CN100561457C - 一种rs232/rs485兼容接口的系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实现RS232和RS485兼容接口的系统及其方法，其中该系统包括：接口切换模块，用于完成RS232接口与RS485接口之间的切换；电平转换模块，连接接口切换模块，用于完成RS232接口电平信号与RS232接口TTL电平信号之间，及RS485接口电平信号与RS485接口TTL电平信号之间的转换；及接口控制和信号处理模块，连接接口切换模块、电平转换模块，用于控制接口切换模块完成RS232接口与RS485接口之间的切换，并处理RS232接口TTL电平信号、RS485接口TTL电平信号。与现有技术相比，本发明简化了硬件，降低了人工干预，控制灵活，可靠性高，方便接口数目扩展。
Description
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，特别是涉及一种用于SDH传输设备的RS232/RS485兼容接口的系统及其方法。
背景技术
在目前的SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系)传输设备中，都向用户提供了一些RS232和RS485接口，用于RS232接口信号和RS485接口信号的转接，由于系统对接口数目的限制，一般都要求RS232和RS485接口兼容设计，在目前的实现方法中都有一些缺陷，比如：
1)采用跳线器进行开关选择，采用这种方法控制复杂，当接口属性更改时，需要人为地进行选择，容易造成错接，可维护性和灵活性不好，对维护人员要求较高。
2)申请号为“200510038579”的中国专利申请中，使用专用的URAT(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发器)控制器，能实现RS232和RS485接口的自动切换，可靠性和灵活性高，但是该方法需要用到专用芯片，成本过高，适合用于终端设备，同时它不能提供RS485接口的全双工接口，在只作为传输转接，默认连接的场合中并不适用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种实现RS232和RS485兼容接口的系统及其方法，用于对用在默认连接场合的RS232、RS485半双工和RS485全双工的接口实现兼容，并使得兼容安全可靠、控制灵活、维护简单，成本低。
为了实现上述目的，本发明提供了一种实现RS232和RS485兼容接口的系统，其特征在于，包括：
接口切换模块，用于完成RS232接口与RS485接口之间的切换；
电平转换模块，连接所述接口切换模块，用于完成RS232接口电平信号与RS232接口TTL电平信号之间，及RS485接口电平信号与RS485接口TTL电平信号之间的转换；及
接口控制和信号处理模块，连接所述接口切换模块、所述电平转换模块，用于控制所述接口切换模块完成RS232接口与RS485接口之间的切换，并处理所述RS232接口TTL电平信号、所述RS485接口TTL电平信号。
所述的实现RS232和RS485兼容接口的系统，其中，所述接口切换模块接收所述接口控制和信号处理模块输出的选择控制信号，当所述选择控制信号为低电平信号时，选择RS232接口；当所述选择控制信号为高电平信号时，选择RS485接口。
所述的实现RS232和RS485兼容接口的系统，其中，所述电平转换模块包括：
RS232电平转换模块，用于将所述接口切换模块输入的RS232接口电平信号转换成RS232接口TTL电平信号，输入到所述接口控制和信号处理模块，并将所述接口控制和信号处理模块输出的RS232接口TTL电平信号转换成RS232接口电平信号，输出到所述接口切换模块；及
RS485电平转换模块，用于将所述接口切换模块输入的RS485接口电平信号转换成RS485接口TTL电平信号，输入到所述接口控制和信号处理模块，并将所述接口控制和信号处理模块输出的RS485接口TTL电平信号转换成RS485接口电平信号，输出到所述接口切换模块。
所述的实现RS232和RS485兼容接口的系统，其中，当所述电平转换模块工作在RS485接口时，以半双工或全双工工作方式进行工作。
所述的实现RS232和RS485兼容接口的系统，其中，当所述电平转换模块工作在半双工工作方式时，通过将所述接口控制和信号处理模块发送的发送使能信号、接收使能信号设置为高电平发送数据，并在发送延时后，将所述发送使能信号、所述接收使能信号设置为低电平，以接收数据。
