当前,USB已经成为几乎所有PC周边设备的事实标准,比如打印机和扫描仪。为终端用户提供“即插即用”的特性是其获得普及的原因,但是仍然有一些应用始终采用像RS232这样的陈旧标准。通常RS232都不易于使用;需要设置不同的变量,比如数据速率、数据位数和奇偶校验,然后才选择正确的连线(直通型或null modem)。
USB带来了比RS232更快的数据传输率,减少了响应时间。而且,USB通常支持更先进的软件,能够提供更加直观的界面,而不是一系列基于文本的命令行。
RS232仍然被作为很多“独立”设备的必选连接,比如在自动售货机上用于设定价格和进行故障诊断。唯一的问题是现在技术人员更多携带的是不具备RS232端口的笔记本电脑,所以需要使用一个USB到RS232接口的转接线。但即使是这样,如果技术人员使用的是SCC(比如华硕的易PC),而不是完整配置的笔记本电脑,这又会成为一个问题。
另外还存在其他的有线和无线连接,但是对于周边设备的连接,只有USB能通过最简单和最安全的方式提供改良的连接性能。这些优势让USB从仅仅用于PC,发展到越来越多的诸如工业,消费和移动设备中。
现有的设计
通过在USB控制器中进行设计来代替RS232器件,有可能在不需要大量设计修改的情况下对一个已经成形的产品的接口进行迁移。这样将失去硬件控制功能,但是能够很容易的用软件流控制来进行替换。
有很多种模块能够用于这种类型的迁移,从这些初始电路板上就能够实现UART或SPI连接。FTDI推出了许多这种产品,其本身就包含了USB协议,因此就算需要修改,可能也仅仅是在初始电路板上进行最小程度的固件修改。这也意味着不再有为RS232提供信号线路的需要,因此只要提供一个5 V电源就已经足够了,也就简化了电源的配置工作。像FTDI的UM232R这样的产品能够提供这种“即插即用”的方案。
这种类型的方案适合产量低或现存的专用产品,完全重新设计对这种产品来说不具有可行性。
新型设计
由于USB的大量普及,许多配件和支持也应运而生。对于一个新产品的开发而言,其中有一个过程是获得USB设备注册标识,以便USB驱动程序的位置能够被自动找到。各家供应商比如Microchip和Atmel都能提供各种不同的微控制器直接支持USB。这些微控制器能得到开发套件的完整支持。
无线USB
无线USB刚刚开始进入新产品的设计中,主要是因为蓝牙这种类似的技术在笔记本电脑中广受欢迎,而且最重要的是蓝牙在手机中的普及,从而大大的延缓了其应用。无线USB的第一个广泛的应用是键盘和鼠标。这种连接比像红外线一类的其他方式更为可靠,并且与蓝牙相比功耗更低。人机界面设备不像某些其他应用一样需要高速数据传输率,因此无线USB是针对HMI(人机界面)设备的一个理想方案。
连接
主设备使用“A”型USB连接器,而终端设备使用“B”或“mini B”连接器。另一种选择是将一个设备直接连接到一个端口上,而该设备集成了“A”型连接器。主控制器如今已经能够在一些仪器中看到,比如示波器,能够同时提供传输功能和存储设定数据的功能。设备控制器可以集成到某些微控制器中,例如PIC18F2553,这样与主设备的通信能够在不添加额外接口器件的基础上得以建立。这些都能够得到一系列的不同开发套件的支持,使设备和通信软件都能获得优化。