CN103116567A - 多串口的选择电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多串口的选择电路。本发明中的RS232和RS485串口选择模块由RS232串口的电平转换电路、RS485串口的电平转换电路和拨码选择电路组成，其中RS232串口的电平转换电路核心采用SP232E芯片，是将RS232串口信号电平转换成监控平台能够处理的信号电平；RS485串口的电平转换电路核心采用SP485EEN芯片，主要功能是将RS485串口信号电平转换成监控平台能够处理的信号电平；拨码选择电路中采用4脚双列直插拨码开关，主要功能是通过拨码组合，选择启用RS232串口或者是RS485串口。本发明只需拨码开关操作，就得以将同一个接口进行复用，切实满足外围设备的串口类型需要。
Description
技术领域
本发明用于现场监控平台，涉及一种多串口的选择电路。
背景技术
目前，现场监控平台的外围拓展功能越来越丰富，随之而来外围设备的种类繁多造成了接入现场监控平台给中央处理系统传递信息的接口也不确定，例如有的外围设备是RS232串口，有的却是RS422串口，还有就是RS485串口等。其中RS232也称标准串口，最常用的一种串行通讯接口，采用不平衡传输方式，即所谓单端通讯，比较适合本地设备之间的通信。而RS422标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”，它定义了接口电路的特性。常用RS-422四线接口由于采用单独的发送和接收通道，因此不必控制数据方向，各装置之间的信号交换均可以按软件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一对单独的双绞线）实现。更进一步RS-485是从RS-422基础上发展而来的，采用平衡传输方式。RS-485可以采用二线与四线方式，二线制可实现真正的多点双向通信。实际运用中将监控平台与外围设备连线时，存在需要提前得知外围设备的串口型号，预先准备好匹配的串口线或者多采购不同类型的串口线等麻烦问题，对工程的实施造成不便。
发明内容
本发明针对现场设备连接串口类型的不同，例如有RS232、RS422和RS485等，使用单一固定的串口线显然不能满足实际情况的需要，故提出一种用于现场监控平台与外围设备相连接的RS232串口和RS485串口多串口的选择电路，用于解决实际问题。
本发明采用以下技术方案：
本发明包括RS232和RS485串口选择模块和光耦隔离保护模块。RS232和RS485串口选择模块由RS232串口的电平转换电路、RS485串口的电平转换电路和拨码选择电路组成，其中RS232串口的电平转换电路核心采用SP232E芯片，主要功能是将RS232串口信号电平转换成监控平台能够处理的信号电平；而RS485串口的电平转换电路核心采用SP485EEN芯片，主要功能是将RS485串口信号电平转换成监控平台能够处理的信号电平；拨码选择电路中采用4脚双列直插拨码开关，主要功能是通过拨码组合，选择启用RS232串口或者是RS485串口。
RS232和RS485串口选择模块电路包括电平转换芯片SP232E U800、电平转换芯片SP485EEN U803、4脚双列直插拨码开关S800、DB-9型串行接口、TVS瞬态抑制二极管D800、TVS瞬态抑制二极管D801、TVS瞬态抑制二极管D802、TVS瞬态抑制二极管D803、TVS瞬态抑制二极管D810、熔断器F800、熔断器F801、电容C801、电容C802、电容C803、电容C804、电容C805、电容C806、电容C807、电容C809、电容C810、电感L800、电感L801、电阻R801、电阻R802、电阻R807、电阻R808、电阻R809、电阻R813、电阻R814。
电平转换芯片SP232E U800第一个引脚和第三个引脚分别与电容C806的两端相连，第四个引脚和第五个引脚分别与电容C807的两端相连，第十一个引脚与4脚双列直插拨码开关S800的第七个引脚和光耦隔离保护模块电路中的高速光耦合芯片HCPL-M600 U801的第五个引脚以及电阻R804的一端相连，第二个引脚和第十六个引脚分别与电容C804的两端相连，第六个引脚和第十五个引脚分别与电容C805的两端相连，第十三个引脚与电阻R802的一端相连，第十四个引脚与电阻R801的一端相连。
