CN117176135B - Rs232与rs485的共用端口电路及共用端口设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种RS232与RS485的共用端口电路及共用端口设备，其电路包括：中央处理器；RS232通路，包括RS232收发器和RS232电源开关；RS485通路，包括RS485收发器、继电器控制开关和继电器；电平转换电路，包括分别RS232电平转换电路以及RS485电平转换电路；一组通信端口，包括分别连接RS232的输出端和RS485的输出端的一共用发送端口以及分别连接RS232的输入端和RS485的输入端的一共用接收端口。本发明控制RS232电源和光耦或固态继电器的开关来共用同一组端口通信，以使RS232通路和RS485通路可以实现任意切换，其所占用的端口变少，利用效率更高。
Description
技术领域
本发明涉及通信端口技术领域，尤其涉及一种RS232与RS485的共用端口电路及共用端口设备。
背景技术
随着通信需求的多元化，越来越多的设备同时支持不同协议的通信协议，而目前市面上同时具备不同通信端口的设备，考虑到信号衰减，如RS232和RS485的通信端口需要分立设置，彼此之间独立，但是这样设置的话，输出端口占用位置多了2个，不仅浪费资源成本高，用户使用时容易混淆，且在使用过程中要来回更换端口，极不方便，工作效率低，达不到现在倡导的智能、节能以及高效的效果。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种RS232与RS485的共用端口电路及共用端口设备，其解决了现有具备不同通信端口的设备存在所占有端口多，浪费资源、使用不便以及工作效率低的技术问题。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
第一方面，本发明实施例提供一种RS232与RS485的共用端口电路，包括：中央处理器、RS232通路、RS485通路、电平转换电路以及一组通信端口；
RS232通路包括连接中央处理器的RS232收发器以及分别连接RS232收发器和中央处理器的RS232电源开关；
RS485通路包括连接中央处理器的RS485收发器以及从中央处理器至RS485收发器依次连接的继电器控制开关和光耦或固态继电器；
电平转换电路包括分别连接中央处理器和RS232收发器的第一电平转换电路以及分别连接中央处理器和RS485的第二电平转换电路和第三电平转换电路；
一组通信端口包括分别连接RS232的发送端和RS485的差分信号发送端的一共用发送端口以及分别连接RS232的接收端和RS485的差分信息接收端的一共用接收端口；
中央处理器通过控制RS232电源开关和继电器控制开关的开关状态，以使RS232通路和RS485通路分时共用一组通信端口进行通信。
可选地，RS232收发器包括：RS232收发芯片、第三电阻以及第五电阻；
RS232收发芯片的一TTL电平输入端通过第一电平转换电路连接中央处理器的RS232信号输出端；
RS232收发芯片的一TTL电平输出端连接第五电阻的第二端，第五电阻的第一端和第三电阻的第一端连接中央处理器的RS232信号输入端，第三电阻的第二端接地；
RS232收发芯片的一RS232电平输出端连接共用发送端口；
RS232收发芯片的一RS232电平输入端连接共用接收端口。
可选地，RS232电源开关包括：第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第三场效应管以及第四三极管；
第四三极管的基极连接第十三电阻的第二端，第十三电阻的第一端连接中央处理器的RS232/RS485的控制信号输出端，第四三极管的集电极连接第十二电阻的第二端，第四三极管的发射级接地；
第三场效应管的栅极分别连接第十二电阻的第一端和第十一电阻的第二端；
第三场效应管的源极连接第十一电阻的第一端，共同作为5V电压输入端；
第三场效应管的漏极作为5VA电压输出端，连接RS232收发芯片的电源接入端。
可选地，第一电平转换电路用于将输入的3.3V电压转换为5.5V电压；
第一电平转换电路包括：第六场效应管、第三二极管、第十八电阻、第十九电阻；第六场效应管的栅极分别连接第三二极管的阴极和第十八电阻的第一端，第三二极管的阳极接入3.3V电压，第六场效应管的源极分别与第十八电阻的第二端和中央处理器连接，第六场效应管的漏极分别连接第十九电阻的第二端和RS232收发芯片的一TTL电平输入端，第十九电阻的第一端作为5V电压的输出端。
