CN202257561U - 协议转换器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种协议转换器，其设置在两个待连接通信设备的串口和I2C接口之间，包括：与所述串口连接的串口电压转换模块、以及与所述I2C接口连接的协议处理模块，所述串口电压转换模块和协议处理模块电信号连接，所述协议转换器还包括：缓启动模块，所述缓启动模块的输出端与所述串口电压转换模块及协议处理模块的工作电源输入端连接，所述缓启动模块的输入端为外部设定电源提供端。本实用新型还提出了一种设置在两个待连接通信设备的RJ45网口和I2C接口之间的协议转换器。本实用新型提出的实施例拓展了串行通信过程中不同接口互联互通的应用范围，且兼容性好，可靠性高。
Description
技术领域
本实用新型涉及协议转换器，特别地涉及用于串口与I2C接口之间协议转换的协议转换器，属于通信电子技术领域。
背景技术
串行通信是计算机与外设或者计算机之间进行通信的一种常用通信方式，具体指的是：在单根数据线上将数据一位一位地依次传送。数据在发送过程中，每发送完一个再发送另一个，以此类推。接受数据时，每次从单根数据线上一位一位地依次接受，再把他们拼成一个完整的数据。在实际应用中，由于串行通信方式具有占用通信线少、成本低廉等优点，所以在各种场景被广泛应用。
目前，在串行通信中，I2C(Inter-Integrated Circuit)总线是一种在器件之间进行近距离、非经常性的数据通信的较为常用的方式，其为双向、两线(SCL、SDA)、串行、多主控(multi-master)接口标准，具有总线仲裁机制，而其使用的接口协议为I2C总线协议，这与现有技术中广泛使用的传统串口(例如：RS-232，RS-422，RS-485，等)在进行通信时存在问题，因为两者所采用的协议不一致，不能实现互联互通。这对于采用具有串口(例如，计算机，或者具有RJ45网口-RS-232串口的交换设备，等)的通信设备来作为一端通信主体、而采用具有I2C接口的通信设备来作为另一端通信主体的通信系统而言，需要使得两者之间协议得以转换的协议转换器。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种协议转换器，使得串口和I2C接口之间能够进行可靠地数据通信。
本实用新型是通过下述技术方案来实现的：
一种协议转换器，设置在两个待连接通信设备的串口和I2C接口之间，包括：与所述串口连接的串口电压转换模块、以及与所述I2C接口连接的协议处理模块，所述串口电压转换模块和协议处理模块电信号连接，
所述协议转换器还包括：缓启动模块，所述缓启动模块的输出端与所述串口电压转换模块及协议处理模块的工作电源输入端连接，所述缓启动模块的输入端为外部设定电源提供端。
进一步地，所述外部设定电源提供端为：待连接通信设备I2C接口的电源取用引脚。
进一步地，所述的缓启动模块包括：串联在外部设定电源提供端正极VCC和地之间的第一分压电阻R10和第二分压电阻R11，并联在所述第一分压电阻R10两端的储能电容E1，以及源极S和栅极G并联在所述储能电容E1两端的MOS管，所述MOS管的输出漏级电压VD为所述缓启动模块的输出端输出电压。
其中，所述的缓启动模块还包括：设置在外部输入电源正极VCC和地之间的稳压管D1。
再进一步地，所述的缓启动模块的MOS管输出的漏级D与地之间设置有滤波电路，其中：
所述滤波电路为：π型滤波器。
进一步地，所述协议转换器还包括：复位模块，所述复位模块的复位端与所述协议处理模块的复位端连接。
进一步地，所述串口电压转换模块和所述协议处理模块为宽范围工作电压模块。
进一步地，所述串口电压转换模块包括：芯片SP3232EEA，所述协议处理模块包括：芯片STM8S207C8；
所述芯片SP3232EEA的TTL/CMOS驱动器输入引脚10和TTL/CMOS接收器输出引脚9分别与芯片STM8S207C8的串口数据输出引脚11和串口数据输入引脚10电信号连接。
本实用新型还提供一种一种协议转换器，设置在两个待连接通信设备的RJ45网口和I2C接口之间，包括：网口-串口协议转换器，串口-I2C接口协议转换器，以及缓启动模块，其中：
所述串口-I2C接口协议转换器，包括：串口电压转换模块、以及协议处理模块，所述串口电压转换模块和协议处理模块电信号连接；所述协议处理模块另一端与所述待连接通信设备的I2C接口连接；
