專利名稱：Usb和多種串口的轉(zhuǎn)換設(shè)備及其實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于串行通訊領(lǐng)域，涉及計算機常用的USB通訊以及電氣類產(chǎn)品常用的RS232、RS485、RS422 通訊。
背景技術(shù)：
串行通訊是指數(shù)據(jù)信息按順序逐位傳送的通訊方式。按信息的傳送方向，可分為單工、半雙工和全雙工三種；而又可以根據(jù)是否需要同步時鐘，分為異步串行通訊和同步串行通訊。USB是Universal Serial BUS (通用串行總線)的縮寫,是一個外部總線標準,用于規(guī)范計算機與外部設(shè)備的連接和通訊。USB接口使用半雙工的差分信號進行通訊，支持設(shè)備的即插即用和熱插拔功能，經(jīng)歷了多個版本的升級，是目前計算機上最常用的通訊接口
之一 ORS232、RS485、RS422是電氣類產(chǎn)品中常用的異步串行通訊接口，其中RS232和RS422可以實現(xiàn)全雙工的通訊模式，RS485和RS422的電氣性能完全一樣，主要區(qū)別是RS422有兩對差分信號線，同時實現(xiàn)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，而RS485只有一對差分信號線，分時復用實現(xiàn)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。實現(xiàn)RS232通訊的最少連接包括RXD (接收數(shù)據(jù))、TXD (發(fā)送數(shù)據(jù))、SGND (信號地)。目前市場上存在類似產(chǎn)品，但不同時具備USB轉(zhuǎn)RS232、USB轉(zhuǎn)RS485、USB轉(zhuǎn)RS422的功能，或者需要通過手工選擇的方式實現(xiàn)功能的切換，這給使用者帶來不小的麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過增加邏輯模塊(圖1-2)和收發(fā)自動切換模塊(圖1-3)的方法，實現(xiàn)轉(zhuǎn)換設(shè)備在不需要額外操作的情況下，同時具備USB轉(zhuǎn)RS232、USB轉(zhuǎn)RS485、USB轉(zhuǎn)RS422的功能。邏輯模塊(圖1-2)至少能實現(xiàn)對RS232收發(fā)器(圖1_4)的接收腳(RxOUT)、兩個RS485收發(fā)器(圖1-5和圖1-6)的接收腳(RO)的邏輯與功能。收發(fā)自動切換模塊(圖1-3)和RS485收發(fā)器(圖1_5)實現(xiàn)RS485串行通訊收發(fā)自動切換功能，參考實現(xiàn)電路如圖3和圖4所示。


圖1:本發(fā)明的原理框圖。圖2 :—種具備邏輯模塊(圖1-2)功能的電路圖。圖3 :—種具有收發(fā)自動切換的RS485串行通訊電路圖。
圖4又一種具有收發(fā)自動切換的RS485串行通訊電路圖。
圖5一種USB收發(fā)器的電路圖。
圖6一種RS232收發(fā)器的電路圖。
圖7一種RS422收發(fā)器的電路圖。
具體實施例方式本發(fā)明首先將收發(fā)自動切換模塊(圖1-3)和RS485收發(fā)器(圖1_5)組合成具有收發(fā)自動切換功能的RS485收發(fā)電路，圖3和圖4是參考電路，其中RS485_RXD是接收腳，RS485_TXD是發(fā)送腳。收發(fā)自動切換的RS485收發(fā)電路也可以用其他的方法實現(xiàn)。USB收發(fā)器可以使用CP2102，如圖5所示，其中RXD是接收腳，TXD是發(fā)送腳，也可以使用PL2303、FT2232、CP2104等USB收發(fā)器；RS232收發(fā)器可以使用SP3232，如圖6所示，其中RS232_RXD是接收腳，RS232_TXD是發(fā)送腳，也可以使用MAX232等RS232收發(fā)器；為了和RS485收發(fā)器復用，RS422收發(fā)器使用兩個RS485收發(fā)器，一個負責發(fā)射數(shù)據(jù)，另一個負責接收數(shù)據(jù)，如圖7所示，其中RS422_RXD是接收腳，RS422_TXD是發(fā)送腳，RS422_TXD和RS485_TXD為同一個引腳。本轉(zhuǎn)換設(shè)備在通電后，不進行數(shù)據(jù)傳輸時，USB收發(fā)器(圖1-1)的發(fā)送腳(TXD)、RS232收發(fā)器(圖1-4)的接收腳(RS232_RXD)、兩個RS485收發(fā)器(圖1-5和圖1-6)的接收腳(RS485_RXD和RS422_RXD)都處于邏輯電平I (高電平)的狀態(tài)，RS232收發(fā)器和兩個RS485收發(fā)器的接收腳通過邏輯模塊(圖1-2)進行邏輯與運算，運算結(jié)果和USB收發(fā)器(圖1-1)的接收腳(RXD)相連，圖2 是實現(xiàn)邏輯與運算的一種電路，也可以通過其他形式的電路實現(xiàn)邏輯與運算。