电平转换芯片SP485EEN U803第一个引脚与4脚双列直插拨码开关S800的第一个引脚相连，第二个引脚和第三个引脚共同与光耦隔离保护模块电路中的高速光耦合芯片HCPL-M600 U804的第五个引脚以及电阻R810的一端相连，第四个引脚与4脚双列直插拨码开关S800的第二个引脚相连，第八个引脚与5V电源相连，第七个引脚同时与电阻R807的一端、电阻R813的一端和4脚双列直插拨码开关S800的第四个引脚相连，第六个引脚同时与电阻R808的一端、电阻R814的一端和电阻R809的一端相连。
4脚双列直插拨码开关S800第一个引脚与电平转换芯片SP485EEN U803的第一个引脚相连，第二个引脚与电平转换芯片SP485EEN U803的第四个引脚相连，第三个引脚与电平转换芯片SP232E U800的第十二个引脚相连，第四个引脚与电平转换芯片SP485EEN U803的第七个引脚、电阻R807的一端和电阻R813的一端相连，第五个引脚与电阻R809的一端相连，第六个引脚和第八个引脚同时与高速光耦合芯片HCPL-M600 U802的第三个引脚相连，第七个引脚与电平转换芯片SP485EEN U803的第十一个引脚、高速光耦合芯片HCPL-M600 U801的第五个引脚和电阻R804的一端相连。
DB-9型串行接口的第十个引脚和第十一个引脚共同接地，第五个引脚是作为RS232串口的接地，第八个引脚与熔断器F800的一端相连，第七个引脚与熔断器F801的一端相连，第三个引脚与电感L800的一端相连，第二个引脚与电感L801的一端相连。
RS232和RS485串口选择模块电路剩下部分，电容C802的两端分别与5V电源和地相连； TVS瞬态抑制二极管D800的阳极和阴极分别与电容C803的两端相连，TVS瞬态抑制二极管D801的阳极和阴极分别与电容C801的两端相连，与此同时，TVS瞬态抑制二极管D800的阳极、TVS瞬态抑制二极管D801的阳极电容C803的一端和电容C801的一端共同接地；TVS瞬态抑制二极管D802的阳极接地，同时与电容C809的一端相连，阴极与熔断器F800的一端、电容C809的一端、电阻R813的一端和TVS瞬态抑制二极管D810的阳极相连；TVS瞬态抑制二极管D803的阳极接地，同时与电容C810的一端相连，阴极与熔断器F801的一端、电容C810的一端、电阻R814的一端和TVS瞬态抑制二极管D810的阴极相连。
光耦隔离保护模块电路包括高速光耦合芯片HCPL-M600 U801高速光耦合芯片HCPL-M600 U802、高速光耦合芯片HCPL-M600 U804、电容C808、电容C811、电容C812、电阻R803、电阻R804、电阻R805、电阻R806、电阻R810、电阻R811。
高速光耦合芯片HCPL-M600 U801的第一个引脚与电阻R805的一端相连；第四个引脚接地，同时与电容C808的一端相连；第五个引脚与电阻R804的一端、RS232和RS485串口选择模块电路中的电平转换芯片SP232E U800第一个引脚以及4脚双列直插拨码开关S800第七个引脚相连；第六个引脚接5V电源，同时与电容C808的另一端和电阻R804的另一端相连。
高速光耦合芯片HCPL-M600 U802的第一个引脚与电阻R803的一端相连；第三个引脚与4脚双列直插拨码开关S800第六个引脚和第八个引脚相连；第四个引脚接地，同时与电容C812的一端相连；第五个引脚与电阻R806的一端相连，第六个引脚接3.3V电源，同时与电阻R806的另一端、电阻R806的另一端和电容C812的另一端相连。
高速光耦合芯片HCPL-M600 U804的第一个引脚与电阻R811的一端相连；第四个引脚接地，同时与电容C811的一端相连；第五个引脚与电阻R811的一端以及RS232和RS485串口选择模块电路中的电平转换芯片SP485EEN U803第二、三个引脚相连；第六个引脚接5V电源，同时与电阻R811的另一端和电容C811的另一端相连。
电阻R805两端分别与3.3V电源和高速光耦和芯片HCPL-M600 U801的第一个引脚相连；电阻R803两端分别与5V电源和高速光耦和芯片HCPL-M600 U802的第一个引脚相连；电阻R811两端分别与3.3V电源和高速光耦和芯片HCPL-M600 U804的第一个引脚相连。
本发明在串口通信原理的基础上，设计了RS232串口和RS485串口转换的多串口转换电路，只需拨码开关操作，就得以将同一个接口进行复用，切实满足外围设备的串口类型需要，为整体监控平台的搭建创造了方便，同时节省了不同设备不同串口线的开支，经济而有效。