所述网口-串口转换器，其一端与所述待连接通信设备的RJ45网口连接，另一端与所述串口-I2C接口转换器的串口电压转换模块连接；
缓启动模块，所述缓启动模块的输出端与所述网口-串口转换器、所述串口-I2C接口协议转换器的工作电源输入端连接，所述缓启动模块的输入端为外部设定电源提供端。
本实用新型具有如下显著优点：
(1)本实用新型实施例提供的协议转换器能够实现串口与I2C接口之间的协议转换，拓展了串行通信过程中不同接口互联互通的应用范围；
(2)本实用新型实施例所提供的协议转换器可以选择宽电压供电的器件，由此对于电源输入的要求降低，整个协议转换器的应用场景的范围增大。兼容性高；
(3)本实用新型实施例所提供的协议转换器设置有复位电路，增加了系统的可靠性；
(4)本实用新型实施例所提供的协议转换器增加设置了缓启动模块，增加了系统的可靠性和稳定性。
附图说明
图1为本实用新型实施例一所述的协议转换器的原理框图；
图2为本实用新型实施例二所述的协议转换器的原理图；
图3为本实用新型实施例三所述的协议转换器的原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步地介绍，但不作为对本实用新型的限定。
实施例一：
如图1所示，一种协议转换器，包括：串口电压转换模块，协议处理模块，两者电信号连接，其中：
所述串口电压转换模块，与外部通信设备的串口连接，用于接收到串口数据后进行电平转换，进一步地为：将串口输出的电平(例如，RS-232接口电平)转换为TTL电平(晶体管-晶体管逻辑电平)，然后输入到协议处理模块；所述串口电压转换模块的串口数据输入端与待连接通信设备的串口形式匹配；同时也将接收到的来自所述协议处理模块的发送数据进行电平转换后提供给外部通信设备；
所述协议处理模块，接收到所述串口电压转换模块发送的数据后，将其转换为I2C协议格式数据，从其本身所设置有的I2C接口发送到待连接设备I2C接口；同时也将从I2C接口接收到的I2C协议格式数据转换为串口协议数据，并发送给所述串口电压转换模块。
利用本实施例所提出的协议转换器可以有效地实现串口和I2C接口之间数据的互联互通。
实施例二：
在上述实施例一的基础上，如图2所示，所述串口电压转换模块选用芯片SP3232EEA及其外围电路来实现，所述协议处理模块选用芯片STM8S207C8及其外围电路来实现；芯片SP3232EEA为RS-232收发器，其是一种宽范围工作电压(+3.0V到+5.5V)的收发器；芯片STM8S207C8，其是一种宽范围工作电压(+3.0V到+5.5V)的处理器件，实现数据协议转换处理；图2中示出了其TTL/CMOS驱动器输入引脚10和TTL/CMOS接收器输出引脚9分别与芯片STM8S207C8的串口数据输出引脚11和串口数据输入引脚10连接，通过上述连接来实现两者之间数据通信，具体来说，芯片STM8S207C8及其外围电路实现协议转换处理过程中，串口数据输入引脚10接收到来自芯片SP3232EEA的串口数据后将串口数据帧中净荷封装到I2C协议帧中，然后从I2C数据输出引脚17发送到外部待连接设备I2C接口；类似地，I2C数据输入引脚18接收到来自外部待连接设备I2C接口输入的I2C数据后将I2C数据帧中净荷封装到串口协议帧中，然后从串口数据输出引脚11输出，经由芯片SP3232EEA的串口数据入引脚10输入芯片SP3232EEA并进行电平转换(TTL电平至RS-232电平)后输出至外部通信设备的串口。在所示出的实施例二中，芯片SP3232EEA通过RS232输入引脚8和RS232输出引脚7与外部通信设备的串口进行连接。
在该实施例中，由于选用了宽范围工作电压(+3.0V到+5.5V)的收发器芯片SP3232EEA以及芯片STM8S207C8，使得本实施例所提出的协议转换器对于工作电压值的稳定性要求降低，即，对工作条件的要求降低，无需始终保持恒定的工作电压(例如，5V)；同时也使得整个协议转换器的功耗可能降低。说明一点：在本实施例的图示中VCCI为所述芯片SP3232EEA以及芯片STM8S207C8的工作电压，其可以通过外部的适当电压源来提供。
对于此实施例二，还需要补充说明一点：此实施例中所指出的芯片SP3232EEA以及芯片STM8S207C8都为宽范围工作电压的器件，在其他的实施例中本领域技术人员也可以选用类似的器件来替代而实现相同的技术效果，在此不再赘述。此实施例二的图示中芯片的其余未述及端口外围电路为本领域技术人员在了解芯片工作原理后能知晓的常用电路，此处也不再赘述。
