CN103916116A - 接口电平转换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种设置于主板上，用于侦测串口输入信号并输出与串口控制器主板串口控制器相对应的电平信号的接口电平转换装置，该装置包括一侦测模块，用于侦测串口输入信号，以判断串口输入信号的类别并根据判断结果输出对应的控制信号；一电路切换模块，包括逻辑控制引脚、输入端、第一组输出端及第二组输出端，所述逻辑控制引脚接收侦测模块发出的控制信号，并使输入端有选择性地判断将串口输入信号经第一输出端输出或经第二输出端输出。一RS232电平转换模块，与电路切换模块第一组输出端相连，用以将RS232串口信号转换为CMOS信号并输出至主板串口控制器。
Description
技术领域
本发明涉及一种接口电平转换装置。
背景技术
RS-232，亦称标准接口，是最常用的串行通讯接口。在RS-232规范协议中定义了高电平的电压范围为：+5到+12V之间；低电平的电压范围为-5到-12V之间。由于使用串口通讯的主板或系统板卡的串口设备的工作电平通常为CMOS电平（+3.3V对应数字信号为“1”的高电平；0V对应数字信号为“0”的低电平），这样，就必须在主板或串口设备中设置电平转换电路，使RS-232信号与CMOS信号相匹配。
然而，主板及系统板卡的串口设备通常分别由不同的生产商生产，当系统板卡的串口设备中设置了电平转换电路，而使用者却无法从肉眼观察得到，若RS-232串口信号仍然从主板或串口设备的串口输入端输入并传输，就使得一个测试系统中存在两个以上电平转换装置，从而导致电平转换失败。
发明内容
本发明提供一种能准确、高效地实现接口电平转换的接口电平转换装置。
一种接口电平转换装置，包括:
一侦测模块，用于侦测串口输入信号，以判断串口输入信号的类别并根据判断结果输出对应的控制信号；
一电路切换模块，包括逻辑控制引脚、输入端、第一组输出端及第二组输出端，所述逻辑控制引脚接收侦测模块发出的控制信号，并使输入端选择性地将串口输入信号经第一输出端输出或经第二输出端输出；
一RS232电平转换模块，与电路切换模块的第一组输出端相连，用以将RS232串口信号转换为CMOS信号并输出至主板串口控制器。
本发明的接口电平转换装置可对串口输入信号的电平值进行侦测处理，就可判断出该串口输入信号属于RS232信号，还是已经过转换的CMOS信号，进而确定是否要经过RS232电平转换模块对该串口输入信号进行转换，这样，就可以保证主板的串口控制器接收到与其相匹配的CMOS信号，确保了信号传输的准确性。
附图说明
图1是本发明接口电平转换装置与主板串口控制器及串口输入端相配合的较佳实施例的方框示意图。
图2是本发明接口电平转换装置与主板串口控制器及串口输入端相配合的较佳实施例的电气原理图。
主要元件符号说明
| 接口电平转换装置 | 10 |
| 电路切换模块 | 11 |
| 侦测模块 | 12 |
| RS232电平转换模块 | 13 |
| 串口连接器 | 15 |
| 主板串口控制器 | 16 |
| 电平转换芯片 | U81 |
| 切换芯片 | U17 、U18 |
| 比较器 | U82、U83 |
| 与门 | U84 |
| 电阻 | R1、R2 |
| 电容 | C1-C5 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
如图1所示，本发明接口电平转换装置10的较佳实施例包括接收串口输入信号的电路切换模块11、侦测串口输入信号电平值的侦测模块12及RS232电平转换模块13。所述侦测模块12对串口输入信号的电平进行侦测并根据侦测结果辑电平信号，并将逻辑电平信号传递至电路切换模块11，该电路切换模块11根据接收到的逻辑电平信号选择性将串口输入信号传输至RS232电平转换模块13或直接传输至主板串口控制器16，当侦测模块12输出的逻辑电平为高电平时，电路切换模块11将接收到的串口输入信号输出至RS232电平转换模块13，并经该RS232电平转换模块13的转换，向主板串口控制器输出与其相匹配的CMOS信号；当侦测模块12输出的逻辑电平为低电平时，电路切换模块13将接收到的串口输入信号直接输出至主板的串口控制器。