附图说明
图1 RS232和RS485串口选择模块电路原理图。
图2光耦隔离保护模块电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1和图2所示，本发明提供了用于现场监控平台，涉及一种多串口的选择电路。
本发明包括RS232和RS485串口选择模块和光耦隔离保护模块。RS232和RS485串口选择模块由RS232串口的电平转换电路、RS485串口的电平转换电路和拨码选择电路组成，其中RS232串口的电平转换电路核心采用SP232E芯片，主要功能是将RS232串口信号电平转换成监控平台能够处理的信号电平；而RS485串口的电平转换电路核心采用SP485EEN芯片，主要功能是将RS485串口信号电平转换成监控平台能够处理的信号电平；拨码选择电路中采用4脚双列直插拨码开关主要功能是通过拨码组合，选择启用RS232串口或者是RS485串口。
RS232和RS485串口选择模块电路包括电平转换芯片SP232E U800、电平转换芯片SP485EEN U803、4脚双列直插拨码开关S800、DB-9型串行接口、TVS瞬态抑制二极管D800、TVS瞬态抑制二极管D801、TVS瞬态抑制二极管D802、TVS瞬态抑制二极管D803、TVS瞬态抑制二极管D810、熔断器F800、熔断器F801、电容C801、电容C802、电容C803、电容C804、电容C805、电容C806、电容C807、电容C809、电容C810、电感L800、电感L801、电阻R801、电阻R802、电阻R807、电阻R808、电阻R809、电阻R813、电阻R814。
电平转换芯片SP232E U800第一个引脚和第三个引脚分别与电容C806的两端相连，第四个引脚和第五个引脚分别与电容C807的两端相连，第十一个引脚与4脚双列直插拨码开关S800的第七个引脚和光耦隔离保护模块电路中的高速光耦合芯片HCPL-M600 U801的第五个引脚以及电阻R804的一端相连，第二个引脚和第十六个引脚分别与电容C804的两端相连，第六个引脚和第十五个引脚分别与电容C805的两端相连，第十三个引脚与电阻R802的一端相连，第十四个引脚与电阻R801的一端相连。
电平转换芯片SP485EEN U803第一个引脚与4脚双列直插拨码开关S800的第一个引脚相连，第二个引脚和第三个引脚共同与光耦隔离保护模块电路中的高速光耦合芯片HCPL-M600 U804的第五个引脚以及电阻R810的一端相连，第四个引脚与4脚双列直插拨码开关S800的第二个引脚相连，第八个引脚与5V电源相连，第七个引脚同时与电阻R807的一端、电阻R813的一端和4脚双列直插拨码开关S800的第四个引脚相连，第六个引脚同时与电阻R808的一端、电阻R814的一端和电阻R809的一端相连。
4脚双列直插拨码开关S800第一个引脚与电平转换芯片SP485EEN U803的第一个引脚相连，第二个引脚与电平转换芯片SP485EEN U803的第四个引脚相连，第三个引脚与电平转换芯片SP232E U800的第十二个引脚相连，第四个引脚与电平转换芯片SP485EEN U803的第七个引脚、电阻R807的一端和电阻R813的一端相连，第五个引脚与电阻R809的一端相连，第六个引脚和第八个引脚同时与高速光耦合芯片HCPL-M600 U802的第三个引脚相连，第七个引脚与电平转换芯片SP485EEN U803的第十一个引脚、高速光耦合芯片HCPL-M600 U801的第五个引脚和电阻R804的一端相连。
DB-9型串行接口的第十个引脚和第十一个引脚共同接地，第五个引脚是作为RS232串口的接地，第八个引脚与熔断器F800的一端相连，第七个引脚与熔断器F801的一端相连，第三个引脚与电感L800的一端相连，第二个引脚与电感L801的一端相连。
RS232和RS485串口选择模块电路剩下部分，电容C802的两端分别与5V电源和地相连； TVS瞬态抑制二极管D800的阳极和阴极分别与电容C803的两端相连，TVS瞬态抑制二极管D801的阳极和阴极分别与电容C801的两端相连，与此同时，TVS瞬态抑制二极管D800的阳极、TVS瞬态抑制二极管D801的阳极电容C803的一端和电容C801的一端共同接地；TVS瞬态抑制二极管D802的阳极接地，同时与电容C809的一端相连，阴极与熔断器F800的一端、电容C809的一端、电阻R813的一端和TVS瞬态抑制二极管D810的阳极相连；TVS瞬态抑制二极管D803的阳极接地，同时与电容C810的一端相连，阴极与熔断器F801的一端、电容C810的一端、电阻R814的一端和TVS瞬态抑制二极管D810的阴极相连。
