通信不同信號的單串口通信電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種通信不同信號的單串口通信電路，屬于通信電路領(lǐng)域。該通信不同信號的單串口通信電路，是應用單片機的一個串口，利用兩片雙通道四選一模擬開關(guān)U2和U5，用軟件控制模擬開關(guān)U2和U5的譯碼線，切換不同通信信號轉(zhuǎn)換芯片在電路中連接關(guān)系，使單片機系統(tǒng)具有不同通信信號的功能，實現(xiàn)系統(tǒng)與不同通信信號設備通信。本實用新型提供的通信不同信號的單串口通信電路實現(xiàn)單串口分時和不同信號設備的通信。并且該通信電路具有可擴展性，還減少了和通信設備通信線的生產(chǎn)加工、充分利用了單片機的硬件控制能力，也充分體現(xiàn)了單片機軟件的作用，易于實現(xiàn)。降低了成本，減少了工作量，結(jié)果緊湊，通信可靠，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【專利說明】通信不同信號的單串口通信電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種通信電路，特別涉及一種實現(xiàn)單串口能通信RS232和RS485信號的，通信不同信號的單串口通信電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在單片機串口與其它設備通信時一個串口只能與一種通信信號通信，原因是單片機CPU串口發(fā)送(TXD)和接收(RXD)引腳是TTL電平，要進行通信就要用相應的轉(zhuǎn)換芯片把CPU的TTL電平轉(zhuǎn)換成與通信設備相同的信號(RS232、RS485、RS422和CANZ總線等)。轉(zhuǎn)換芯片與單片機串口連接共同焊接在線路板上，這樣CPU這個串口只能與具有和所轉(zhuǎn)換信號相同通信信號設備通信，要和其它信號設備通信就需要另一個串口，或用硬件轉(zhuǎn)換設備把通信設備的信號轉(zhuǎn)換成和單片機通信信號相同的信號。這兩種方法都有缺點甚至有時是不可行的。原因如下:
[0003]如果采用另一個串口通信就占用了單片機CPU的串口資源，眾所周知，單片機CPU的串口是很有限的，而且有的串口具有多種功能，當用作串口時，其它功能就不能實現(xiàn)了。這樣就有可能影響到整體設計的完成，所以單片機串口資源用盡的情況下采用另一個串口通信是不可行的。
[0004]如果采用硬件轉(zhuǎn)換設備把通信設備的信號轉(zhuǎn)換成和單片機通信信號相同的信號，就需要購買相應的轉(zhuǎn)換設備和電源，還要制做連線，增加了成本、工作量和故障率，而且通
信不可靠。
[0005]在實際的應用中，有時一個單片機系統(tǒng)需要和多個外圍設備通信，而且外圍設備的通信信號也不只一種，如我單位研制的《PI100便攜式區(qū)域自動氣象站現(xiàn)場標校儀》所標校的一種自動站就分為兩種通信信號:一種是RS232信號，一種是RS485信號。如果采用常規(guī)傳統(tǒng)的設計方法一個串口只能與一種信號通信，要與兩種信號通信就必須用到另一個串口或采取用硬件轉(zhuǎn)換設備轉(zhuǎn)換成與被標校儀器的通訊信號相同的信號。《PI100便攜式區(qū)域自動氣象站現(xiàn)場標校儀》是一個復雜的系統(tǒng)，包括和打印機、標準器等外圍設備通信，單片機的串口資源已經(jīng)用盡，所以用另一個串口是不可行的。采用后一種方法的缺點前面已述及。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的是為了實現(xiàn)用一個串口能分時與RS232信號和RS485信號設備通信，而提供了 一種通信不同信號的單串口通信電路。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案具體如下:
[0008]一種通信不同信號的單串口通信電路，包括:
[0009]處理器U1，所述處理器Ul負責數(shù)據(jù)采集、處理、通信、打印以及對整個系統(tǒng)運行進行控制；
