專利名稱：串行接口無源轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種轉(zhuǎn)換裝置，尤其是串行接口無源轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
RS-232、RS-485都是串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)。由于它們的接口電路簡單，通用性比較好，所以在控制領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。RS-232和RS-485有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)RS_232是低速率串行單端標(biāo)準(zhǔn)，采取不平衡傳輸方式(即所謂單端通信)，收、發(fā)端的數(shù)據(jù)信號是相對于信號地的電平而言，其共模抑制能力差，傳送距離短，且為點(diǎn)對點(diǎn)的通信方式。RS-485采用平衡傳輸方式，可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)通信，由于采用了有別于RS-232電平方式的差分方式，使得在通信速率、抗干擾和傳輸距離方面都有較大的改善。但由于現(xiàn)用的工控PC機(jī)大多都只直接提供RS-232接口，所以為了實(shí)現(xiàn)RS-485與監(jiān)控系統(tǒng)的接口，往往需要另加轉(zhuǎn)換接口，從而使得網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成相對比較復(fù)雜，使用也不方便。RS485總線需要單獨(dú)電源供電，也造成了不便。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述使用中的不便，本實(shí)用新型提供一種RS-232/RS-485通用轉(zhuǎn)換接口，同時也可實(shí)現(xiàn)將USB轉(zhuǎn)換成RS485的功能。采用USB直接供電，它在降低了硬件成本的同時也簡化了電源電路的設(shè)計。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是串行接口無源轉(zhuǎn)換裝置，包括 RS232收發(fā)模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、RS485收發(fā)模塊、USB電源接口模塊，其特征在于，RS232收發(fā)模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、RS485收發(fā)模塊、USB電源接口模塊依次連接。協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊分別接收RS232收發(fā)模塊和RS485收發(fā)模塊的數(shù)據(jù)，經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換后，發(fā)到對端的模塊，實(shí)現(xiàn)兩種串行接口的透明數(shù)據(jù)傳輸和轉(zhuǎn)換，USB電源接口模塊可以將計算機(jī)的USB電源轉(zhuǎn)換為RS485 接口所需電源。本實(shí)用新型的有益效果是，提供了無源方式的接口轉(zhuǎn)換，既節(jié)省存儲空間又降低成本具有較高的實(shí)用價值。

圖1是本實(shí)用新型的原理框圖；圖2是本實(shí)用新型的電結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
在圖1中，串行接口無源轉(zhuǎn)換裝置，包括RS232收發(fā)模塊1、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊2、RS485 收發(fā)模塊3、USB電源接口模塊4，其特征在于，RS232收發(fā)模塊1、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊2、RS485收發(fā)模塊3、USB電源接口模塊4依次連接。協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊2分別接收RS232收發(fā)模塊1和 RS485收發(fā)模塊3的數(shù)據(jù)，經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換后，發(fā)到對端的模塊，實(shí)現(xiàn)兩種串行接口的透明數(shù)據(jù)傳輸和轉(zhuǎn)換，USB電源接口模塊4可以將計算機(jī)的USB電源轉(zhuǎn)換為RS485接口所需電源。[0008] 在圖2中，為了實(shí)現(xiàn)USB直接從計算機(jī)一側(cè)取電，并轉(zhuǎn)化為其它芯片所要用的3. 3v 電壓的目的，主要采用了 CYGNAL公司推出的無需外部元件的USB轉(zhuǎn)UART芯片CP2101。 CP2101是單芯片USB轉(zhuǎn)UART的解決方案，該芯片內(nèi)部集成了和晶振，支持RS232信號，符合USB2. 0規(guī)范，支持全速(12Mbps)傳輸，只需外接幾個電容就可以實(shí)現(xiàn)USB信號轉(zhuǎn)為RS232 TTL電平信號；最高波特率可達(dá)115. 2kbps,可用于USB轉(zhuǎn)RS232/RS485/RS422串行適配器。所以我們用此芯片可以實(shí)現(xiàn)無源轉(zhuǎn)換的目的。SP3223E是RS-232收發(fā)器，用于筆記本電腦和掌上電腦等便攜式或手持式應(yīng)用中。