可选地，RS232收发器还包括：分别连接RS232收发器和一组通信端口的RS232保护电路；
RS232保护电路包括：第一保护二极管、第二保护二极管、第八保护二极管、第三热敏电阻以及第四热敏电阻；第一保护二极管的第一端接地；第一保护二极管的第二端分别连接RS232收发芯片的一RS232电平输出端、第八保护二极管的第一端和第三热敏电阻的第一端，第八保护二极管的第二端分别连接RS232收发芯片的一RS232电平输入端、第二保护二极管的第一端和第四热敏电阻的第一端，第二保护二极管的第二端接地，第三热敏电阻的第二端连接共用发送端口，第四热敏电阻的第二端连接共用接收端口。
可选地，RS485收发器包括：RS485收发芯片、第一继电器、第二继电器、第二电阻、第四电阻、第六电阻、第十四电阻以及第十五电阻；
RS485收发芯片的发送数据接收端通过第二电平转换电路连接中央处理器；
RS485收发芯片的接收数据输出端连接第六电阻的第二端，第六电阻的第一端连接分别连接中央处理器和第四电阻的第一端，第四电阻的第二端接地；
RS485收发芯片的发送使能端通过第三电平转换电路连接中央处理器；
RS485收发芯片的接收使能端通过第三电平转换电路连接中央处理器；
RS485收发芯片的差分信号接收端分别连接第二电阻的第一端和第一继电器的第三端，第一继电器的第四端连接到共用接收端口，第一继电器的第二端接地，第一继电器的第一端通过第十四电阻连接继电器控制开关的3.3VA电压输出端；
RS485收发芯片的差分信号发送端分别连接第二电阻的第二端和第二继电器的第三端，第二继电器的第四端连接到共用发送端口，第二继电器的第二端接地，第二继电器的第一端通过第十五电阻连接继电器控制开关的3.3VA电压输出端。
可选地，继电器控制开关包括：第五场效应管、第十六电阻以及第十七电阻；
第五场效应管的栅极分别连接第十七电阻的第一端和第十六电阻的第二端，第十七电阻的第二端连接中央处理器；
第五场效应的漏极和第十六电阻的第一端连接，共同作为3.3V电压的输入端；
第五场效应管的源极作为3.3VA电压输出端，与第十四电阻和第十五电阻连接。
可选地，第二电平转换电路和第三电平转换电路均用于将输入的3.3V电压转换为5.5V电压；
第二电平转换电路包括：第二场效应管、第二二极管、第七电阻以及第八电阻；第二场效应的栅极分别连接第二二极管的阴极和第七电阻的第一端，第二二极管的阳极接入3.3V电压，第二场效应管的源极分别与第七电阻的第二端和中央处理器连接，第二场效应管的漏极分别连接第八电阻的第二端和RS485收发芯片的发送数据接收端，第八电阻的第一端作为5V电压的输出端；
第三电平转换电路包括：第一场效应管、第一二极管、第一电阻、第九电阻以及第十电阻；第二场效应的栅极分别连接第一二极管的阴极和第九电阻的第一端，第一二极管的阳极接入3.3V电压，第一场效应管的源极分别与第九电阻的第二端、第一电阻的第一端以及中央处理器连接，第一电阻的第二端接地，第一场效应管的漏极分别连接第十电阻的第二端和RS485收发芯片的发送数据接收端，第十电阻的第一端作为5V电压的输出端。
可选地，RS485收发器还包括：分别连接RS485收发器和一组通信端口的RS485保护电路；
RS485保护电路包括：第三保护二极管、第四保护二极管、第五保护二极管、第六保护二极管、第七保护二极管、第九保护二极管、第十保护二极管、第一热敏电阻、第二热敏电阻、第五热敏电阻、第六热敏电阻、第七电容以及第八电容；
第三保护二极管第一端分别连接RS485收发芯片的差分信号接收端、第七电容的第一端、第四保护二极管的第一端、第九保护二极管的第二端以及第二热敏电阻的第一端；第三保护二极管的第二端分别连接RS485收发芯片的差分信号发送端、第八电容的第二端、第五保护二极管的第二端、第十保护二极管的第一端以及第一热敏电阻的第一端；第七电容的第二端、第八电容的第一端、第九保护二极管的第一端、第十保护二极管的第二端均接地；第五热敏电阻的第二端分别连接第一继电器的第三端和第二电阻的第一端，第六热敏电阻的第二端分别连接第二继电器的第三端和第二电阻的第二端；
第四保护二极管的第二端以及第五保护二极管的第一端均接地；