[0010]所述處理器Ul的串口 2的兩引線U2TX和U2RX分別是發(fā)送端和接收端，這兩條引線輸出為TTL電平；
[0011]將所述處理器Ul的串口 2的兩引線U2TX和U2RX分別和雙通道四選一模擬開關(guān)U2的兩個通道的公共端X和Y連接，所述雙通道四選一模擬開關(guān)U2的譯碼線A和B連接到所述處理器Ul的PD4和TO5 口線，同時連接到另一雙通道四選一模擬開關(guān)U5的譯碼線A和B ;
[0012]所述雙通道四選一模擬開關(guān)U2的X通道的一端XO和RS232轉(zhuǎn)換芯片U3的11腳連接，另一端Xl和RS485轉(zhuǎn)換芯片U4的4腳連接；所述雙通道四選一模擬開關(guān)U2的Y通道的一端YO和RS232轉(zhuǎn)換芯片U3的12腳連接，另一端Yl和RS485轉(zhuǎn)換芯片U4的I腳連接；
[0013]所述通信電路和RS232信號通信時，信號經(jīng)過所述RS232轉(zhuǎn)換芯片U3后通信信號轉(zhuǎn)換為RS232信號并發(fā)送信號；通過RS232轉(zhuǎn)換芯片U3的14腳連接到所述雙通道四選一模擬開關(guān)U5的XO端；接收信號通過RS232轉(zhuǎn)換芯片U3的13腳輸入，連接到所述雙通道四選一模擬開關(guān)U5的YO端；
[0014]所述通信電路和RS485信號通信時，信號經(jīng)過所述RS485轉(zhuǎn)換芯片U4后通信信號轉(zhuǎn)換為RS485信號電平；RS485轉(zhuǎn)換芯片U4的譯碼線A連接所述雙通道四選一模擬開關(guān)U5的Xl端，譯碼線B連接所述雙通道四選一模擬開關(guān)U5的Yl端；所述RS485轉(zhuǎn)換芯片U4的兩個控制端2和3連接一起，連接到所述處理器Ul的TO6 口線；
[0015]所述的雙通道四選一模擬開關(guān)U2和U5具有相同的譯碼關(guān)系，U5的公共端X接通信口 Pl的I，另一個公共端Y接通信口 Pl的2，通信口 Pl的3接公共地GND。
[0016]在上述技術(shù)方案中，
[0017]PD4和PD5都為低電平，所述雙通道四選一模擬開關(guān)U2和U5的X和XO端導通，Y和YO端導通，所述通信電路和所述RS232轉(zhuǎn)換芯片U3通信；
[0018]PD4為高電平，PD5為低電平，雙通道四選一模擬開關(guān)U2和U5的X和Xl端導通，Y和Yl端導通，發(fā)送數(shù)據(jù)PD6要置為高電平，接收數(shù)據(jù)PD6要置為低電平，所述通信電路和所述RS485轉(zhuǎn)換芯片U4通信。
[0019]本實用新型的有益效果是:
[0020]本實用新型提供的通信不同信號的單串口通信電路實現(xiàn)單串口分時和不同信號設備的通信，具有以下優(yōu)點:
[0021]1、可擴展性。如果還有其它信號，在此電路的基礎(chǔ)上，擴展其它信號轉(zhuǎn)換芯片，可和更多的信號設備通信，如RS422信號和CAN總線等。
[0022]2、可減少和通信設備通信線的生產(chǎn)加工。當不同信號的設備有同樣通信端口時，如一個是RS232信號，一個是RS485信號，只要設備的RS232的兩條線(TXD和RXD)和RS485的兩條線(A和B)都使用通信端口的相同號碼的接線端子，如TXD、A接I號端子，RXD、B都接2號端子，系統(tǒng)設計如附圖2所示，即可用一條通信線實現(xiàn)系統(tǒng)與兩種不同信號設備的通信。如TXD、B都接I號端子，RXD、A接2號端子，通過調(diào)整RS485轉(zhuǎn)換器U4的A和B與雙通道四選一模擬開關(guān)U5的連接關(guān)系，系統(tǒng)設計如附圖3所示，用一條通信線也可實現(xiàn)系統(tǒng)與兩種不同信號設備的通信。其它兩種組合關(guān)系是TXD、A接2號端子，RXD、B接I號端子和TXD、B都接2號端子，RXD、A接I號端子，此時通過調(diào)整U3、U4兩個轉(zhuǎn)換芯片和雙通道四選一模擬開關(guān)U5的連接關(guān)系，原理參照附圖2、附圖3，用一條通信線同樣可實現(xiàn)與兩種不同信號設備的通信。
