CN103268301B - 一种自动流的半双工uart接口电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种UART接口的半双工总线扩展电路，包括延时缓冲电路、TxD三态缓冲器、RxD三态缓冲器和反相缓冲电路。本发明可以使得UART由原本的收发分开的机制转变为收发共线的机制，改变传统的一主多从的方式为多主方式，实现UART中各个设备相互进行数据交互，更好更有效地利用通讯数据。
Description
技术领域
本发明涉及一种电路，特别是涉及到一种自动流的半双工UART接口电路。
背景技术
UART是一种通用串行数据总线，用于异步通信。UART首先将接收到的并行数据转换成串行数据来传输。消息帧从一个低位起始位开始，后面是5～8个数据位，一个可用的奇偶位和一个或几个高位停止位。接收器发现开始位时它就知道数据准备发送，并尝试与发送器时钟频率同步。如果选择了奇偶，UART就在数据位后面加上奇偶位。奇偶位可用来帮助错误校验。半双工(Half Duplex)数据传输指数据可以在一个信号载体的两个方向上传输，但是不能同时传输。例如，在一个局域网上使用具有半双工传输的技术，一个工作站可以在线上发送数据，然后立即在线上接收数据，这些数据来自数据刚刚传输的方向。像全双工传输一样，半双工包含一个双向线路（线路可以在两个方向上传递数据）
传统的UART在多设备通讯时，由于其TxD和RxD独立的线路，往往必须要把主控设备的TxD与所有被控设备的RxD连接，主控设备的RxD与所有被控设备的TxD连接，实现主控设备所发的数据，能让所有被控设备接收，而任何一个被控设备的数据能让主控设备接收。该收发方式最大的问题在于，被控设备发送的数据只能由主控设备接收，而被控设备之间不能进行数据交换。
发明内容
本发明的目的在于提供一种UART接口的半双工总线扩展电路，使得UART由原本的收发分开的机制转变为收发共线的机制，改变传统的一主多从的方式为多主方式，实现UART中各个设备相互进行数据交互，更好更有效地利用通讯数据。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种UART接口的半双工总线扩展电路，包括有UART数据发送接口TxD端口、UART数据接收接口RxD端口和收发总线接口RTBus端口，其还包括有延时缓冲电路，其两端连接所述TxD端口和RTBus端口；TxD三态缓冲器，其两端分别连接延时缓冲电路和RTBus端口；RxD三态缓冲器，其两端分别连接RxD端口和RTBus端口；反相缓冲电路，其两端分别连接TxD端口和所述RxD三态缓冲器。
进一步，所述TxD三态缓冲器和RTBus端口之间还连接有第一上拉电阻。
进一步，所述RxD三态缓冲器和RxD端口之间还连接有第二上拉电阻。
本发明的扩展电路具有的优点和有益效果是：
本发明提供了一种UART接口的半双工总线扩展电路，设有反相缓冲电路，使得UART由原本的收发分开的机制转变为收发共线的机制，改变传统的一主多从的方式为多主方式，实现UART中各个设备相互进行数据交互，更好更有效地利用通讯数据。
附图说明
图1为本发明的电路示意图；
图中：1—延时缓冲电路；2—TxD三态缓冲器；3—第一上拉电阻；4—反相缓冲电路；5—RxD三态缓冲器；6—第二上拉电阻。
具体实施方式
如图1所示，一种UART接口的半双工总线扩展电路，包括有UART数据发送接口TxD端口、UART数据接收接口RxD端口和收发总线接口RTBus端口，其还包括有延时缓冲电路1，其两端连接所述TxD端口和RTBus端口；TxD三态缓冲器2，其两端分别连接延时缓冲电路1和RTBus端口；RxD三态缓冲器5，其两端分别连接RxD端口和RTBus端口；反相缓冲电路4，其两端分别连接TxD端口和RxD三态缓冲器5。TxD三态缓冲器2和RTBus端口之间还连接有第一上拉电阻3，RxD三态缓冲器5和RxD端口之间还连接有第二上拉电阻6。
延时缓冲电路1通过延时，使得延时缓冲电路1到TxD三态缓冲器2的线上电平滞后于TxD到延时缓冲电路1的线上电平，起到使/失能延时的作用。TxD三态缓冲器2其电平传递方向与其符号箭头相同，具有一个“低电平”使能引脚～ENA。该缓冲器通过～ENA脚被失能后，输出端将没有电平输出，呈高阻状态。RxD三态缓冲器5电平传递方向与其符号箭头相同，具有一个“低电平”使能引脚～ENA。该缓冲器通过～ENA脚被失能后，输出端将没有电平输出，呈高阻状态。第一上拉电阻用于在RTBus没有电平信号控制时，默认为“高电平”。第二上拉电阻6用于在RxD没有电平信号控制时，默认为“高电平”。反相缓冲电路4，用于对TxD信号进行反相，并起到一定延时作用的电路，用于控制RxD三态缓冲器的～ENA引脚。