第六保护二极管的第一端分别连接第一继电器的第四端和第一热敏电阻的第一端，第一热敏电阻的第二端连接共用接收端口，第六保护二极管的第二端接地；
第七保护二极管的第一端分别连接第二继电器的第四端和第二热敏电阻的第一端，第二热敏电阻的第二端连接共用发送端口，第七保护二极管的第二端接地。
第二方面，本发明实施例提供一种RS232与RS485的共用端口设备，包括：壳体、容纳于壳体内部的电路板以及设置在电路板上的如上所述的RS232与RS485的共用端口电路。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：本发明控制RS232电源和光耦或固态继电器的开关来共用同一组端口通信，以使RS232和RS485可以任意切换，所占用的端口变少，利用效率更高，避免了因在现有设备使用过程中要来回更换端口，工作效率及其低下的弊端。同时，考虑到低电压工作的RS232和RS485价格比普通电压工作的RS232和RS485价格高很多，本发明利用MOSFE管作电平转换电路实现RS232通路和RS485通路的逻辑输入输出电平高低不一样而达到同等电平相等转换一样的效果，不需要使用专门的电平转换芯片，从而达到一样的效果，实现了低成本的电平转换，有实际推广意义。
附图说明
图1为本发明实施例提出的一种RS232与RS485的共用端口电路的组成示意图；
图2为本发明实施例提出的一种RS232与RS485的共用端口电路的RS232通路的电路结构原理图；
图3为本发明实施例提出的一种RS232与RS485的共用端口电路的RS485通路的电路结构原理图；
图4为本发明实施例提出的一种RS232与RS485的共用端口电路的中央处理器的电路结构原理图。
【附图标记说明】
U1：第一继电器；U2：第二继电器；U3：RS485收发芯片；U4：RS232收发芯片；U5：中央处理器；
Q1：第一场效应管；Q2：第二场效应管；Q3：第三场效应管；Q4：第四三极管；Q5：第五场效应管；Q6：第六场效应管；
TV1：第一保护二极管；TV2：第二保护二极管；TV3：第三保护二极管；TV4：第四保护二极管；TV5：第五保护二极管；TV6：第六保护二极管；TV7：第七保护二极管；TV8：第八保护二极管；TV9：第九保护二极管；TV10：第十保护二极管；
PTC1：第一热敏电阻；PTC2：第二热敏电阻；PTC3：第三热敏电阻；PTC4：第四热敏电阻；PTC5：第五热敏电阻；PTC6：第六热敏电阻；
R1：第一电阻；R2：第二电阻；R3：第三电阻；R4：第四电阻；R5：第五电阻；R6：第六电阻；R7：第七电阻；R8：第八电阻；R9：第九电阻；R10：第十电阻；R11：第十一电阻；R12：第十二电阻；R13：第十三电阻；R14：第十四电阻；R15：第十五电阻；R16：第十六电阻；R17：第十七电阻；R18：第十八电阻；R19：第十九电阻；
C1：第一电容；C2：第二电容；C3：第三电容；C4；第四电容；C5：第五电容；C6：第六电容；C7：第七电容；C8：第八电容；
D1：第一二极管；D2：第二二极管；D3：第三二极管。
具体实施方式
为了更好地解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
如图1所示，本发明实施例提出的一种RS232与RS485的共用端口电路，其特征在于，包括：中央处理器U5、RS232通路、RS485通路、电平转换电路以及一组通信端口；RS232通路包括连接中央处理器U5的RS232收发器以及分别连接RS232收发器和中央处理器U5的RS232电源开关；RS485通路包括连接中央处理器U5的RS485收发器以及从中央处理器U5至RS485收发器依次连接的继电器控制开关和光耦或固态继电器；电平转换电路包括分别连接中央处理器U5和RS232收发器的第一电平转换电路以及分别连接中央处理器U5和RS485的第二电平转换电路和第三电平转换电路；一组通信端口包括分别连接RS232的发送端和RS485的差分信号发送端的一共用发送端口以及分别连接RS232的接收端和RS485的差分信息接收端的一共用接收端口；中央处理器U5通过控制RS232电源开关和继电器控制开关的开关状态，以使RS232通路和RS485通路分时共用一组通信端口进行通信，同时利用电平转换电路实现RS232通路和RS485通路的逻辑电平不一样而达到同等电平转换一样的效果。