所述的实现RS232和RS485兼容接口的系统，其中，所述发送延时根据设定半双工接口属性时设定的发送数据位数和比特率确定。
所述的实现RS232和RS485兼容接口的系统，其中，当所述电平转换模块工作在全双工工作方式时，通过将所述接口控制和信号处理模块发送的发送使能信号、接收使能信号设置为高电平，完成全双工中的发送通道功能；将所述发送使能信号、所述接收使能信号设置为低电平，完成全双工中的接收通道功能。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种实现RS232和RS485兼容接口的方法，其特征在于，包括：
接口切换步骤，完成RS232接口与RS485接口之间的切换；
电平转换步骤，完成RS232接口电平信号与RS232接口TTL电平信号之间，及RS485接口电平信号与RS485接口TTL电平信号之间的转换；及
接口控制和信号处理步骤，控制所述RS232接口与所述RS485接口之间切换，并处理所述RS232接口TTL电平信号、所述RS485接口TTL电平信号。
所述的实现RS232和RS485兼容接口的方法，其中，所述接口切换步骤中，进一步包括：
根据选择控制信号完成所述RS232接口与所述RS485接口之间切换步骤，具体是：
当所述选择控制信号为低电平信号时，选择RS232接口；或
当所述选择控制信号为高电平信号时，选择RS485接口。
所述的实现RS232和RS485兼容接口的方法，其中，所述电平转换步骤中，进一步包括：当电平转换工作在半双工工作方式时，通过控制发送使能信号、接收使能信号的电平高低完成半双工工作状态下收发状态切换的步骤。
本发明的有益技术效果：
与现有技术相比，采用本发明方法简化了硬件，节约了系统资源，降低了人工干预，控制灵活，可靠性高，大大方便接口数目扩展。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1是本发明实现RS232和RS485兼容接口的原理框图；
图2a、图2b是本发明接口切换模块的实施原理图；
图3a、图3b、图3c是本发明电平转换模块的实施原理图；
图4是本发明接口控制和信号处理模块的实施原理图；
图5是本发明实现RS232和RS485兼容接口的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步更详细的描述。
如图1所示，是本发明实现RS232和RS485兼容接口的原理框图，该框图包括：接口切换模块10、电平转换模块20、接口控制和信号处理模块30。
接口切换模块10，主要用于完成RS232电平接口、RS485电平接口之间的切换，在接口控制和信号处理模块30的控制下实现自动切换；
电平转换模块20，连接接口切换模块10，用于完成RS232接口电平信号与RS232接口TTL电平信号之间的转换，以及RS485接口电平信号与RS485接口TTL电平信号之间的转换；该电平转换模块20又包括RS232电平转换模块201、RS485电平转换模块202；
其中，RS232电平转换模块201用于完成RS232接口电平信号到RS232接口TTL电平信号的转换；RS485电平转换模块202用于完成RS485接口电平信号到成RS485接口TTL电平信号的转换。
接口控制和信号处理模块30，连接接口切换模块10、电平转换模块20，主要用于完成对接口切换模块10进行接口切换时的控制、RS232接口TTL信号处理和RS485接口TTL信号处理，并实现RS485接口时的半双工工作方式和全双工工作方式的切换控制和信号处理。
如图2a、图2b所示，是本发明接口切换模块的实施原理图。结合图1，对该图中接口切换模块10的实施原理进行如下描述。
该图中给出了2路RS232/RS485兼容电路，如果要增加接口数量，可适当增加相应的电路。
在图2a、图2b中，ALINE1、ALINE2、BLINE1、BLINE2均为接口信号，R232_1、R232_2、T232_1、T232_2是RS232电平转换模块201到接口端的输入/输出信号，RS485A_1、RS485A_2、RS485B_1、RS485B_2是RS485电平转换模块202到接口端的输入/输出信号，由于本发明用于默认连接的场合中，所以RS232和RS485接口协议的握手信号没有使用，这部分的功能主要由图中的K1、K2完成，K1、K2是继电器，它受接口控制和信号处理模块30输出的控制信号SELECT1、SELECT2的控制，当SELECT1、SELECT2控制信号为低电平信号时，VT1、VT2断开，VT1、VT2是三极管，K1、K2的2和3管脚导通，同时6和7管脚也导通，从而接口选择为RS232接口；当SELECT1、SELECT2控制信号为高电平时，VT1、VT2导通，K1、K2的3和4管脚导通，同时5和6管脚也导通，从而接口选择为RS485接口。
