CN117526988A - Rs485换向电路和rs485换向方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了RS485换向电路和RS485换向方法，涉及通信技术领域。该RS485换向电路的微控制单元的输出端电连接发送端口，微控制单元的输入端电连接接收端口，控制芯片的输入端口电连接于微控制单元的输出端与发送端口之间，输出端口分别电连接接收使能端口和发送使能端口，控制芯片用于检测微控制单元的输出信号，并依据输出信号计算换向时间，及依据换向时间对RS485单元进行换向控制；本发明增设控制芯片，利用控制芯片对微控制单元的输出信号进行检测，由于控制芯片具备数据处理能力，通过控制芯片能够自动计算换向时间并在达到换向时间时发出换向控制指令，其换向控制时间精准可靠，从而在无需借助微控制单元的I/O端口前提下，实现对RS485单元的换向控制。

Description

RS485换向电路和RS485换向方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及RS485换向电路和RS485换向方法。

背景技术

RS485作为一种常用的通信技术，广泛的应用在工业以及消费类电子产品上。

传统的RS485换向电路，要不使用MCU的IO进行换向控制，要不使用RC来设置换向时间，等时间到后进行换向。使用MCU的IO控制，硬件简单，但需要增加软件的开发难度以及如果在MCU的IO资源紧张的情况下以及MCU需要与RS485芯片隔离的情况下，会增加隔离成本，此方案并没有优势。如果使用RC来控制换向时间，电容的容量容易收到外界温度的影响以及RC的值不能适配所有波特率，在实际应用中，效果也并不是很好。

发明内容

本发明的目的是提供RS485换向电路和RS485换向方法，其增设控制芯片，利用控制芯片对微控制单元的输出信号进行检测，由于控制芯片具备数据处理能力，通过控制芯片能够自动计算换向时间并在达到换向时间时发出换向控制指令，其换向控制时间精准可靠，从而在无需借助微控制单元的I/O端口前提下，实现对RS485单元的换向控制。

为了实现上述目的，本发明公开了一种RS485换向电路，其包括RS485单元、微控制单元和控制芯片，所述RS485单元包括接收端口、接收使能端口、发送端口和发送使能端口，所述微控制单元的输出端电连接所述发送端口，所述微控制单元的输入端电连接所述接收端口，所述控制芯片包括输入端口和输出端口，所述输入端口电连接于所述微控制单元的输出端与所述发送端口之间，所述输出端口分别电连接所述接收使能端口和发送使能端口，所述控制芯片用于检测所述微控制单元的输出信号，并依据所述输出信号计算换向时间，及依据所述换向时间对所述RS485单元进行换向控制。

与现有技术相比，本发明的控制芯片用于检测微控制单元的输出信号，并依据输出信号计算换向时间，及依据换向时间对RS485单元进行换向控制，其增设控制芯片，利用控制芯片对微控制单元的输出信号进行检测，由于控制芯片具备数据处理能力，通过控制芯片能够自动计算换向时间并在达到换向时间时发出换向控制指令，其换向控制时间精准可靠，从而在无需借助微控制单元的I/O端口前提下，实现对RS485单元的换向控制。

较佳地，所述RS485换向电路还包括隔离单元，所述微控制单元的输出端通过所述隔离单元电连接所述发送端口，所述微控制单元的输入端通过所述隔离单元电连接所述接收端口，所述隔离单元用于对所述RS485单元和微控制单元进行电气隔离。

具体地，所述隔离单元包括光隔离器、磁隔离器、变压器隔离器和电容隔离器中的一者或多者的组合。

较佳地，所述控制芯片为低功耗芯片。

较佳地，所述控制芯片的引脚数量大于或等于4。

较佳地，所述控制芯片的芯片类型为MCU芯片、CPLD芯片或FPGA芯片。

较佳地，当RS485单元的接收使能端口接收到低电平信号时，所述RS485单元可接受数据，当RS485单元的发送使能端口接收到高电平信号时，所述RS485单元可发送数据。

相应地，本发明还公开了一种RS485换向方法，应用于如上所述的RS485换向电路，微控制单元不向RS485单元发送数据信息时，控制芯片的输入端接收高电平信号，所述控制芯片的输出端输出低电平信号，RS485单元可接收数据信息，所述RS485换向方法包括如下步骤:

所述控制芯片检测所述微控制单元发送至RS485单元的数据信息，所述控制芯片依据检测到的所述微控制单元发送数据信息的起始位计算换向时间，并在到达所述换向时间后对所述RS485单元进行换向控制。

较佳地，所述控制芯片检测微控制单元发送至RS485单元的数据信息，所述控制芯片依据检测到的所述微控制单元发送数据信息的起始位计算换向时间，并在到达所述换向时间后对所述RS485单元进行换向控制，具体包括：