本发明控制RS232电源和光耦或固态继电器的开关来共用同一组端口通信，以使RS232和RS485可以任意切换，所占用的端口变少，利用效率更高，避免了因在现有设备使用过程中要来回更换端口，工作效率及其低下的弊端。同时，考虑到低电压工作的RS232和RS485价格比普通电压工作的RS232和RS485价格高很多，本发明利用MOSFE管作电平转换电路实现RS232通路和RS485通路的逻辑输入输出电平高低不一样而达到同等电平相等转换一样的效果，不需要使用专门的电平转换芯片，从而达到一样的效果，实现了低成本的电平转换，有实际推广意义。
为了更好地理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
首先，如图2所示，RS232收发器包括：RS232收发芯片U4、第三电阻R3以及第五电阻R5；RS232收发芯片U4的一TTL电平输入端通过第一电平转换电路连接中央处理器U5的RS232信号输出端；RS232收发芯片U4的一TTL电平输出端连接第五电阻R5的第二端，第五电阻R5的第一端和第三电阻R3的第一端连接中央处理器U5的RS232信号输入端，第三电阻R3的第二端接地；RS232收发芯片U4的一RS232电平输出端连接共用发送端口；RS232收发芯片U4的一RS232电平输入端连接共用接收端口。较佳地，第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5组成电荷泵，通过电容来存储电压，来为TTL电平和RS232电平之间的转换供能。
其次，参考图2，RS232电源开关包括：第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第三场效应管Q3以及第四三极管Q4；第四三极管Q4的基极连接第十三电阻R13的第二端，第十三电阻R13的第一端连接中央处理器U5的RS232/RS485的控制信号输出端，第四三极管Q4的集电极连接第十二电阻R12的第二端，第四三极管Q4的发射级接地；第三场效应管Q3的栅极分别连接第十二电阻R12的第一端和第十一电阻R11的第二端；第三场效应管Q3的源极连接第十一电阻R11的第一端，共同作为5V电压输入端；第三场效应管Q3的漏极作为5VA电压输出端，连接RS232收发芯片U4的电源接入端。RS232电源开关当闭合时就会有输出5VA电压，断开时5VA电压输出端就为0。
继而，如图3所示，RS485收发器包括：RS485收发芯片U3、第一继电器U1、第二继电器U2、第二电阻R2、第四电阻R4、第六电阻R6、第十四电阻R14、第十五电阻R15以及第六电容C6。其中，第六电容C6的第一端连接RS485收发芯片U3的供电电压端，第六电容C6的第二端接地。
RS485收发芯片U3的发送数据接收端通过第二电平转换电路连接中央处理器U5。RS485收发芯片U3的接收数据输出端连接第六电阻R6的第二端，第六电阻R6的第一端连接分别连接中央处理器U5和第四电阻R4的第一端，第四电阻R4的第二端接地。RS485收发芯片U3的发送使能端通过第三电平转换电路连接中央处理器U5。RS485收发芯片的接收使能端通过第三电平转换电路连接中央处理器U5。RS485收发芯片U3的差分信号接收端分别连接第四保护二极管TV4的第一端、第二电阻R2的第一端以及第一继电器U1的第三端，第一继电器U1的第四端连接到共用接收端口，第一继电器U1的第二端接地，第一继电器U1的第一端通过第十四电阻R14连接继电器控制开关的3.3VA电压输出端。RS485收发芯片U3的差分信号发送端分别连接第五保护二极管TV5的第二端、第二电阻R2的第二端以及第二继电器U2的第三端，第二继电器U2的第四端连接到共用发送端口，第二继电器U2的第二端接地，第二继电器U2的第一端通过第十五电阻R15连接继电器控制开关的3.3VA电压输出端；且第四保护二极管TV4的第二端以及第五保护二极管TV5的第一端均接地。
以及，参考图2，继电器控制开关包括：第五场效应管Q5、第十六电阻R16以及第十七电阻R17；第五场效应管Q5的栅极分别连接第十七电阻R17的第一端和第十六电阻R16的第二端，第十七电阻R17的第二端连接中央处理器U5；第五场效应的漏极和第十六电阻R16的第一端连接，共同作为3.3V电压的输入端；第五场效应管Q5的源极作为3.3VA电压输出端，与第十四电阻R14和第十五电阻R15连接。继电器控制开关当闭合时就会有输出3.3VA电压，断开时3.3VA电压输出端就为0。