请继续参考图2，所述串口输入信号由与主板相连的串口连接器15接入，该串口连接器15具有8个信号端1-8，即对应8路串口输入信号。
在本实施例中，侦测模块12包括比较器U82、比较器U83及与门U84。电路切换模块11包括切换芯片U17和切换芯片U18。RS232电平转换模块13包括电平转换芯片U81。其中，侦测模块12的比较器U82、比较器U83及与门U84的电源引脚VCC均接外部电源VCC，且地引脚接地。比较器U82的同相输入端接5V电源，反相输入端与串口连接器15相连；比较器U83的反相输入端接-5V电源，同相输入端与串口连接器15相连。比较器U82和比较器U83的输出引脚分别和与门U84的两个输入引脚相连，与门U84的输出引脚与电路切换模块11的切换芯片U17和切换芯片U18的逻辑控制引脚S相连。
切换芯片U17和切换芯片U18分别包括四个输入端1A至4A、四个第一组输出引脚1B1至4B1及四个第二组输出引脚1B2至4B2，其中，所述切换芯片U17及U18根据其控制引脚S所接收的电平信号选择性的连通输入端1A至4A与第一组输出引脚1 B1至4B1或者连通输入端1A至4A与第二组输出引脚1 B2至4B2。在本实施例中，切换芯片U17的输入引脚1A至4A和切换芯片U18的输入引脚1A至4A分别与串口连接器15的8个信号端一一对应相连，切换芯片U17和切换芯片U18的使能控制引脚OE及接地引脚均接地，切换芯片U17和切换芯片U18的VCC引脚接外部电源VCC。切换芯片U17的第一组输出引脚1 B1至4 B1与电平转换芯片U81的第一组输入引脚RIN1至引脚RIN4相连，切换芯片U18的第一组输出引脚1 B1至引脚4 B1与电平转换芯片U81的第一组输入引脚RIN5及第二组输入引脚DIN1至DIN3相连；切换芯片U17的第二组输出引脚1 B2至引脚4 B2与电平转换芯片U81的第一组输出引脚ROUT1至ROUT4相连，切换芯片U18的第二组输出引脚1 B2至4 B2与电平转换芯片U81的第一组输出引脚ROUT5及第二组输出引脚DOUT1至引脚DOUT3相连。
电平转换芯片U81的电源引脚VCC接3.3V电源且通过电容C1接地，该电平转换芯片U81的电压感测正引脚V+及电压感测负引脚V－分别通过电容C2及电容C3接地；该电平转换芯片U81的电容感测正引脚C1+与电容感测负引脚C1－之间连接电容C4，该电平转换芯片的电容感测正引脚C2+与电容感测负引脚C2－之间连接电容C5；该电平转换芯片U81的两个转换控制引脚FORCEOFF和FORCEON分别通过电阻R1和电阻R2与3.3V电源相连;该电平转换芯片U81的接地引脚GND接地。该电平转换芯片U81的输出引脚ROUT1至ROUT5及DOUT1至DOUT3与主板串口控制器16相连。
本实施例的工作原理如下：
串口连接器15接入路串口输入信号，侦测模块12的比较器U82的反相输入端及比较器U83的正相输入端与串口连接器15的第3信号端相连，以侦测串口信号，当串口输入信号的电平值大于+5V时，则比较器U82输出低电平，比较器U83输出高电平，故与门U84输出低电平；当串口输入信号的电平值小于－5V时，则比较器U82输出低电平，比较器U83输出低电平，故与门U84输出低电平；若串口输入信号的电平值介于+5V至－5V之间时，则比较器U82输出高电平，比较器U83输出高电平，故与门U84输出高电平；由此可看，当串口输入信号为RS232信号时，与门U84输出低电平；当串口输入信号为CMOS信号时，与门U84输出高电平。故，由与门U84输出的逻辑信号就可以得知串口输入信号的类型。