如图3a、图3b、图3c所示，是本发明电平转换模块的实施原理图。结合图1，对该图中接电平转换模块20的实施原理进行如下描述。
电平转换模块20把从接口切换模块10输入的RS232接口电平信号或者RS485接口电平信号转换成TTL电平信号(RX232_1、RX232_2)，并输入到接口控制和信号处理模块30，同时完成把接口控制和信号处理模块30输出的TTL电平信号(TX232_1、TX232_2)转换成RS232接口电平信号或者RS485接口电平信号并输出到接口切换模块10。
在图3a、图3b、图3c中，电平转换模块20通过D1、D2、D3芯片实现完成RS232接口电平信号与RS232接口TTL电平信号之间，及RS485接口电平信号与RS485接口TTL电平信号之间的转换。
D1为ADM3202ARNZ或者ICL3232ECBNZ-T芯片，它用于完成2路RS232接口电平信号的转换，D2、D3为MAX3485EESA+T或者ADM3485EARZ或者LTC1480IS8#PBF芯片，各完成一路RS485接口电平信号转换。
当电平转换模块20工作在RS485接口时，可工作在半双工和全双工这两种工作方式。
当工作在半双工工作方式时，D2、D3芯片完成了2路RS485接口电平信号转换，主要通过控制TXEN_*和RXEN*_*信号来完成半双工工作状态下的收发状态的切换。具体控制方式如下：
正常情况下，TXEN_*和RXEN*_*为低电平，D2、D3芯片工作在接受状态，当有数据要发送时，控制TXEN_*和RXEN*_*信号为高电平，此时D2、D3芯片工作在发送状态，经过一定的发送延时(延时时间由定义半双工接口属性时定义的发送数据位数和比特率决定)，重新把TXEN_*和RXEN*_*设置为低电平，让D2、D3芯片重新工作在接受状态。
当工作在全双工工作方式时，D2、D3芯片配合完成1路全双工接口，可通过控制D2、D3芯片的TXEN_*和RXEN*_*灵活设置D2芯片或D3芯片完成发送或接收通道功能，当TXEN_*和RXEN*_*同时为高电平时，该相应的芯片以及与它对应的接口完成全双工中的发送通道功能，当TXEN_*和RXEN*_*同时为低电平时，该相应的芯片以及与它对应的接口完成全双工中的接收通道功能。
TXEN_*和RXEN*_*信号以及与接口控制和信号处理模块30相接的TTL电平信号，都由接口控制和信号处理模块30产生和处理。
其中，TXEN_*是发送使能信号，包括D2芯片的TXEN_1、D3芯片的TXEN_2，RXEN*_*是接收使能信号，包括D2芯片的RXEN*_1、D3芯片的RXEN*_2。
如图4所示，是本发明接口控制和信号处理模块的实施原理图。结合图1，对该图中接口控制和信号处理模块30的实施原理进行如下描述。
接口控制和信号处理模块30的功能主要由可编程器件FPGA/CPLD完成，它主要完成产生SELECT1、SELECT2、TXEN_1、TXEN_2、RXEN*_1和RXEN*_2等控制信号，接口控制和信号处理模块30通过这些控制信号完成对RS232接口TTL电平信号和RS485接口TTL电平信号的处理。
如图5所示，是本发明实现RS232和RS485兼容接口的方法流程图。结合图1-4，对实现RS232和RS485兼容接口的方法流程进行如下描述，具体地，该流程包括：
步骤501，完成RS232接口与RS485接口之间的切换；
该步骤中，根据SELECT1、SELECT2控制信号完成RS232接口与RS485接口之间切换：
当SELECT1、SELECT2控制信号为低电平信号时，选择RS232接口；
当SELECT1、SELECT2控制信号为高电平信号时，选择RS485接口。
步骤502，完成RS232接口电平信号与RS232接口TTL电平信号之间，及RS485接口电平信号与RS485接口TTL电平信号之间的转换；
该步骤中，当电平转换工作在半双工工作方式时，通过控制TXEN_*、RXEN*_*的电平高低完成半双工工作状态下收发状态切换。
步骤503，控制RS232接口与RS485接口之间切换，并处理RS232接口TTL电平信号、RS485接口TTL电平信号。
本发明方法应用于需要提供RS232和RS485接口的系统，该方法安全可靠、控制灵活、维护简单，是一种用在默认连接场合的RS232、RS485半双工和RS485全双工兼容的接口的方法。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1、一种实现RS232和RS485兼容接口的系统，其特征在于，包括：