[0023]3、本實用新型的通信不同信號的單串口通信電路節(jié)省了單片機的串口資源，充分利用了單片機的硬件控制能力，也充分體現(xiàn)了單片機軟件的作用，易于實現(xiàn)。降低了成本，減少了工作量，結(jié)果緊湊，通信可靠，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明。
[0025]圖1為本實用新型的通信不同信號的單串口通信電路原理圖。
[0026]圖2為RS232信號通信等效電路圖。
[0027]圖3為RS485信號通信等效電路圖。
【具體實施方式】
[0028]本實用新型的發(fā)明思想為:在我單位研制的《PI100便攜式區(qū)域自動氣象站現(xiàn)場標校儀》項目中，采用ARM7(LM3S2911)作為CPU。對ARM7單片機的一個串口用兩片雙通道四選一模擬開關(guān)分時切換不同轉(zhuǎn)換芯片，達到單片機與不同通信信號的設備通信，即實現(xiàn)單串口能通信兩種不同信號的功能。電路簡單，工作可靠。
[0029]下面結(jié)合附圖對本實用新型做以詳細說明。
[0030]參見附圖1，畫出的是轉(zhuǎn)換為RS232信號和RS485信號的連接關(guān)系。本實用新型的通信不同信號的單串口通信電路采用高性能的ARM7 (LM3S2911)處理器Ul，是系統(tǒng)的核心部件，負責數(shù)據(jù)采集、處理、通信、打印以及對整個系統(tǒng)運行進行控制。下面對其中的一個串口實現(xiàn)不同信號的通信做詳細說明。
[0031]處理器Ul的串口 2 (處理器Ul共3個串口:串口 O、串口 I和串口 2，附圖1-3中指的是串口 2，也可以是串口 0或者串口 I)的兩引線U2TX和U2RX分別是串口的發(fā)送端和接收端，這兩條引線輸出為TTL電平，因為TTL電平在通信傳輸中損耗大，不能直接作為通信電平使用，因此需要把TTL電平轉(zhuǎn)換成能和其它通信設備通信的RS232信號、RS485信號或其它信號。
[0032]將處理器Ul的U2TX和U2RX分別和雙通道四選一模擬開關(guān)U2 (CD4052BCN)的兩個通道的公共端X和Y連接，雙通道四選一模擬開關(guān)U2的譯碼線A和B連接到處理器Ul的PD4和TO5 口線，同時連接到雙通道四選一模擬開關(guān)U5的譯碼線A和B。U2的X通道的一端XO和RS232轉(zhuǎn)換芯片U3的11腳連接，另一端Xl和RS485轉(zhuǎn)換芯片U4的4腳連接；雙通道四選一模擬開關(guān)U2的Y通道的一端YO和RS232轉(zhuǎn)換芯片U3的12腳連接，另一端Yl和RS485轉(zhuǎn)換芯片U4的I腳連接。
[0033]所述通信電路和RS232信號通信時，經(jīng)過RS232轉(zhuǎn)換芯片U3后通信信號轉(zhuǎn)換為RS232信號并發(fā)送信號，通過RS232轉(zhuǎn)換芯片U3的14腳連接到另一個雙通道四選一模擬開關(guān)U5 (⑶4052BCN)的XO端，接收信號通過RS232轉(zhuǎn)換芯片U3的13腳輸入，連接到雙通道四選一模擬開關(guān)U5的YO端。
[0034]所述通信電路和RS485信號通信時，信號經(jīng)過所述RS485轉(zhuǎn)換芯片U4后把通信信號轉(zhuǎn)換為RS485信號電平；RS485轉(zhuǎn)換芯片U4的譯碼線A連接雙通道四選一模擬開關(guān)U5的Xl端，譯碼線B連接雙通道四選一模擬開關(guān)U5的Yl端；所述RS485轉(zhuǎn)換芯片U4的兩個控制端2和3連接一起，連接到處理器Ul的TO6 口線；
[0035]所述的雙通道四選一模擬開關(guān)U2和U5具有相同的譯碼關(guān)系，U5的公共端X接通信口 Pl的I，另一個公共端Y接通信口 Pl的2，通信口 Pl的3接公共地GND。