然后，第一电平转换电路、第二电平转换电路和第三电平转换电路均用于将输入的3.3V电压转换为5.5V电压。
如图2所示，第一电平转换电路包括：第六场效应管Q6、第三二极管D3、第十八电阻R18、第十九电阻R19；第六场效应管的栅极分别连接第三二极管D3的阴极和第十八电阻R18的第一端，第三二极管D3的阳极接入3.3V电压，第六场效应管Q6的源极分别与第十八电阻R18的第二端和中央处理器U5连接，第六场效应管Q6的漏极分别连接第十九电阻R19的第二端和RS232收发芯片U4的一TTL电平输入端，第十九电阻R19的第一端作为5V电压的输出端。
如图3所示，第二电平转换电路包括：第二场效应管Q2、第二二极管D2、第七电阻R7、第八电阻R8；第二场效应的栅极分别连接第二二极管D2的阴极和第七电阻R7的第一端，第二二极管D2的阳极接入3.3V电压，第二场效应管Q2的源极分别与第七电阻R7的第二端和中央处理器U5连接，第二场效应管Q2的漏极分别连接第八电阻R8的第二端和RS485收发芯片U3的发送数据接收端，第八电阻R8的第一端作为5V电压的输出端。
如图3所示，第三电平转换电路包括：第一场效应管Q1、第一二极管D1、第一电阻R1、第九电阻R9以及第十电阻R10；第二场效应的栅极分别连接第一二极管D1的阴极和第九电阻R9的第一端，第一二极管D1的阳极接入3.3V电压，第一场效应管Q1的源极分别与第九电阻R9的第二端、第一电阻R1的第一端以及中央处理器U5连接，第一电阻R1的第二端接地，第一场效应管Q1的漏极分别连接第十电阻R10的第二端和RS485收发芯片U3的发送数据接收端，第十电阻R10的第一端作为5V电压的输出端。电平转换电路能将低电压逻辑自动变成高电平逻辑，运用简单MOSFET和外围电阻、二极管实现了低成本的逻辑电平转换，元件体积小且可以灵活在PCB板上放置。
再者，如图2所示，RS232收发器还包括：分别连接RS232收发器和一组通信端口的RS232保护电路；RS232保护电路包括：第一保护二极管TV1、第二保护二极管TV2、第八保护二极管TV8、第三热敏电阻PTC3以及第四热敏电阻PTC4；第一保护二极管TV1的第一端接地；第一保护二极管TV1的第二端分别连接RS232收发芯片U4的一RS232电平输出端、第八保护二极管TV8的第一端和第三热敏电阻PTC3的第一端，第八保护二极管TV8的第二端分别连接RS232收发芯片U4的一RS232电平输入端、第二保护二极管TV2的第一端和第四热敏电阻PTC4的第一端，第二保护二极管TV2的第二端接地，第三热敏电阻PTC3的第二端连接共用发送端口，第四热敏电阻PTC4的第二端连接共用接收端口。RS232中的保护电路可以很好的避免由于静电、雷电的瞬间高压击穿RS232的通信口，从而实现在恶劣的环境中也可以使用。
进而，如图3所示，RS485收发器还包括：分别连接RS485收发器和一组通信端口的RS485保护电路。RS485保护电路包括：第三保护二极管TV3、第四保护二极管TV4、第五保护二极管TV5、第六保护二极管TV6、第七保护二极管TV7、第九保护二极管TV9、第十保护二极管TV10、第一热敏电阻PTC1、第二热敏电阻PTC2、第五热敏电阻PTC5、第六热敏电阻PTC6、第七电容C7以及第八电容C8；第三保护二极管TV3第一端分别连接RS485收发芯片U3的差分信号接收端、第七电容C7的第一端、第四保护二极管TV4的第一端、第九保护二极管TV9的第二端以及第二热敏电阻PTC2的第一端；第三保护二极管TV3的第二端分别连接RS485收发芯片U3的差分信号发送端、第八电容的第二端、第五保护二极管TV5的第二端、第十保护二极管TV10的第一端以及第一热敏电阻PTC1的第一端；第七电容C7的第二端、第八电容C8的第一端、第九保护二极管TV9的第一端、第十保护二极管TV10的第二端均接地；第五热敏电阻PTC5的第二端分别连接第一继电器U1的第三端和第二电阻R2的第一端，第六热敏电阻PTC6的第二端分别连接第二继电器U2的第三端和第二电阻R2的第二端；第四保护二极管TV4的第二端以及第五保护二极管TV5的第一端均接地；第六保护二极管TV6的第一端分别连接第一继电器U1的第四端和第一热敏电阻PTC1的第一端，第一热敏电阻PTC1的第二端连接共用接收端口，第六保护二极管的第二端接地；第七保护二极管TV7的第一端分别连接第二继电器U2的第四端和第二热敏电阻PTC2的第一端，第七保护二极管的第二端接地，第二热敏电阻PTC2的第二端连接共用发送端口。同样RS485保护电路起到防护静电、雷击等功能。其中，保护二极管采用TVS(瞬态抑制二极管)，因此依靠TVS和PTC(正的温度系数)的特性能快速地钳住外界的高压和限制大电流流入RS232、RS485的通信端口。