接口切换模块，用于完成RS232接口与RS485接口之间的切换；
电平转换模块，连接所述接口切换模块，用于完成RS232接口电平信号与RS232接口TTL电平信号之间，及RS485接口电平信号与RS485接口TTL电平信号之间的转换；及
接口控制和信号处理模块，连接所述接口切换模块、所述电平转换模块，用于控制所述接口切换模块完成RS232接口与RS485接口之间的切换，并处理所述RS232接口TTL电平信号或所述RS485接口TTL电平信号；
所述电平转换模块还用于将所述接口控制和信号处理模块处理后的所述RS232接口TTL电平信号转换成RS232接口电平信号输出到所述接口切换模块，或者，用于将所述接口控制和信号处理模块处理后的所述RS485接口TTL电平信号转换成RS485接口电平信号输出到所述接口切换模块。
2、根据权利要求1所述的实现RS232和RS485兼容接口的系统，其特征在于，所述接口切换模块接收所述接口控制和信号处理模块输出的选择控制信号，当所述选择控制信号为低电平信号时，选择RS232接口；当所述选择控制信号为高电平信号时，选择RS485接口。
3、根据权利要求1所述的实现RS232和RS485兼容接口的系统，其特征在于，所述电平转换模块包括：
RS232电平转换模块，用于将所述接口切换模块输入的RS232接口电平信号转换成RS232接口TTL电平信号，输入到所述接口控制和信号处理模块，并将所述接口控制和信号处理模块输出的RS232接口TTL电平信号转换成RS232接口电平信号，输出到所述接口切换模块；及
RS485电平转换模块，用于将所述接口切换模块输入的RS485接口电平信号转换成RS485接口TTL电平信号，输入到所述接口控制和信号处理模块，并将所述接口控制和信号处理模块输出的RS485接口TTL电平信号转换成RS485接口电平信号，输出到所述接口切换模块。
4、根据权利要求1、2或3所述的实现RS232和RS485兼容接口的系统，其特征在于，当所述电平转换模块工作在RS485接口时，以半双工或全双工工作方式进行工作。
5、根据权利要求4所述的实现RS232和RS485兼容接口的系统，其特征在于，当所述电平转换模块工作在半双工工作方式时，通过将所述接口控制和信号处理模块发送的发送使能信号、接收使能信号设置为高电平发送数据，并在发送延时后，将所述发送使能信号、所述接收使能信号设置为低电平，以接收数据。
6、根据权利要求5所述的实现RS232和RS485兼容接口的系统，其特征在于，所述发送延时根据设定半双工接口属性时设定的发送数据位数和比特率确定。
7、根据权利要求5所述的实现RS232和RS485兼容接口的系统，其特征在于，当所述电平转换模块工作在全双工工作方式时，通过将所述接口控制和信号处理模块发送的发送使能信号、接收使能信号设置为高电平，完成全双工中的发送通道功能；将所述发送使能信号、所述接收使能信号设置为低电平，完成全双工中的接收通道功能。
8、一种实现RS232和RS485兼容接口的方法，其特征在于，包括：
接口切换步骤，完成RS232接口与RS485接口之间的切换；
电平转换步骤，完成RS232接口电平信号与RS232接口TTL电平信号之间，及RS485接口电平信号与RS485接口TTL电平信号之间的转换；及
接口控制和信号处理步骤，控制所述RS232接口与所述RS485接口之间切换，并处理所述RS232接口TTL电平信号或所述RS485接口TTL电平信号；
将处理的所述RS232接口TTL电平信号转换成RS232接口电平信号并输出到接口切换模块，或者，用于将所述接口控制和信号处理模块处理后的所述RS485接口TTL电平信号转换成RS485接口电平信号并输出到所述接口切换模块。
9、根据权利要求8所述的实现RS232和RS485兼容接口的方法，其特征在于，所述接口切换步骤中，进一步包括：
根据选择控制信号完成所述RS232接口与所述RS485接口之间切换步骤，具体是：
当所述选择控制信号为低电平信号时，选择RS232接口；或
当所述选择控制信号为高电平信号时，选择RS485接口。
10、根据权利要求8或9所述的实现RS232和RS485兼容接口的方法，其特征在于，所述电平转换步骤中，进一步包括：当电平转换工作在半双工工作方式时，通过控制发送使能信号、接收使能信号的电平高低完成半双工工作状态下收发状态切换的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20091118 Termination date: 20161023 |