CN105335314B - 一种二总线到rs485/rs232的可编程多协议接口转换器 - Google Patents
一种二总线到rs485/rs232的可编程多协议接口转换器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及协议转换器领域,更具体地,涉及一种二总线到ModBus的可编程多协议接口转换器。其包括控制器、显示设备、主从机模式切换电路,二总线通信电路和RS485/RS232接口电路,显示设备和主从机模式切换电路分别与控制器连接,二总线通信电路一端与控制器连接,另一端用于连接二总线应用系统,RS485/RS232接口电路一端与控制器连接,另一端用于连接第三方系统的接口。本发明的转换器中集成了二总线通信电路和RS485/RS232接口电路,改变了单一接口模式的转换方式,支持二总线、RS485、RS232多种接口与ModBus接口进行转换,提高了转换器的集成度。
Description
技术领域
本发明涉及协议转换器领域,更具体地,涉及一种二总线到RS485/RS232的可编程多协议接口转换器。
背景技术
Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它,不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络,进行集中监控。
现有技术中,一些设备只支持Modbus接口,另一些设备只支持二总线、RS485、RS232等其他接口,当这些支持不同接口的设备之间需要进行互联互通时,则需要转换器进行转换。
目前的转换器主要有MODBUS-RS485转换器或者MODBUS-RS232转换器。这些转换器是电平及协议转换器,其特点是一般不可编程,同时只有单一的一种接口转换器,适合于单一的设备转换成MODBUS接口与其它一个主设备相连通信。具体的连接方式为:
主设备(MODBUS接口)←MODBUS-RS232转换器←设备1(RS232接口)
主设备(MODBUS接口)←MODBUS-RS485转换器←设备1(RS485接口)
上述所提及的转换器都存在如下的缺陷:
1、只支持一种接口设备转化为MODBUS接口与主设备相连;
2、一般只支持单向连接,即转换器只能把本设备作为从设备与具有MODBUS接口的主设备连接,不可以反方向使用;
3、一般只支持一台设备与另一台主设备的连接通信;
4、一般不具备可编程性。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷(不足),提供一种二总线到RS485/RS232的可编程多协议接口转换器。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案如下:
一种二总线到RS485/RS232的可编程多协议接口转换器,包括控制器、显示设备、主从机模式切换电路,二总线通信电路和RS485/RS232接口电路,显示设备和主从机模式切换电路分别与控制器连接,二总线通信电路一端与控制器连接,另一端用于连接二总线应用系统,RS485/RS232接口电路一端与控制器连接,另一端用于连接第三方系统的接口。
上述方案中,所述控制器为ARM控制器。
上述方案中,二总线通信电路包括时钟电路、发码电路和收码电路,时钟电路的输入端用于与二总线应用系统连接,其输出端连接控制器;发码电路的输入端与控制器连接,其输出端用于与二总线应用系统连接;收码电路的输入端用于与二总线应用系统连接,其输出端与控制器连接。
上述方案中,所述时钟电路包括稳压二极管5ZD1、三极管5G4、电阻5R7、电阻5R8和电阻5R9,稳压二极管5ZD1的负极用于与二总线应用系统连接,稳压二极管5ZD1的正极与电阻5R9一端连接,电阻5R9的一端连接三极管5G4的基极,三极管5G4的基极还通过电阻5R8接地,三极管5G4的发射极接地,三极管5G4的集电极作为输出端连接控制器,三极管5G4的集电极还通过电阻5R7接电源端。