值得一提的是，中央处理器U5采用单片机、FPGA、CPLD以及DSP之中的任意一种，参考图4，可知中央处理器U5通过RS232/485-CONTORL逻辑口给RS232电源开关和继电器控制开关输入开关控制信号，通过RS485-DE、RS485-DI、RS485-DO给RS485通路交流RS485通信信息，通过RS232-RX和RS232-TX给RS232交流RS232通信信息。
由此，基于上述电路具体结构，当输出为RS232通信时，中央处理器U5的逻辑口RS232/485-CONTORL只须输出高电平时就会自动默认为RS232通信，原理：RS232电源开关被打开产生了+5VA，由于RS232通路得到电源就可以进入工作状态，并且RS232/485-CONTORL输出高电平就会切断光耦或固态继电器开关电路，输出电压为0V，U1、R14、U2、R15就无法工作，也就是切断了RS485的通信通道，从而实现了RS232逻辑通信；当输出为RS485通信时，中央处理器U5的逻辑口RS232/485-CONTORL只须输出低电平时就会自动默认为RS45通信，原理：RS485光耦或固态继电器开关电路，开关被打开产生了+3VA，U1、R14、U2、R15得到电源就被打开，并且RS232/485-CONTORL输出低电平就会切断RS232电源开关，输出电压为0V，RS232通路中的U4、C1、C2、C3、C4、C5、R3、R5就无法工作，也就停止RS232的通信，从而实现了RS485通路的逻辑通信。
之所以要加上RS232电源开关和RS485继电器开关，原因是当电路设为R232通信时其通信口中会产生一个正负7-9V的电压，当处于RS232通信时，RS485的A、B口就会将RS232的负电压吸收掉，导致RS232无法通信，但加入RS485继电器开关时，RS232工作时，切断RS485的连接端口，从而能实现了RS232正常通信；电路设为R485通信时将RS232电源切断，这时RS232的端口处于悬空状态，这时对RS485A、B口通信信号无衰减作用，从而能实现了RS485正常通信。
此外，本发明还提供一种RS232与RS485的共用端口设备，包括：壳体、容纳于壳体内部的电路板以及设置在电路板上的如上所述的RS232与RS485的共用端口电路。
综上所述，本发明实施例提供一种RS232与RS485的共用端口电路及共用端口设备，本发明控制RS232电源和光耦或固态继电器的开关，同时利用电平转换电路可实现逻辑电平不一样而达到同等电平转换一样的效果，利用一个成本极低普通MOSFET管就可以实现低电压供电的RS232和RS485功能，控制RS232电源和光耦或固态继电器的开关就可以实现RS232(TXD,RXD)\RS485(A,B)共用同一组包含RS232-TXD/485-A和RS232-RXD/485-B的端口通信。由此，本发明提供的电路和设备其在具备能够自由使用的RS232和RS485功能的情况下，减少接口，使得用户不用为了区分接口烦恼，工作效率高，使用成本低。
由于本发明上述实施例所描述的系统/装置，为实施本发明上述实施例的方法所采用的系统/装置，故而基于本发明上述实施例所描述的方法，本领域所属技术人员能够了解该系统/装置的具体结构及变形，因而在此不再赘述。凡是本发明上述实施例的方法所采用的系统/装置都属于本发明所欲保护的范围。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例，或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。
应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何附图标记理解成对权利要求的限制。词语“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件来具体体现。词语第一、第二、第三等的使用，仅是为了表述方便，而不表示任何顺序。可将这些词语理解为部件名称的一部分。