本发明工作原理如下：
带有UART接口的设备通过UART的TxD和RxD接入该电路。当该设备和RTBus上没有数据接收和发送时：
设备的TxD端口呈现“高电平”状态，该“高电平”通过延时缓冲电路，传递到TxD三态缓冲器2的～ENA脚上，使得TxD三态缓冲器2失能，此时TxD上的“高电平”无法通过TxD三态缓冲器2传递到RTBus中，因此RTBus的电平不会受到TxD影响。在没有外部电平影响的情况下，RTBus通过第一上拉电阻3上拉到与TxD一样的“高电平”状态。与此同时，TxD的“高电平”通过反相缓冲电路，输出“低电平”到RxD三态缓冲器5的～ENA脚上，使得RxD三态缓冲器使能，此时RTBus的电平会通过RxD三态缓冲器5传递到RxD中。由于此时RTBus为“高电平”，因此RxD也为“高电平”。
该设备数据发送时，发送的数据使得TxD线上产生逻辑电平变化：
当TxD变为“低电平”时，该“低电平”通过延时缓冲电路1传递到TxD三态缓冲器2的～ENA脚上，使得TxD三态缓冲器2使能，因此TxD的“低电平”通过TxD三态缓冲器2传递到RTBus上。同时，TxD的“低电平”通过反相缓冲电路输出“高电平”到RxD三态缓冲器的～ENA脚上，使得RxD三态缓冲器失能，RTBus的“低电平”将不能通过RxD三态缓冲器5传递到RxD中，而此时RxD通过第二上拉电阻6上拉到“高电平”。当TxD变为“高电平”时，该过程与上文所述相同。
当该设备没有数据发送，但RTBus有逻辑电平变化。
设备的TxD端口呈现“高电平”状态，该“高电平”通过延时缓冲电路，传递到TxD三态缓冲器2的～ENA脚上，使得TxD三态缓冲器2失能，此时TxD上的“高电平”无法通过TxD三态缓冲器2传递到RTBus中，因此RTBus的电平不会受到TxD影响。与此同时，TxD的“高电平”通过反相缓冲电路，输出“低电平”到RxD三态缓冲器的5～ENA脚上，使得RxD三态缓冲器5使能，此时RTBus的电平会通过RxD三态缓冲器5传递到RxD中。因此RxD将随RTBus的电平变化而变化。
该UART接口的半双工总线扩展电路，使得UART由原本的收发分开的机制转变为收发共线的机制，改变传统的一主多从的方式为多主方式，实现UART中各个设备相互进行数据交互，更好更有效地利用通讯数据。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (3)
1.一种自动流的半双工UART接口电路，用于UART中各设备进行收发共线机制，以实现各设备之间的数据交互，包括有UART数据发送接口TxD端口、UART数据接收接口RxD端口和收发总线接口RTBus端口，其特征在于：其还包括有
延时缓冲电路，其两端连接所述TxD端口和RTBus端口，使得延时缓冲电路到TxD三态缓冲器的线上电平滞后于TxD端口到延时缓冲电路的线上电平；
TxD三态缓冲器，其两端分别连接所述延时缓冲电路和RTBus端口；
RxD三态缓冲器，其两端分别连接RxD端口和RTBus端口；
反相缓冲电路，其两端分别连接TxD端口和所述RxD三态缓冲器；
当无数据接收和发送时，TxD端口处于“高电平”状态，使得其所连接TxD三态缓冲器处于失能状态，而通过反相缓冲电路使得RxD三态缓冲器处于使能状态，则RTBus端口的数据电平会通过处于使能状态的RxD三态缓冲器传递到RxD端口上；
当设备有数据发送时，TxD端口发送的“低电平”信号分别同时传递到延时缓冲电路的输入端、TxD三态缓冲器的输入端和反相缓冲电路的输入端，反相缓冲电路通过反相输出“高电平”信号到RxD三态缓冲器的～ENA脚上，从而使得失能的RxD三态缓冲器实现RTBus端口的电平不能传递到RxD端口上；延时缓冲电路在TxD端口电平信号输入后开始延时，在其延时结束后输出使能信号驱动TxD三态缓冲器使能，使得输入到TxD三态缓冲器的TxD端口数据电平输出到RTBus端口上。
2.根据权利要求1所述的一种自动流的半双工UART接口电路，其特征在于：所述TxD三态缓冲器和RTBus端口之间还连接有第一上拉电阻。
3.根据权利要求1所述的一种自动流的半双工UART接口电路，其特征在于：所述RxD三态缓冲器和RxD端口之间还连接有第二上拉电阻。
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