上述方案中,所述收码电路包括双向瞬态抑制二极管5Z1、三极管5G3、电阻5R4、电阻5R5和电阻5R6,电阻5R6一端用于与二总线应用系统连接,电阻5R6的另一端与三极管5G3的基极连接,双向瞬态抑制二极管5Z1的一端用于与二总线应用系统连接,双向瞬态抑制二极管5Z1的另一端接地;三极管5G3的基极还通过电阻5R5接地,三极管5G3的发射极接地,三极管5G3的集电极作为输出端以及通过电阻5R4接电源端。
上述方案中,所述发码电路包括三极管5G1、三极管5G2、电阻5R1、电阻5R2和电阻5R3,电阻5R1一端连接控制器,其另一端与三极管5G2的基极连接,三极管5G2的基极还与三极管5G1的集电极连接,三极管5G2的集电极作为输出端用于与二总线应用系统连接,三极管5G2的发射极通过电阻5R2与三极管5G1的基极连接,三极管5G2的发射极还通过电阻5R3接地,三极管5G1的发射极接地。
上述方案中,RS485/RS232接口电路包括分别作为主接口和从接口的两个RS485接口和一个RS232接口,两个RS485接口的一端和一个RS232接口的一端分别与控制器连接,两个RS485接口的另一端和一个RS232接口的另一端分别用于连接第三方系统的接口;控制器中还连接有切换器,通过切换器可以将其中一个RS485接口和一个RS232接口进行切换工作。
上述方案中,所述切换器为跳线帽。
上述方案中,主从机模式切换电路包括拨码开关,拨码开关与控制器连接。
与现有技术相比,本发明技术方案的有益效果是:
(1)本发明的转换器中集成了二总线通信电路和RS485/RS232接口电路,改变了单一接口模式的转换方式,支持二总线、RS485、RS232多种接口与ModBus接口进行转换,提高了转换器的集成度。
(2)本发明的转换器由于设置了二总线通信电路和RS485/RS232接口电路,而且RS485/RS232接口电路中同时设置两个RS485接口,可以同时支持多个设备同时接入,使用非常方便。
(3)本发明的转换器中设置了主从机模式切换电路,克服了只支持单向连接的问题,可以实现双向连接,将连接到其中的设备进行主从转换,大大利于多种设备的互联互通。
附图说明
图1为本发明一种二总线到RS485/RS232的可编程多协议接口转换器的架构图。
图2为本发明中时钟电路的具体电路图。
图3为本发明中收码电路的具体电路图。
图4为本发明中发码电路的具体电路图。
图5为本发明中电源模块的具体电路图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制;
为了更好说明本实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;
对于本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含所指示的技术特征的数量。由此,限定的“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以是通过中间媒介间接连接,可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1所示,本发明一种二总线到RS485/RS232的可编程多协议接口转换器,包括控制器1、显示设备2、主从机模式切换电路3,二总线通信电路4和RS485/RS232接口电路5,显示设备2和主从机模式切换电路3分别与控制器1连接,二总线通信电路4一端与控制器1连接,另一端用于连接二总线应用系统,RS485/RS232接口电路5一端与控制器1连接,另一端用于连接第三方系统的接口。
其中,在本发明的转换器中,还可以包括电源模块,该电源模块分别与控制器1、显示设备2、主从机模式切换电路3、二总线通信电路4和RS485/RS232接口电路5连接,为各个电路供电。具体地,电源模块可以采用LM2596-5电源芯片实现,其具体应用电路如图5所示。