切换芯片U17和切换芯片U18的逻辑控制引脚S根据与门U84发出的逻辑电平信号，选择串口输入信号的输出途径。由上述可见，当串口输入信号为RS232信号时，与门U84输出低电平，则切换芯片U17和切换芯片U18的逻辑控制引脚S控制第一组输出引脚1 B1至4 B1为工作的信号输出端，即将输入引脚1A-4A与第一组输出引脚1 B1至4 B1连通，串口输入信号传递至RS232电平转换模块13的电平转换芯片U81，并经电平转换芯片U81的转换输出CMOS信号传递至主板串口控制器16；当串口输入信号为CMOS信号时，与门U84输出高电平，则切换芯片U17和切换芯片U18的逻辑控制引脚S控制第二组输出引脚1 B2至4 B2为工作状态的信号输出端，即将输入引脚1A-4A与第二组输出引脚1 B2至4 B2连通，串口输入信号直接传递至主板串口控制器16。如此设计，既方便RS232与CMOS信号的电平转换，还可以有效地保证了主板串口控制器接收到与其相匹配的CMOS信号，确保了信号传输的准确性。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种接口电平转换装置，包括：
一侦测模块，用于侦测串口输入信号，以判断串口输入信号的类别并根据判断结果输出对应的控制信号；
一电路切换模块，包括逻辑控制引脚、输入端、第一组输出端及第二组输出端，所述逻辑控制引脚接收侦测模块发出的控制信号，并使输入端选择性地将串口输入信号经第一输出端输出或经第二输出端输出；
一RS232电平转换模块，与电路切换模块的第一组输出端相连，用以将RS232串口信号转换为CMOS信号并输出至主板串口控制器。
2.如权利要求1所述的接口电平转换装置，其特征在于：所述侦测模块包括第一比较器、第二比较器及与门，所述第一比较器的同相输入端接+5V电源，反相输入端侦测串口输入信号；所述第二比较器的反相输入端接-5V电源，同相输入端侦测串口输入信号；所述两个比较器的输出端与所述与门的输入端相连，所述与门的输出端发出控制信号并传递给电路切换模块的逻辑控制引脚。
3.如权利要求2所述的接口电平转换装置，其特征在于：所述电路切换模块包括两个电平切换芯片，每个切换芯片的使能引脚及接地引脚分别接地，所述两个切换芯片的电压引脚接外部电源，每个切换芯片的输入端包括四个接收串口输入信号的输入引脚，每个切换芯片的第一组输出端和第二组输出端均包括四个输出引脚，每个切换芯片的逻辑控制引脚接收侦测模块发出的控制信号，当侦测模块发出的控制信号为低电平时，串口输入信号经两个切换芯片的第一组输出端输出至RS232电平转换模块，当侦测模块发出的控制信号为高电平时，串口输入信号经两个切换芯片的第二组输出端输出至主板串口控制器。
4.如权利要求3所述的接口电平转换装置，其特征在于：所述RS232电平转换模块包括一电平转换芯片，该电平转换芯片的电源引脚接3.3V电源且通过第一电容接地，该电平转换芯片的电压感测正引脚及电压感测负引脚分别通过第二电容及第三电容接地，该电平转换芯片的第一电容感测正引脚与第一电容感测负引脚之间连接第四电容，该电平转换芯片的第二电容感测正引脚与第二电容感测负引脚之间连接第五电容；所述电平转换芯片的两个转换控制引脚分别通过第一电阻和第二电阻与3.3V电源相连，该电平转换芯片的第一组输入端的第一至第四引脚与所述电路切换模块的第一切换芯片的第一组四个输出引脚相连，该电平转换芯片的第一组输入端的第五引脚至第二组输入端的第一至第三引脚与所述电路切换模块的第二切换芯片的第一组四个输出引脚相连；该电平转换芯片的第一组输出端的第一至第四引脚与主板的串口控制器相连；该电平转换芯片的第一组输出端的第五引脚至第二组输出端的第一至第三引脚与主板的串口控制器相连，该电平电平转换芯片的接地引脚接地。
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