S1、所述控制芯片检测微控制单元发送至RS485单元的数据信息；

S2、若所述控制芯片检测微控制单元发送至RS485单元的数据信息中的起始位，则所述控制芯片的输出端输出高电平信号，并开始计算低电平信号的宽度和方波数量；

S3、若检测到所述微控制单元发送至RS485单元的数据信息的八位数据均发送完毕并接收到停止位后，所述控制芯片依据所述低电平信号的宽度和方波数量计算所述换向时间。

较佳地，所述控制芯片检测微控制单元发送至RS485单元的数据信息，所述控制芯片依据检测到的所述微控制单元发送数据信息的起始位计算换向时间，并在到达所述换向时间后对所述RS485单元进行换向控制，进一步包括：

在所述换向时间内，若所述控制芯片再次接收到所述微控制单元发送数据信息的起始位，则所述控制芯片重新执行步骤S1；

在所述换向时间内，若所述控制芯片没有接收到所述微控制单元发送数据信息的起始位，且所述控制芯片的输出端输出低电平信号，以使所述RS485单元可接收数据信息。

附图说明

图1是本发明的RS485换向电路的电路框图；

图2是本发明的RS485换向方法的流程框图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1所示，本实施例的RS485换向方法，应用于RS485换向电路，该RS485换向电路包括RS485单元、微控制单元和控制芯片，所述RS485单元包括接收端口、接收使能端口、发送端口和发送使能端口，所述微控制单元的输出端电连接所述发送端口，所述微控制单元的输入端电连接所述接收端口，所述控制芯片包括输入端口和输出端口，所述输入端口电连接于所述微控制单元的输出端与所述发送端口之间，所述输出端口分别电连接所述接收使能端口和发送使能端口，所述控制芯片用于检测所述微控制单元的输出信号，并依据所述输出信号计算换向时间，及依据所述换向时间对所述RS485单元进行换向控制。

较佳地，所述控制芯片为低功耗芯片，使得控制芯片可以无需通过外部供电，可以仅靠微控制单元的输出端实现供电。

较佳地，所述控制芯片的引脚数量大于或等于4，以满足后续功能拓展需求。

较佳地，所述控制芯片的芯片类型为MCU芯片、CPLD芯片或FPGA芯片，以充分根据实际需求选择芯片类型。

较佳地，所述RS485换向电路还包括隔离单元，所述微控制单元的输出端通过所述隔离单元电连接所述发送端口，所述微控制单元的输入端通过所述隔离单元电连接所述接收端口，所述隔离单元用于对所述RS485单元和微控制单元进行电气隔离。

具体地，所述隔离单元包括光隔离器、磁隔离器、变压器隔离器和电容隔离器中的一者或多者的组合。隔离单元的具体类型根据实际需求选定，在此不做限定。

较佳地，当RS485单元的接收使能端口接收到低电平信号时，所述RS485单元可接受数据，当RS485单元的发送使能端口接收到高电平信号时，所述RS485单元可发送数据。由于RS485单元的接收使能端口和发送使能端口接收的是同一个信号，同一个信号在同一时刻只能是高电平或低电平，也就是说，RS485单元同一时刻只能处于数据接收模式或数据发送模式。

请参阅图1和图2所示，本实施例的该微控制单元不向RS485单元发送数据信息时，控制芯片的输入端接收高电平信号，所述控制芯片的输出端输出低电平信号，RS485单元可接收数据信息，所述RS485换向方法包括如下步骤:

所述控制芯片检测所述微控制单元发送至RS485单元的数据信息，所述控制芯片依据检测到的所述微控制单元发送数据信息的起始位计算换向时间，并在到达所述换向时间后对所述RS485单元进行换向控制。

较佳地，所述控制芯片检测微控制单元发送至RS485单元的数据信息，所述控制芯片依据检测到的所述微控制单元发送数据信息的起始位计算换向时间，并在到达所述换向时间后对所述RS485单元进行换向控制，具体包括：

S1、所述控制芯片检测微控制单元发送至RS485单元的数据信息；

S2、若所述控制芯片检测微控制单元发送至RS485单元的数据信息中的起始位，则所述控制芯片的输出端输出高电平信号，并开始计算低电平信号的宽度和方波数量；

S3、若检测到所述微控制单元发送至RS485单元的数据信息的八位数据均发送完毕并接收到停止位后，所述控制芯片依据所述低电平信号的宽度和方波数量计算所述换向时间。

较佳地，所述控制芯片检测微控制单元发送至RS485单元的数据信息，所述控制芯片依据检测到的所述微控制单元发送数据信息的起始位计算换向时间，并在到达所述换向时间后对所述RS485单元进行换向控制，进一步包括：