参见涂5,电源模块的具体电路包括:LM2596-5电源芯片、极性电容2C1、肖特基整流管IN5824、电阻2R0、电感2L1、极性电容2C2、双向瞬态抑制二极管2Z1、极性电容2C7、电源隔离芯片U、极性电容2C8,LM2596-5的Vin接口外接输入电源,如+24v的电源,Vin接口还通过2C1接地GNDS;LM2596-5的GND接口、EN接口均接地GNDS;IN5824的正极接地GNDS,IN5824的负极接LM2596-5的VOUT接口;2L1的一端接LM2596-5的VOUT接口,另一端接U的Vin接口;2R0一端接LM2596-5的FEED接口,另一端接U的Vin接口;2C2通过2L1接LM2596-5的VOUT接口;2Z1一端接U的Vin接口,另一端接GNDS;2C7一端接U的Vin接口,另一端接GNDS;U的Vin接口还接+5Vin,U的GND接口接地,U的+Vo和-Vo之间并联2C8,U的+Vo接口输出+5V的电源,U的-Vo接口还接地GND。该电源模块通过将+24V的电源转换为+5V电源为各个电路供电。
本发明的转换器支持Modbus-RS485,Modbus-RS232转化器使用。本发明可以具体应用于火灾报警控制系统,该转换器将火灾报警控制器回路设备映射成ModBus寄存器,从而使得以Modbus/RTU通信协议进行通信的第三方系统可以接入火灾报警控制主机。该转换器通过RS485或RS232接口和第三方系统进行通信,并且支持ModBus主机模式或ModBus从机模式。
在具体实施过程中,控制器1可以采用ARM控制器实现。具体选型时可以采用LPC2138,LPC2138通常用于处理要求高度集成和低功耗的嵌入式应用,具备32位微处理器,具有高性能和超低功耗的特性。
具体实施过程中,显示设备2可以采用LED灯。
在具体实施过程中,二总线通信电路4具体包括时钟电路、发码电路和收码电路,时钟电路的输入端用于与二总线应用系统连接,其输出端连接控制器;发码电路的输入端与控制器连接,其输出端用于与二总线应用系统连接;收码电路的输入端用于与二总线应用系统连接,其输出端与控制器连接。
具体地,如图2所示,时钟电路具体包括稳压二极管5ZD1、三极管5G4、电阻5R7、电阻5R8和电阻5R9,稳压二极管5ZD1的负极用于与二总线应用系统连接,稳压二极管5ZD1的正极与电阻5R9一端连接,电阻5R9的一端连接三极管5G4的基极,三极管5G4的基极还通过电阻5R8接地,三极管5G4的发射极接地,三极管5G4的集电极作为输出端连接控制器,三极管5G4的集电极还通过电阻5R7接电源端。将图2的时钟电路应用于火灾报警控制系统时,图2所示的SLC+为火灾报警控制器回路信号,里面包含有三种电压,24V、5V、0V,24V作为供电电压,5V和0V为数据;当SLC+为24V时,SLC_CLOCK输出为低电平;SLC+为5V/0V时,SLC_CLOCK输出为高电平,从而为收码电路提供时钟信号。
具体应用中,时钟电路还连接有led灯,通过led灯来显示其工作状态。
具体地,如图3所示,收码电路具体包括双向瞬态抑制二极管5Z1、三极管5G3、电阻5R4、电阻5R5和电阻5R6,电阻5R6一端用于与二总线应用系统连接,电阻5R6的另一端与三极管5G3的基极连接,双向瞬态抑制二极管5Z1的一端用于与二总线应用系统连接,双向瞬态抑制二极管5Z1的另一端接地;三极管5G3的基极还通过电阻5R5接地,三极管5G3的发射极接地,三极管5G3的集电极作为输出端以及通过电阻5R4接电源端。具体工作时,当SLC+为24V/5时,SLC_R输出为低电平;SLC+为0V时,SLC_R输出为高电平。控制器根据SLC_CLOCK时钟信号和SLC_R收码信号就能分析出SLC+所包含的信息。
具体地,如图4所示,发码电路具体包括三极管5G1、三极管5G2、电阻5R1、电阻5R2和电阻5R3,电阻5R1一端连接控制器,其另一端与三极管5G2的基极连接,三极管5G2的基极还与三极管5G1的集电极连接,三极管5G2的集电极作为输出端用于与二总线应用系统连接,三极管5G2的发射极通过电阻5R2与三极管5G1的基极连接,三极管5G2的发射极还通过电阻5R3接地,三极管5G1的发射极接地。具体工作时,控制器接收正确的信息,同过设置SLC_T高低电平,就能向SLC+返回信息。
具体实施过程中,RS485/RS232接口电路包括分别作为主接口和从接口的两个RS485接口和一个RS232接口,两个RS485接口的一端和一个RS232接口的一端分别与控制器连接,两个RS485接口的另一端和一个RS232接口的另一端分别用于连接第三方系统的接口;控制器中还连接有切换器,通过切换器可以将其中一个RS485接口和一个RS232接口进行切换工作。其中切换器可以采用跳线帽。本转换器有两个RS485接口,一主一备,根据需要来使用,可以通过调整跳线帽可把其中作为主接口的RS485接口切换为RS232接口。