此外，需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员在得知了基本创造性概念后，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，权利要求应该解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也应该包含这些修改和变型在内。
Claims (10)
1.一种RS232与RS485的共用端口电路，其特征在于，包括：中央处理器、RS232通路、RS485通路、电平转换电路以及一组通信端口；
RS232通路包括连接中央处理器的RS232收发器以及分别连接RS232收发器和中央处理器的RS232电源开关；
RS485通路包括连接中央处理器的RS485收发器以及从中央处理器至RS485收发器依次连接的继电器控制开关和光耦或固态继电器；
电平转换电路包括分别连接中央处理器和RS232收发器的第一电平转换电路、分别连接中央处理器和RS485的第二电平转换电路以及分别连接中央处理器和RS485的第三电平转换电路；
一组通信端口包括分别连接RS232的发送端和RS485的差分信号发送端的一共用发送端口以及分别连接RS232的接收端和RS485的差分信息接收端的一共用接收端口；
中央处理器通过控制RS232电源开关和继电器控制开关的开关状态，以使RS232通路和RS485通路分时共用一组通信端口进行通信；
其中，第二电平转换电路包括：第二场效应管、第二二极管、第七电阻以及第八电阻；第二场效应的栅极分别连接第二二极管的阴极和第七电阻的第一端，第二二极管的阳极接入3.3V电压，第二场效应管的源极分别与第七电阻的第二端和中央处理器连接，第二场效应管的漏极分别连接第八电阻的第二端和RS485收发芯片的发送数据接收端，第八电阻的第一端作为5V电压的输出端；第三电平转换电路包括：第一场效应管、第一二极管、第一电阻、第九电阻以及第十电阻；第二场效应的栅极分别连接第一二极管的阴极和第九电阻的第一端，第一二极管的阳极接入3.3V电压，第一场效应管的源极分别与第九电阻的第二端、第一电阻的第一端以及中央处理器连接，第一电阻的第二端接地，第一场效应管的漏极分别连接第十电阻的第二端和RS485收发芯片的发送数据接收端，第十电阻的第一端作为5V电压的输出端。
2.如权利要求1所述的RS232与RS485的共用端口电路，其特征在于，RS232收发器包括：RS232收发芯片、第三电阻以及第五电阻；
RS232收发芯片的一TTL电平输入端通过第一电平转换电路连接中央处理器的RS232信号输出端；
RS232收发芯片的一TTL电平输出端连接第五电阻的第二端，第五电阻的第一端和第三电阻的第一端连接中央处理器的RS232信号输入端，第三电阻的第二端接地；
RS232收发芯片的一RS232电平输出端连接共用发送端口；
RS232收发芯片的一RS232电平输入端连接共用接收端口。
3.如权利要求2所述的RS232与RS485的共用端口电路，其特征在于，RS232电源开关包括：第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第三场效应管以及第四三极管；
第四三极管的基极连接第十三电阻的第二端，第十三电阻的第一端连接中央处理器的RS232/RS485的控制信号输出端，第四三极管的集电极连接第十二电阻的第二端，第四三极管的发射级接地；
第三场效应管的栅极分别连接第十二电阻的第一端和第十一电阻的第二端；
第三场效应管的源极连接第十一电阻的第一端，共同作为5V电压输入端；
第三场效应管的漏极作为5VA电压输出端，连接RS232收发芯片的电源接入端。
4.如权利要求2所述的RS232与RS485的共用端口电路，其特征在于，第一电平转换电路用于将输入的3.3V电压转换为5.5V电压；
第一电平转换电路包括：第六场效应管、第三二极管、第十八电阻、第十九电阻；第六场效应管的栅极分别连接第三二极管的阴极和第十八电阻的第一端，第三二极管的阳极接入3.3V电压，第六场效应管的源极分别与第十八电阻的第二端和中央处理器连接，第六场效应管的漏极分别连接第十九电阻的第二端和RS232收发芯片的一TTL电平输入端，第十九电阻的第一端作为5V电压的输出端。
5.如权利要求2所述的RS232与RS485的共用端口电路，其特征在于，RS232收发器还包括：分别连接RS232收发器和一组通信端口的RS232保护电路；