[0036]基于以上連接關(guān)系，用軟件控制分時切換處理器串口和RS232轉(zhuǎn)換芯片U3及RS485轉(zhuǎn)換芯片U4的連接，實現(xiàn)兩種信號通信。在軟件的作用下，當處理器Ul的PD4和TO5都為低電平時，雙通道四選一模擬開關(guān)U2和U5的X和XO端導通，Y和YO端導通，此時與PD6無關(guān)，相當于把RS232轉(zhuǎn)換芯片U3接入到電路中，把RS485轉(zhuǎn)換芯片U4在電路中摘除(如附圖2所示)。此時是通信電路和RS232轉(zhuǎn)換芯片U3通信。當處理器Ul的PD4為高電平，PD5為低電平，雙通道四選一模擬開關(guān)U2和U5的X和Xl端導通，Y和Yl端導通，此時發(fā)送數(shù)據(jù)PD6要置為高電平，接收數(shù)據(jù)PD6要置為低電平。此時相當于把RS485轉(zhuǎn)換芯片U4接入到電路中，把RS232轉(zhuǎn)換芯片U3在電路中摘除，所述通信電路和RS485轉(zhuǎn)換芯片U3通信(如附圖3所示)。
[0037]下面用表格說明:
[0038]
【權(quán)利要求】
1.一種通信不同信號的單串口通信電路，其特征在于，包括: 處理器U1，所述處理器Ul負責數(shù)據(jù)采集、處理、通信、打印以及對整個系統(tǒng)運行進行控制； 所述處理器Ul的串口 2的兩引線U2TX和U2RX分別是發(fā)送端和接收端，這兩條引線輸出為TTL電平； 將所述處理器Ul的串口 2的兩引線U2TX和U2RX分別和雙通道四選一模擬開關(guān)U2的兩個通道的公共端X和Y連接，所述雙通道四選一模擬開關(guān)U2的譯碼線A和B連接到所述處理器Ul的PD4和TO5 口線，同時連接到另一雙通道四選一模擬開關(guān)U5的譯碼線A和B ; 所述雙通道四選一模擬開關(guān)U2的X通道的一端XO和RS232轉(zhuǎn)換芯片U3的11腳連接，另一端Xl和RS485轉(zhuǎn)換芯片U4的4腳連接；所述雙通道四選一模擬開關(guān)U2的Y通道的一端YO和RS232轉(zhuǎn)換芯片U3的12腳連接，另一端Yl和RS485轉(zhuǎn)換芯片U4的I腳連接； 所述通信電路和RS232信號通信時，信號經(jīng)過所述RS232轉(zhuǎn)換芯片U3后通信信號轉(zhuǎn)換為RS232信號并發(fā)送信號；通過RS232轉(zhuǎn)換芯片U3的14腳連接到所述雙通道四選一模擬開關(guān)U5的XO端；接收信號通過RS232轉(zhuǎn)換芯片U3的13腳輸入，連接到所述雙通道四選一模擬開關(guān)U5的YO端； 所述通信電路和RS485信號通信時，信號經(jīng)過所述RS485轉(zhuǎn)換芯片U4后通信信號轉(zhuǎn)換為RS485信號電平；RS485轉(zhuǎn)換芯片U4的譯碼線A連接所述雙通道四選一模擬開關(guān)U5的Xl端，譯碼線B連接所述雙通道四選一模擬開關(guān)U5的Yl端；所述RS485轉(zhuǎn)換芯片U4的兩個控制端2和3連接一起，連接到所述處理器Ul的TO6 口線； 所述的雙通道四選一模擬開關(guān)U2和U5具有相同的譯碼關(guān)系，U5的公共端X接通信口Pl的I，另一個公共端Y接通信口 Pl的2，通信口 Pl的3接公共地GND。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信不同信號的單串口通信電路，其特征在于， PD4和PD5都為低電平，所述雙通道四選一模擬開關(guān)U2和U5的X和XO端導通，Y和YO端導通，所述通信電路和所述RS232轉(zhuǎn)換芯片U3通信； PD4為高電平，PD5為低電平，雙通道四選一模擬開關(guān)U2和U5的X和Xl端導通，Y和Yl端導通，發(fā)送數(shù)據(jù)PD6要置為高電平，接收數(shù)據(jù)PD6要置為低電平，所述通信電路和所述RS485轉(zhuǎn)換芯片U4通信。
【文檔編號】G06F13/40GK203480508SQ201320533063
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】劉立波, 張月清, 王昆鵬 申請人:長春氣象儀器研究所有限責任公司