在進行USB到RS232、RS485、RS422的數(shù)據(jù)傳輸時，USB收發(fā)器的發(fā)送腳按異步串行通信的方式發(fā)送，經(jīng)驅(qū)動電路后，與RS232收發(fā)器的發(fā)送腳(RS232_TXD)和RS485收發(fā)器的發(fā)送腳(RS485_TXD)(也即RS422收發(fā)器的發(fā)送腳)相連，分別轉(zhuǎn)換成RS232電平和RS485電平輸出；在進行RS232、RS485、RS422到USB的數(shù)據(jù)傳輸時，RS232收發(fā)器的接收腳(RxOUT)，RS485收發(fā)器的接收腳(RS485_RXD)，RS422收發(fā)器的接收腳(RS422_RXD)分時單個有效，經(jīng)邏輯模塊后，與USB收發(fā)器的接收腳(RXD)相連。
權(quán)利要求
1.一種USB和多種串口的轉(zhuǎn)換設(shè)備，其特征在于在不需要額外操作的情況下，同時具備 USB 轉(zhuǎn) RS232、USB 轉(zhuǎn) RS485、USB 轉(zhuǎn) RS422 的功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換設(shè)備，其特征在于通過增加邏輯模塊(2)和收發(fā)自動切換模塊(3)的方法來實現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換設(shè)備，應(yīng)包括USB收發(fā)器(I)、邏輯模塊(2)、收發(fā)自動切換模塊(3)、RS232收發(fā)器(4)、兩個RS485收發(fā)器(5和6)以及相應(yīng)的接口器件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的兩個RS485收發(fā)器(5和6)，其特征在于一個RS485收發(fā)器(5)實現(xiàn)收發(fā)功能，另一個RS485收發(fā)器(6)只實現(xiàn)接收功能；RS485收發(fā)器(5)的發(fā)送功能與RS485收發(fā)器(6)的接收功能組合成全雙工的RS422串行通訊。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的收發(fā)自動切換模塊(3)和RS485收發(fā)器(5)，其特征在于RS485串行通訊可以實現(xiàn)收發(fā)自動切換功能。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的RS232收發(fā)器(4)，應(yīng)至少能實現(xiàn)RS232串行通訊的數(shù)據(jù)收發(fā)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)換設(shè)備，其特征在于在通電后，不進行數(shù)據(jù)傳輸時，USB收發(fā)器(I)的發(fā)送腳(TXD)、RS232收發(fā)器(4)的接收腳(RxOUT )、兩個RS485收發(fā)器(5和6)的接收腳(RO)都處于邏輯電平I (高電平)的狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的邏輯模塊(2)，應(yīng)至少能實現(xiàn)對RS232收發(fā)器(4)的接收腳(RxOUT)、兩個RS485收發(fā)器(5和6)的接收腳(RO)的邏輯與功能。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種USB和多種串口的轉(zhuǎn)換設(shè)備及其實現(xiàn)方法。轉(zhuǎn)換設(shè)備包括USB收發(fā)器、邏輯模塊、收發(fā)自動切換模塊、RS232收發(fā)器、兩個RS485收發(fā)器以及相應(yīng)的接口器件，其中兩個RS485收發(fā)器可以實現(xiàn)RS422收發(fā)器的功能；通過使用邏輯模塊和收發(fā)自動切換模塊，使本轉(zhuǎn)換設(shè)備在不需要額外操作的情況下，同時具備USB轉(zhuǎn)RS232、USB轉(zhuǎn)RS485、USB轉(zhuǎn)RS422的功能。
文檔編號G06F13/40GK103034604SQ20111029285
公開日2013年4月10日 申請日期2011年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月6日
發(fā)明者朱正興, 王娟 申請人:朱正興, 王娟