具体实施过程中,主从机模式切换电路包括拨码开关,拨码开关与控制器连接。在本发明的转换器中具有两个RS485接口(一主一备),用于和第三方系统通信,还包括一个二总线接口,用于二总线应用系统,如火灾报警控制器通信。通过拨码开关可将转换器设置为配置模式、主机模式、从机模式。
本发明的转换器具体工作时,控制器获取转换器的工作模式,判断所连接的二总线应用系统是配置模式、主机模式还是从机模式,判断出所处的工作模式后再执行对应的工作流程。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件;
附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制;
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种二总线到RS485/RS232的可编程多协议接口转换器,其特征在于,包括控制器、显示设备、主从机模式切换电路,二总线通信电路和RS485/RS232接口电路,显示设备和主从机模式切换电路分别与控制器连接,二总线通信电路一端与控制器连接,另一端用于连接二总线应用系统,RS485/RS232接口电路一端与控制器连接,另一端用于连接第三方系统的接口;
二总线通信电路包括时钟电路、发码电路和收码电路,时钟电路的输入端用于与二总线应用系统连接,其输出端连接控制器;发码电路的输入端与控制器连接,其输出端用于与二总线应用系统连接;收码电路的输入端用于与二总线应用系统连接,其输出端与控制器连接;
所述时钟电路包括稳压二极管5ZD1、三极管5G4、电阻5R7、电阻5R8和电阻5R9,稳压二极管5ZD1的负极用于与二总线应用系统连接,稳压二极管5ZD1的正极与电阻5R9一端连接,电阻5R9的另一端连接三极管5G4的基极,三极管5G4的基极还通过电阻5R8接地,三极管5G4的发射极接地,三极管5G4的集电极作为输出端连接控制器,三极管5G4的集电极还通过电阻5R7接电源端;
所述收码电路包括双向瞬态抑制二极管5Z1、三极管5G3、电阻5R4、电阻5R5和电阻5R6,电阻5R6一端用于与二总线应用系统连接,电阻5R6的另一端与三极管5G3的基极连接,双向瞬态抑制二极管5Z1的一端用于与二总线应用系统连接,双向瞬态抑制二极管5Z1的另一端接地;三极管5G3的基极还通过电阻5R5接地,三极管5G3的发射极接地,三极管5G3的集电极作为输出端以及通过电阻5R4接电源端;
所述发码电路包括三极管5G1、三极管5G2、电阻5R1、电阻5R2和电阻5R3,电阻5R1一端连接控制器,其另一端与三极管5G2的基极连接,三极管5G2的基极还与三极管5G1的集电极连接,三极管5G2的集电极作为输出端用于与二总线应用系统连接,三极管5G2的发射极通过电阻5R2与三极管5G1的基极连接,三极管5G2的发射极还通过电阻5R3接地,三极管5G1的发射极接地;
RS485/RS232接口电路包括分别作为主接口和从接口的两个RS485接口和一个RS232接口,两个RS485接口的一端和一个RS232接口的一端分别与控制器连接,两个RS485接口的另一端和一个RS232接口的另一端分别用于连接第三方系统的接口;控制器中还连接有切换器,通过切换器可以将其中一个RS485接口和一个RS232接口进行切换工作。
2.根据权利要求1所述的二总线到RS485/RS232的可编程多协议接口转换器,其特征在于,所述控制器为ARM控制器。
3.根据权利要求2所述的二总线到RS485/RS232的可编程多协议接口转换器,其特征在于,所述切换器为跳线帽。
4.根据权利要求1至3任一项所述的二总线到RS485/RS232的可编程多协议接口转换器,其特征在于,主从机模式切换电路包括拨码开关,拨码开关与控制器连接。
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