CN102521188B - 一种自适应的rs485通讯与rs232通讯的收发电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应的RS485通讯与RS232通讯的收发电路，其特点是，包括：用于接收微处理器发送的信号，控制RS485收发器接收与发送状态的转换的RS485收发控制模块；用于对RS485收发器与RS232收发器接收的电平信号进行处理，使RS485收发器与RS232收发器的接收电平信号互不影响，并将RS485收发器与RS232收发器的接收电平信号发送到微处理器的接收选择电路；以及，用于接收或发送RS485总线差分信号的RS485收发器和用于接收或发送RS232总线信号的RS232收发器。由于对发送信号进行不对称滤波处理，实现了发送信号中的隐性信号与显性信号的切换完全由RS485收发控制模块控制，避免转变时间被拉长、影响总线信号完整性的问题，使总线数据保持完整；并实现了RS485通讯与RS232通讯的自适应，使现RS485通讯与RS232通讯接收信号的互不影响。

Description

一种自适应的RS485通讯与RS232通讯的收发电路

技术领域

本发明涉及一种自适应的RS485通讯与RS232通讯的收发电路。

背景技术

现有技术中，RS485收发器需要四个信号线控制，所以RS485通讯与RS232通讯时采用同一端口，这样，实现自适应的难点在于：1、通过RS232接收与发送的TTL电平控制原有RS485收发器，实现RS485收发器接收与发送状态的自动切换；2、RS485通讯与RS232通讯的接收信号互不影响。

另外，现有技术中双线控制RS485收发器，均采用在微处理器发送信号上进行逻辑非门操作，与RS485收发器的收发状态切换引脚上，导致总线上差分信号由显性信号向隐性信号切换时完全由总线上偏置电阻实现，故在在跳变时不是直接跳变而是缓慢变化过程，会影响总线信号完整性。

发明内容

本发明是为了解决现有技术存在的上述问题而提供的一种自适应的RS485通讯与RS232通讯的收发电路，该电路对RS485通讯与RS232通讯的接收信号进行逻辑与操作，实现RS485通讯与RS232通讯的接收信号互不影响；在RS485收发器的收发状态切换引脚上进行不对称滤波处理，在总线上差分信号由显性信号向隐性信号切换时完全由收发器控制，在保持时才通过总线上偏置电阻实现，保证总线信号的准确性及信号的完整性。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种自适应的RS485通讯与RS232通讯的收发电路，其特点是，包括：RS485收发控制模块、接收选择电路、RS485收发器、RS232收发器；所述的RS485收发控制模块：用于接收微处理器发送的信号，控制RS485收发器接收与发送状态的转换；所述的接收选择电路：用于对RS485收发器与RS232收发器接收的电平信号进行处理，使RS485收发器与RS232收发器的接收电平信号互不影响，并将RS485收发器与RS232收发器的接收电平信号发送到微处理器；所述的RS485收发器：用于接收或发送RS485总线差分信号；所述的RS232收发器：用于接收或发送RS232总线信号。

上述一种自适应的RS485通讯与RS232通讯的收发电路，其中，所述的RS485收发控制模块包括二极管D1、电阻R1、电阻R2、电容C1、非门U2A；其中：所述的二极管D1的负极与微处理器的TXD端电连接，该二极管D1的正极与电阻R1相串联，所述电阻R2并联在二极管D1与电阻R1组成的串联电路两端，所述的电阻R2与电阻R1的连接点连接所述电容C1和非门U2A，所述的电容C1的另一端接地，所述非门U2A的另一端与所述的RS485收发器的RE端和TE端电连接。

上述一种自适应的RS485通讯与RS232通讯的收发电路，其中，所述的接收选择电路为一逻辑与门电路构成，该接收选择电路的输入端分别与RS485收发器和RS232收发器的RXD端电连接，其输出端与微处理器的RXD端电连接。

上述一种自适应的RS485通讯与RS232通讯的收发电路，其中，所述的微处理器输出的TXD信号分别与所述的RS485收发器和RS232收发器的TXD端电连接。

本发明由于采用了以上的技术方案，其产生的技术效果是明显的：

1、保证RS485总线差分信号在跳变时完全由收发器控制；由于RS485收发控制模块采用二极管、电阻串联组合与电阻并联，实现不对称滤波状态，可在发送由隐性电平转化为显性电平时，直接进入发送状态，而在由显性电平转化为隐性电平时有一定小延时，阻止其直接由发送变为接收状态的转换，使其总线差分信号由显性信号转化为隐性信号时由收发器控制；