光耦隔离保护模块电路包括高速光耦合芯片HCPL-M600 U801高速光耦合芯片HCPL-M600 U802、高速光耦合芯片HCPL-M600 U804、电容C808、电容C811、电容C812、电阻R803、电阻R804、电阻R805、电阻R806、电阻R810、电阻R811。
高速光耦合芯片HCPL-M600 U801的第一个引脚与电阻R805的一端相连；第四个引脚接地，同时与电容C808的一端相连；第五个引脚与电阻R804的一端、RS232和RS485串口选择模块电路中的电平转换芯片SP232E U800第一个引脚以及4脚双列直插拨码开关S800第七个引脚相连；第六个引脚接5V电源，同时与电容C808的另一端和电阻R804的另一端相连。
高速光耦合芯片HCPL-M600 U802的第一个引脚与电阻R803的一端相连；第三个引脚与4脚双列直插拨码开关S800第六个引脚和第八个引脚相连；第四个引脚接地，同时与电容C812的一端相连；第五个引脚与电阻R806的一端相连，第六个引脚接3.3V电源，同时与电阻R806的另一端、电阻R806的另一端和电容C812的另一端相连。
高速光耦合芯片HCPL-M600 U804的第一个引脚与电阻R811的一端相连；第四个引脚接地，同时与电容C811的一端相连；第五个引脚与电阻R811的一端以及RS232和RS485串口选择模块电路中的电平转换芯片SP485EEN U803第二、三个引脚相连；第六个引脚接5V电源，同时与电阻R811的另一端和电容C811的另一端相连。
电阻R805两端分别与3.3V电源和高速光耦和芯片HCPL-M600 U801的第一个引脚相连；电阻R803两端分别与5V电源和高速光耦和芯片HCPL-M600 U802的第一个引脚相连；电阻R811两端分别与3.3V电源和高速光耦和芯片HCPL-M600 U804的第一个引脚相连。
串口类型的选择是通过图中所示拨码开关来实现，选择RS232模式则需要将拨码开关的，3号键闭合，1、2号键断开；而选择RS485模式则需要将拨码开关的1、2键闭合，3号键断开。拨动对应键就可以导通相应信号线路，使数据流进入相应的转换芯片，从而实现串口不同类型选择。
Claims (3)
1. 多串口的选择电路，包括RS232和RS485串口选择模块、光耦隔离保护模块，其特征在于：RS232和RS485串口选择模块由RS232串口的电平转换电路、RS485串口的电平转换电路和拨码选择电路组成，其中RS232串口的电平转换电路核心采用SP232E芯片，主要功能是将RS232串口信号电平转换成监控平台能够处理的信号电平；而RS485串口的电平转换电路核心采用SP485EEN芯片，主要功能是将RS485串口信号电平转换成监控平台能够处理的信号电平；拨码选择电路中采用4脚双列直插拨码开关，主要功能是通过拨码组合，选择启用RS232串口或者是RS485串口。
2.根据权利要求1所述的选择电路，其特征在于：RS232和RS485串口选择模块电路包括电平转换芯片SP232E U800、电平转换芯片SP485EEN U803、4脚双列直插拨码开关S800、DB-9型串行接口、TVS瞬态抑制二极管D800、TVS瞬态抑制二极管D801、TVS瞬态抑制二极管D802、TVS瞬态抑制二极管D803、TVS瞬态抑制二极管D810、熔断器F800、熔断器F801、电容C801、电容C802、电容C803、电容C804、电容C805、电容C806、电容C807、电容C809、电容C810、电感L800、电感L801、电阻R801、电阻R802、电阻R807、电阻R808、电阻R809、电阻R813、电阻R814；
电平转换芯片SP232E U800第一个引脚和第三个引脚分别与电容C806的两端相连，第四个引脚和第五个引脚分别与电容C807的两端相连，第十一个引脚与4脚双列直插拨码开关S800的第七个引脚和光耦隔离保护模块电路中的高速光耦合芯片HCPL-M600 U801的第五个引脚以及电阻R804的一端相连，第十二个引脚与4脚双列直插拨码开关S800的第三个引脚相连；第二个引脚和第十六个引脚分别与电容C804的两端相连，第六个引脚和第十五个引脚分别与电容C805的两端相连，第十三个引脚与电阻R802的一端相连，第十四个引脚与电阻R801的一端相连；