在所述换向时间内，若所述控制芯片再次接收到所述微控制单元发送数据信息的起始位，则所述控制芯片重新执行步骤S1；

在所述换向时间内，若所述控制芯片没有接收到所述微控制单元发送数据信息的起始位，且所述控制芯片的输出端输出低电平信号，以使所述RS485单元可接收数据信息。

结合图1和图2，本发明的控制芯片用于检测微控制单元的输出信号，并依据输出信号计算换向时间，及依据换向时间对RS485单元进行换向控制，其增设控制芯片，利用控制芯片对微控制单元的输出信号进行检测，由于控制芯片具备数据处理能力，通过控制芯片能够自动计算换向时间并在达到换向时间时发出换向控制指令，其换向控制时间精准可靠，从而在无需借助微控制单元的I/O端口前提下，实现对RS485单元的换向控制。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种RS485换向电路，其特征在于：包括RS485单元、微控制单元和控制芯片，所述RS485单元包括接收端口、接收使能端口、发送端口和发送使能端口，所述微控制单元的输出端电连接所述发送端口，所述微控制单元的输入端电连接所述接收端口，所述控制芯片包括输入端口和输出端口，所述输入端口电连接于所述微控制单元的输出端与所述发送端口之间，所述输出端口分别电连接所述接收使能端口和发送使能端口，所述控制芯片用于检测所述微控制单元的输出信号，并依据所述输出信号计算换向时间，及依据所述换向时间对所述RS485单元进行换向控制。

2.如权利要求1所述的RS485换向电路，其特征在于：还包括隔离单元，所述微控制单元的输出端通过所述隔离单元电连接所述发送端口，所述微控制单元的输入端通过所述隔离单元电连接所述接收端口，所述隔离单元用于对所述RS485单元和微控制单元进行电气隔离。

3.如权利要求2所述的RS485换向电路，其特征在于：所述隔离单元包括光隔离器、磁隔离器、变压器隔离器和电容隔离器中的一者或多者的组合。

4.如权利要求1所述的RS485换向电路，其特征在于：所述控制芯片为低功耗芯片。

5.如权利要求1所述的RS485换向电路，其特征在于：所述控制芯片的引脚数量大于或等于4。

6.如权利要求1所述的RS485换向电路，其特征在于：所述控制芯片的芯片类型为MCU芯片、CPLD芯片或FPGA芯片。

7.如权利要求1所述的RS485换向电路，其特征在于：当RS485单元的接收使能端口接收到低电平信号时，所述RS485单元可接受数据，当RS485单元的发送使能端口接收到高电平信号时，所述RS485单元可发送数据。

8.一种RS485换向方法，应用于如权利要求1-7中任一项所述的RS485换向电路，其特征在于，微控制单元不向RS485单元发送数据信息时，控制芯片的输入端接收高电平信号，所述控制芯片的输出端输出低电平信号，RS485单元可接收数据信息，所述RS485换向方法包括如下步骤:

所述控制芯片检测所述微控制单元发送至RS485单元的数据信息，所述控制芯片依据检测到的所述微控制单元发送数据信息的起始位计算换向时间，并在到达所述换向时间后对所述RS485单元进行换向控制。

9.如权利要求8所述的RS485换向方法，其特征在于：所述控制芯片检测微控制单元发送至RS485单元的数据信息，所述控制芯片依据检测到的所述微控制单元发送数据信息的起始位计算换向时间，并在到达所述换向时间后对所述RS485单元进行换向控制，具体包括：

S1、所述控制芯片检测微控制单元发送至RS485单元的数据信息；

S2、若所述控制芯片检测微控制单元发送至RS485单元的数据信息中的起始位，则所述控制芯片的输出端输出高电平信号，并开始计算低电平信号的宽度和方波数量；

S3、若检测到所述微控制单元发送至RS485单元的数据信息的八位数据均发送完毕并接收到停止位后，所述控制芯片依据所述低电平信号的宽度和方波数量计算所述换向时间。

10.如权利要求8所述的RS485换向方法，其特征在于：所述控制芯片检测微控制单元发送至RS485单元的数据信息，所述控制芯片依据检测到的所述微控制单元发送数据信息的起始位计算换向时间，并在到达所述换向时间后对所述RS485单元进行换向控制，进一步包括：

在所述换向时间内，若所述控制芯片再次接收到所述微控制单元发送数据信息的起始位，则所述控制芯片重新执行步骤S1；

在所述换向时间内，若所述控制芯片没有接收到所述微控制单元发送数据信息的起始位，且所述控制芯片的输出端输出低电平信号，以使所述RS485单元可接收数据信息。