2、本发明的RS485收发控制模块中在二极管后串入一个电阻，用于防护微处理器发送信号上的干扰信号，防止RS485收发控制模块将下降沿干扰误认为有效信号，进行接收与发送状态的切换；

3、本发明中对RS485通讯与RS232通讯的接收信号进行逻辑与操作，使实现RS485通讯与RS232通讯采用同一微处理器端口，互不影响；并增强RS485接收发送控制的抗干扰能力，减少总线错误数据包的产生；实现RS485收发器接收与发送状态的自动切换。

附图说明

图1是本发明的系统框图。

图2是本发明中RS485收发控制模块的一种实施例电路的示意图。

图3显示了现有技术没有延迟电路的通讯电路中，由显性信号转换为隐性信号时的曲线示意图。

图4显示了本发明RS485收发控制模块有延迟电路时，由显性信号转换为隐性信号时的曲线示意图。

图5是本发明中接收选择电路的一种实施例电路的示意图。

具体实施方式

本发明的具体特征和性能由以下的实施例并结合附图进一步描述。

请参阅图1。本发明一种自适应的RS485通讯与RS232通讯的收发电路，包括：RS485收发控制模块1、接收选择电路2、RS485收发器3、RS232收发器4。

所述的RS485收发控制模块1：用于接收微处理器100发送的信号，控制RS485收发器3接收与发送状态的转换。所述的微处理器100输出的TXD信号除发送到RS485收发控制模块外，还分别与所述的RS485收发器和RS232收发器的TXD端电连接。

所述的接收选择电路2：用于对RS485收发器3与RS232收发器4接收的电平信号进行处理，使RS485收发器与RS232收发器的接收电平信号互不影响，并将RS485收发器与RS232收发器的接收电平信号发送到微处理器100。该接收选择电路的输入端分别与RS485收发器和RS232收发器的RXD端电连接，其输出端与微处理器的RXD端电连接。

所述的RS485收发器3：采用标准RS485收发器电路，用于接收或发送RS485总线差分信号。

所述的RS232收发器4：采用标准RS232收发器电路，用于接收或发送RS232总线信号。

请参阅图2。本发明一种自适应的RS485通讯与RS232通讯的收发电路中，所述的RS485收发控制模块1的一种较佳的实施例电路包括二极管D1、电阻R1、电阻R2、电容C1、非门U2A；其中：所述的二极管D1的负极与微处理器的TXD端电连接，该二极管D1的正极与电阻R1相串联，所述电阻R2并联在二极管D1与电阻R1组成的串联电路两端，所述的电阻R2与电阻R1的连接点连接所述电容C1和非门U2A，所述的电容C1的另一端接地，所述非门U2A的另一端与所述的RS485收发器的RE端和TE端电连接。二极管D1与电阻R1串联后与电阻R2进行并联实现不对称滤波电路, 对发送信号进行滤波，减少发送信号上的干扰对总线信号完整性的影响。在电路中R2与电容C1组合的滤波电路的充电时间可根据系统要求进行调整；R1、R2并联与C1组合的滤波电路放电时间可根据RS485通讯数据结构进行调整。

本发明中的RS485收发控制模块采用对微处理器TXD信号进行不对称滤波电路及逻辑非门操作对RS485收发器的TE与RE引脚进行控制，在RS485收发器中TE与RE引脚为高电平时RS485收发器处于发送状态，TE与RE引脚为低电平时RS485收发器处于接收状态，实现RS485收发器的通讯收发状态的自动切换。

