERIAL CH340(COM9)”其中COM编号每台电脑每次插接可能都不一样

USB转TTL计算机识别硬件：如图中所示，串口号显示为USB-SERIAL CH340设备

下载STC程序:插好TX\RX杜邦线和GND线到电路板的排针上（有丝印排针信号名），然后电机STC程序界面的下载，最后为下载目标供电即可下载。

光纤口有收发口不要插错了，成对使用通讯时两个模块插光纤要交叉连接，即一个模块的TX光纤口接另一个的RX光纤口。理论上，只要光纤信号损耗非常小可以实现无限长距离通讯，本模块配备的光纤收发器是可以实现2km以上传输距离的。

六、备注说明

1、本模块使用立创EDA设计了3D打印外壳，如下图所示，打样样品未实际采购外壳，有需要的可以下载外壳文件去三维猴打印，外壳文件在附件中文件"3DShell_USB转光纤串口-简化版.zip”；

2、测试时使用的串口助手软件为STC的编程软件工具的内置功能，实际使用时可不限定串口助手，推荐使用STC界面，可同时作为下载器使用，本项目中使用的软件在附件中"串口驱动串口助手">>“stc-isp-15xx-v6.90E.zip”解压文件里面有“stc-isp-v6.90e.exe”为串口助手和stc单片机下载软件，附件"串口驱动串口助手">>“stc-isp-15xx-v6.90E>>USB to UART Driver>>CH340_CH341”中有USB转串口驱动；

3、如果做了外壳，可以将PCB上的贴片LED灯（LED1、LED2、LED3）替换为3mm插件LED灯（D2、D3、D4）（我的板默认贴了LED1、LED2、LED3，如果焊插件，需要取掉贴片LED），这样LED灯就可以引入到外壳相应的孔上，本测试中使用的贴片LED；

4、要做完完整的功能测试还需要2条USB-TYPEC数据线、1对st-st多模光纤、1块stc单片机开发板、4个跳线帽，模块成对使用才能实现远距离光纤通信；

5、本模块制作打样成本大约RMB150元左右（不含外壳），批量成本大约在RMB120元左右（含外壳）。

七、测试图片及视频

1）STC单片机程序下载测试

使用4根杜邦线连接模块的TTL下载编程口到STC51单片机的P30/P31以及GND和VCC上，连接对应关系如下：

+5V----VCC

TXD----P30

RXD----P31

GND---GND

点击下载软件中的检测MCU，然后给单片机开发板上电，可以看到STC软件中显示检测成功。

2）光口长距离通讯测试（需要2块板和2台电脑）

使用20m长光纤测试数据

收发，理论上只要光纤的衰减小就可以实现无限距离的通信，按照光纤头HFBR-2412TZ/HFBR-1414TZ的官方资料流过光纤头的电流达到30mA通讯距离是大于2km的，本设计中的电流为34mA左右。

因为手头没有2km长的光纤，所以就使用20m光纤进行测试。两台电脑分别用USB线连接我们的模块，然后使用一对长光纤交叉连接TX/RX端口，进行数据收发测试。

光纤跳线连接RX和TX光口，数据自收自发，设置为1秒发送一次，分别测试9600波特率和57600波特率，没有问题（如果测试115200也可以运行，但是偶尔会发出误码，希望大家慎用），测试逻辑时要注意收发要设置跳线帽在正、反相同的位置（即板子上的F\R丝印跳线帽位）

上位机发送数据，TX和RX的LED灯均会每秒闪烁一次。