电平转换芯片SP485EEN U803第一个引脚与4脚双列直插拨码开关S800的第一个引脚相连，第二个引脚和第三个引脚共同与光耦隔离保护模块电路中的高速光耦合芯片HCPL-M600 U804的第五个引脚以及电阻R810的一端相连，第四个引脚与4脚双列直插拨码开关S800的第二个引脚相连，第八个引脚与5V电源相连，第七个引脚同时与电阻R807的一端、电阻R813的一端和4脚双列直插拨码开关S800的第四个引脚相连，第六个引脚同时与电阻R808的一端、电阻R814的一端和电阻R809的一端相连；
4脚双列直插拨码开关S800第一个引脚与电平转换芯片SP485EEN U803的第一个引脚相连，第二个引脚与电平转换芯片SP485EEN U803的第四个引脚相连，第三个引脚与电平转换芯片SP232E U800的第十二个引脚相连，第四个引脚与电平转换芯片SP485EEN U803的第七个引脚、电阻R807的一端和电阻R813的一端相连，第五个引脚与电阻R809的一端相连，第六个引脚和第八个引脚同时与高速光耦合芯片HCPL-M600 U802的第三个引脚相连，第七个引脚与电平转换芯片SP485EEN U803的第十一个引脚、高速光耦合芯片HCPL-M600 U801的第五个引脚和电阻R804的一端相连；
DB-9型串行接口的第十个引脚和第十一个引脚共同接地，第五个引脚是作为RS232串口的接地，第八个引脚与熔断器F800的一端相连，第七个引脚与熔断器F801的一端相连，第三个引脚与电感L800的一端相连，第二个引脚与电感L801的一端相连；
RS232和RS485串口选择模块电路剩下部分，电容C802的两端分别与5V电源和地相连； TVS瞬态抑制二极管D800的阳极和阴极分别与电容C803的两端相连，TVS瞬态抑制二极管D801的阳极和阴极分别与电容C801的两端相连，与此同时，TVS瞬态抑制二极管D800的阳极、TVS瞬态抑制二极管D801的阳极、电容C803的一端和电容C801的一端共同接地；TVS瞬态抑制二极管D802的阳极接地，同时与电容C809的一端相连，阴极与熔断器F800的一端、电容C809的一端、电阻R813的一端和TVS瞬态抑制二极管D810的阳极相连；TVS瞬态抑制二极管D803的阳极接地，同时与电容C810的一端相连，阴极与熔断器F801的一端、电容C810的一端、电阻R814的一端和TVS瞬态抑制二极管D810的阴极相连。
3.根据权利要求1所述的选择电路，其特征在于：光耦隔离保护模块电路包括高速光耦合芯片HCPL-M600 U801高速光耦合芯片HCPL-M600 U802、高速光耦合芯片HCPL-M600 U804、电容C808、电容C811、电容C812、电阻R803、电阻R804、电阻R805、电阻R806、电阻R810、电阻R811；
高速光耦合芯片HCPL-M600 U801的第一个引脚与电阻R805的一端相连；第四个引脚接地，同时与电容C808的一端相连；第五个引脚与电阻R804的一端、RS232和RS485串口选择模块电路中的电平转换芯片SP232E U800第一个引脚以及4脚双列直插拨码开关S800第七个引脚相连；第六个引脚接5V电源，同时与电容C808的另一端和电阻R804的另一端相连；
高速光耦合芯片HCPL-M600 U802的第一个引脚与电阻R803的一端相连；第三个引脚与4脚双列直插拨码开关S800第六个引脚和第八个引脚相连；第四个引脚接地，同时与电容C812的一端相连；第五个引脚与电阻R806的一端相连，第六个引脚接3.3V电源，同时与电阻R806的另一端、电阻R806的另一端和电容C812的另一端相连；
高速光耦合芯片HCPL-M600 U804的第一个引脚与电阻R811的一端相连；第四个引脚接地，同时与电容C811的一端相连；第五个引脚与电阻R811的一端以及RS232和RS485串口选择模块电路中的电平转换芯片SP485EEN U803第二、三个引脚相连；第六个引脚接5V电源，同时与电阻R811的另一端和电容C811的另一端相连；
电阻R805两端分别与3.3V电源和高速光耦和芯片HCPL-M600 U801的第一个引脚相连；电阻R803两端分别与5V电源和高速光耦和芯片HCPL-M600 U802的第一个引脚相连；电阻R811两端分别与3.3V电源和高速光耦和芯片HCPL-M600 U804的第一个引脚相连。
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