本发明工作原理是：在微处理器没有数据发送时，RS485收发器一直处于接收状态，当TXD有信号发送并从高电平转为低电平时，通过电阻R1、R2并联与电容C1组合的滤波电路连接于非门U2A，经过电阻R1、R2并联与电容C1组合的滤波电路放电时间长度的延迟后，将TE与RE的电平由低电平转换为高电平，即RS485收发器由接收状态转换为发送状态；当TXD由低电平转换为高电平，则信号通过电阻R2与电容C1组合的滤波电路，并高电平保持到电阻R2与电容C1组合的滤波电路充电完成时，非门U2A才能收到高电平信号，则RS485收发器由发送状态转换为接收状态。由于采用滤波电路，故在发送转换为接收时将有一个电阻R2与电容C1组合的滤波电路充电时间的延迟，使发送信号中的隐性信号与显性信号的切换完全由RS485收发控制模块控制。如没有本发明的滤波延时电路，则在总线信号有显性信号转换为隐性信号时完全由总线上偏置电阻实现，故在在跳变时不是直接跳变而是缓慢变化过程如图3所示，图中曲线为没有延迟电路时的信号曲线，由此看出由显性差分信号信号转换为隐性差分信号的转变时间将被拉长，导致产生影响总线信号完整性及可靠性的问题。而本发明因为有电阻R2与电容C1组合的滤波电路，其充电时间的延迟在总线通讯时不会对总线信号产生影响，请参见图4,图中带有“◇”的曲线为TXD信号曲线，带有“□”的曲线为U2A的输入信号曲线，光滑曲线为TE、DE信号曲线。

本发明在二极管D1后串联一个电阻R1的的作用在于防止在有数据接收时，TXD上有下降沿信号干扰，而将RS485收发器由接收状态转换为发送状态，打断接收数据包。

本发明一种自适应的RS485通讯与RS232通讯的收发电路中，所述的接收选择电路为一逻辑与门电路构成。例如，如图5所示，该逻辑与门电路包括两个二极管D2、D3，两输入电阻R3、R4，以及一输出电阻R5。二极管D2的负极与来自RS232收发器的RXD232信号电连接，二极管D3的负极与来自RS485收发器的RXD485信号电连接；在二极管D2、D3的负极分别电连接输入电阻R3、R4的一端，输入电阻R3、R4的另一端与电源电连接；二极管D2、D3的正极相互并联后输出RXD信号与微处理器的RXD引脚电连接，该二极管D2、D3的正极相互并联后电连接输出电阻R5的一端，该输出电阻R5的另一端与电源电连接。本发明中RS485与RS232通讯时不会同时工作，如果没有该接收选择电路，则RS485通讯与R232通讯的接收引脚将相互影响。而加上由逻辑与门电路构成的接收选择电路，并且由于RS485通讯与R232通讯的接收信号均为低电平有效，所以只要RS485通讯与R232通讯的接收信号其中之一为低电平，则微处理器的RXD引脚就会收到一个低电平，由此保证RS485通讯与R232通讯的接收信号互不影响。 

本发明由于对发送信号进行不对称滤波处理，实现了发送信号中的隐性信号与显性信号的切换完全由RS485收发控制模块控制，避免总线信号有显性信号转换为隐性信号时完全由总线上偏置电阻实现而使转变时间被拉长、导致影响总线信号完整性及可靠性的问题，保护了总线数据的完整性；并实现了RS485通讯与RS232通讯的自适应，使现RS485通讯与RS232通讯接收信号的互不影响。

Claims (2)

1.一种自适应的RS485通讯与RS232通讯的收发电路，其特征在于，包括：RS485收发控制模块、接收选择电路、RS485收发器、RS232收发器；

所述的RS485收发控制模块：用于接收微处理器发送的信号，控制RS485收发器接收与发送状态的转换；

所述的接收选择电路为一逻辑与门电路构成，该接收选择电路的输入端分别与RS485收发器和RS232收发器的RXD端电连接，其输出端与微处理器的RXD端电连接；该接收选择电路用于对RS485收发器与RS232收发器接收的电平信号进行处理，使RS485收发器与RS232收发器的接收电平信号互不影响，并将RS485收发器与RS232收发器的接收电平信号发送到微处理器；

所述的RS485收发器：用于接收或发送RS485总线差分信号；

所述的RS232收发器：用于接收或发送RS232总线信号；

所述的RS485收发控制模块包括二极管D1、电阻R1、电阻R2、电容C1、非门U2A；其中：所述的二极管D1、电阻R1、电阻R2、电容C1构成不对称滤波电路；所述的二极管D1的负极与微处理器的TXD端电连接，该二极管D1的正极与电阻R1相串联，所述电阻R2并联在二极管D1与电阻R1组成的串联电路两端，所述的电阻R2与电阻R1的连接点连接所述电容C1和非门U2A，所述的电容C1的另一端接地，所述非门U2A的另一端与所述的RS485收发器的RE端和TE端电连接。

2.根据权利要求1所述的一种自适应的RS485通讯与RS232通讯的收发电路，其特征在于，所述的微处理器输出的TXD信号还分别与所述的RS485收发器和RS232收发器的TXD端电连接。