SP3223E采用一個內(nèi)部高效的電荷泵，在3.3V 的電源電壓下只需要0. IuF的電容就可進(jìn)行操作。這種電荷泵和Sipex的驅(qū)動器結(jié)構(gòu)允許 SP3223E系列在+3. 3V +5. 5V范圍內(nèi)的某個電壓下發(fā)送兼容RS-232特性的信號。當(dāng)器件連接了 RS-232電纜且電纜連接的外設(shè)通電時，AUTOON-LINfe特性可使器件從關(guān)斷狀態(tài)自動“喚醒”。如果不含該特性，器件將自動關(guān)閉，消耗的電流小于luA。用SP3223E既可以將接收到的RS-232電平轉(zhuǎn)換為TTL/CM0S電平，也可以將準(zhǔn)備發(fā)送的TTL/CM0S電平轉(zhuǎn)換為 RS-232電平。當(dāng)SP3223E E器件被關(guān)閉后，器件中的電荷泵也會被關(guān)閉。此時，電荷泵的輸出V +會被衰減為VCC而輸出V-則衰減為G N D。衰減時間可根據(jù)電荷泵使用的電容器的大小來決定。電路關(guān)閉時，退出關(guān)閉狀態(tài)并擁有有效的V+和V -所需的時間大約為20μ s。SP3485是一系列+3. 3V低功耗半雙工收發(fā)器，它們完全滿足RS-485和RS-422串行協(xié)議的要求。這個器件與Sipex的SP485的管腳互相兼容，同時兼容工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。SP3485符合RS-485和RS-422串行協(xié)議的電氣規(guī)范，數(shù)據(jù)傳輸速率可高達(dá)IOMbps (帶負(fù)載)。SP3481 還包含低功耗關(guān)斷模式。該電路完成RS-232與RS-485標(biāo)準(zhǔn)之間的無源轉(zhuǎn)換。協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊采用CYGNAL公司推出的USB轉(zhuǎn)UART芯片CP2101。電路的工作電源來自于PC機(jī)的USB 口，通過CP2101內(nèi)部調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)換為其余芯片所需要的3. 3ν，通過VDD輸出達(dá)到無源轉(zhuǎn)換的目的。同時還可以由CP2101將USB轉(zhuǎn)換出的信號經(jīng)過SP;3485EN轉(zhuǎn)換成RS485。RS-232在收發(fā)數(shù)據(jù)時，收發(fā)驅(qū)動器輸出正電平在+5疒+15V (邏輯0)，負(fù)電平在-5疒-15V (邏輯1)，采用RS-232收發(fā)器接口芯片SP3223E，SP3223E內(nèi)部接收器可將232電平轉(zhuǎn)換為TTL或COMS 邏輯輸出電平。所有接收器的反轉(zhuǎn)輸出都可通過EN引腳被禁止。當(dāng)自動上線電路有效或系統(tǒng)為關(guān)閉狀態(tài)時，接收器處于激活狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)關(guān)閉時，接收器始終處于激活狀態(tài)。如果接收器在超過100 μ s的時間里沒有參與任何活動或是SHUTDOWN為低電平，芯片會進(jìn)入待命狀態(tài)，此時電流會降到1μ A以下。驅(qū)動E N上的邏輯高電平可使接收器輸出端進(jìn)入高阻狀態(tài)。芯片SP3223E使RS-232和RS-485之間進(jìn)行了電平的轉(zhuǎn)換。T)(D和RXD經(jīng)過芯片 SP3223E電平轉(zhuǎn)換后，由SP3485完成RS-232與RS-485標(biāo)準(zhǔn)之間的轉(zhuǎn)換，電路可由RS485接口自動轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行控制。
權(quán)利要求1. 一種串行接口無源轉(zhuǎn)換裝置，包括RS232收發(fā)模塊(1)、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊(2)、RS485收發(fā)模塊(3)、USB電源接口模塊(4)，其特征在于，RS232收發(fā)模塊(1)、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊(2)、 RS485收發(fā)模塊(3)、USB電源接口模塊(4)依次連接。
專利摘要一種串行接口無源轉(zhuǎn)換裝置，包括RS232收發(fā)模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、RS485收發(fā)模塊、USB電源接口模塊，其特征在于，RS232收發(fā)模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、RS485收發(fā)模塊、USB電源接口模塊依次連接。協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊分別接收RS232收發(fā)模塊和RS485收發(fā)模塊的數(shù)據(jù)，經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換后，發(fā)到對端的模塊，實(shí)現(xiàn)兩種串行接口的透明數(shù)據(jù)傳輸和轉(zhuǎn)換，USB電源接口模塊可以將計算機(jī)的USB電源轉(zhuǎn)換為RS485接口所需電源。
文檔編號G06F13/38GK202142055SQ20112024635
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月13日
發(fā)明者肖蘭 申請人:肖蘭