RS232保护电路包括：第一保护二极管、第二保护二极管、第八保护二极管、第三热敏电阻以及第四热敏电阻；第一保护二极管的第一端接地；第一保护二极管的第二端分别连接RS232收发芯片的一RS232电平输出端、第八保护二极管的第一端和第三热敏电阻的第一端，第八保护二极管的第二端分别连接RS232收发芯片的一RS232电平输入端、第二保护二极管的第一端和第四热敏电阻的第一端，第二保护二极管的第二端接地，第三热敏电阻的第二端连接共用发送端口，第四热敏电阻的第二端连接共用接收端口。
6.如权利要求1所述的RS232与RS485的共用端口电路，其特征在于，RS485收发器包括：RS485收发芯片、第一继电器、第二继电器、第二电阻、第四电阻、第六电阻、第十四电阻以及第十五电阻；
RS485收发芯片的发送数据接收端通过第二电平转换电路连接中央处理器；
RS485收发芯片的接收数据输出端连接第六电阻的第二端，第六电阻的第一端连接分别连接中央处理器和第四电阻的第一端，第四电阻的第二端接地；
RS485收发芯片的发送使能端通过第三电平转换电路连接中央处理器；
RS485收发芯片的接收使能端通过第三电平转换电路连接中央处理器；
RS485收发芯片的差分信号接收端分别连接第二电阻的第一端和第一继电器的第三端，第一继电器的第四端连接到共用接收端口，第一继电器的第二端接地，第一继电器的第一端通过第十四电阻连接继电器控制开关的3.3VA电压输出端；
RS485收发芯片的差分信号发送端分别连接第二电阻的第二端和第二继电器的第三端，第二继电器的第四端连接到共用发送端口，第二继电器的第二端接地，第二继电器的第一端通过第十五电阻连接继电器控制开关的3.3VA电压输出端。
7.如权利要求6所述的RS232与RS485的共用端口电路，其特征在于，继电器控制开关包括：第五场效应管、第十六电阻以及第十七电阻；
第五场效应管的栅极分别连接第十七电阻的第一端和第十六电阻的第二端，第十七电阻的第二端连接中央处理器；
第五场效应的漏极和第十六电阻的第一端连接，共同作为3.3V电压的输入端；
第五场效应管的源极作为3.3VA电压输出端，与第十四电阻和第十五电阻连接。
8.如权利要求6所述的RS232与RS485的共用端口电路，其特征在于，第二电平转换电路和第三电平转换电路均用于将输入的3.3V电压转换为5.5V电压。
9.如权利要求6所述的RS232与RS485的共用端口电路，其特征在于，RS485收发器还包括：分别连接RS485收发器和一组通信端口的RS485保护电路；
RS485保护电路包括：第三保护二极管、第四保护二极管、第五保护二极管、第六保护二极管、第七保护二极管、第九保护二极管、第十保护二极管、第一热敏电阻、第二热敏电阻、第五热敏电阻、第六热敏电阻、第七电容以及第八电容；
第三保护二极管第一端分别连接RS485收发芯片的差分信号接收端、第七电容的第一端、第四保护二极管的第一端、第九保护二极管的第二端以及第二热敏电阻的第一端；第三保护二极管的第二端分别连接RS485收发芯片的差分信号发送端、第八电容的第二端、第五保护二极管的第二端、第十保护二极管的第一端以及第一热敏电阻的第一端；第七电容的第二端、第八电容的第一端、第九保护二极管的第一端、第十保护二极管的第二端均接地；第五热敏电阻的第二端分别连接第一继电器的第三端和第二电阻的第一端，第六热敏电阻的第二端分别连接第二继电器的第三端和第二电阻的第二端；
第四保护二极管的第二端以及第五保护二极管的第一端均接地；
第六保护二极管的第一端分别连接第一继电器的第四端和第一热敏电阻的第一端，第一热敏电阻的第二端连接共用接收端口，第六保护二极管的第二端接地；
第七保护二极管的第一端分别连接第二继电器的第四端和第二热敏电阻的第一端，第二热敏电阻的第二端连接共用发送端口，第七保护二极管的第二端接地。
10.一种RS232与RS485的共用端口设备，包括：壳体、容纳于壳体内部的电路板以及设置在电路板上的如权利要求1-9任一项所述的RS232与RS485的共用端口电路。
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| GR01 | Patent grant | ||
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