实施例三：
在实施例二的基础上，本实施例增加了复位模块和缓启动模块，如图3所示，其中：
所述复位模块包括：处理监控电路芯片TPS3823，所述芯片TPS3823的手动复位引脚
通过一储能电容En与地连接，所述工作电压输入端VCCI通过二极管和第一电阻R1串联的一个支路以及第二电阻R2的另一支路与手动复位引脚
连接；复位引脚
与芯片STM8S207C8的复位引脚1连接，且此复位引脚
通过上拉电阻R3与工作电压输入端VCCI连接；所述上电电源引脚VDD5与工作电压输入端VCCI连接，且通过另一电容接地。
所述复位模块的工作过程为：当所述模块上电时，首先通过电阻对电容En充电来使得手动复位引脚的电压经过一段时间延迟后才达到复位门限电压值，在延迟时间段内，但手动复位引脚的电压未达到该门门限电压之前向外部(芯片STM8S207C8的复位引脚1)输出一个复位信号，使其不能正常工作；直至手动复位引脚
的电压达到门限电压值时为止。
所述缓启动模块包括：设置在工作电压输入端VCCI和地之间的稳压管D1，与所述稳压管D1并联的、第一分压电阻R10和第二分压电阻R11的串联支路，并联在所述第一分压电阻R10之间的储能电容E1，以及源极S和栅极G并联在储能电容E1两端的MOS管Q1，所述MOS管Q1的输出漏级电压VD为输出端电压。
所述缓启动模块的工作过程为：对该模块提供外部输入电压VCC，此时，所述模块中稳压管D1负极连接外部输入电压VCC，而正极连接地GND，达到稳压目的，R4/R7电阻进行分压后对电容E1进行充电储能，由此，MOS管Q1的栅极G电压缓慢变化，MOS管输出漏极电压VD缓慢上升，由此，以此MOS管的漏级电压VD输出后作为协议转换器中其它模块/器件的工作电压时，显然可以实现使其他模块工作的缓启动，避免了上电瞬间电流值过大，从而达到保护器件的目的；在图2所示的缓启动电路中，漏级电压VD经过后续的滤波电路后再输出给各模块，以此消除干扰，达到更好的电源特性，图2中所示的滤波电路为：π型滤波器，这仅是示意性的，在其他的实施例中也可以采取其他的现有技术中存在的滤波电路来替代，此处不再赘述。
此外，在上述电路的实现过程中，缓启动模块的输入电压可以从外部待连接的I2C接口电源取用引脚获取，由此减少了本实施例三所提出的协议转换器在使用过程中无需外部增设电源，简化了设计，并且方便使用。
可见，在该实施例中，由于增加了复位模块，使得协议转换器的可靠性增加，当出现意外错误时可以及时地对系统及时重置；而增加了缓启动模块，使得整个协议转换器上电过程中工作电压的抬升缓慢，有效地避免了上电瞬间电流值过大，对器件产生不可预知的冲击和破坏；由此也能从另一方面提高系统的可靠性和稳定性。
说明一点，在本实施例三中所提及的复位模块和缓启动模块不限于本实施例三中所提及的具体实现电路，本领域技术人员可以采用现有技术中的任何其它电路来类似实现，此处不再赘述。需要补充说明的是：所述复位模块的复位端与所述芯片STM8S207C8的复位端连接，所述缓启动模块的输入端为外部电源提供端，输出端为协议转换器中各个模块的工作电源输入端，示意性地，在上述实施例中，所述缓启动模块的输出端与所述串口电压转换模块及协议处理模块的工作电源输入端连接。
对于本发明上述实施例所提出的协议转换器还需要补充说明的是：以上实施例中的协议转换器均是直接设置在两端接口分别为串口和I2C接口的通信设备之间，但这不排除此协议转换器设置在其它场合下应用，例如，某些具有RJ45网口的交换设备需要与具有I2C接口的设备进行通信，此时，可以先将RJ45网口和串口之间设置现有技术中的任一网口-串口协议转换器，将RJ45网口接收到的数据进行电平转换为串口数据后，再利用此实现串口和I2C接口协议转换的协议转换器，此时该协议转换器的原理与上述实施例相似，此处不再赘述。
应当理解的是，对本实用新型技术所在领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其构思进行相应的等同改变或者替换，而所有这些改变或者替换，都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种协议转换器，设置在两个待连接通信设备的串口和I2C接口之间，包括：与所述串口连接的串口电压转换模块、以及与所述I2C接口连接的协议处理模块，所述串口电压转换模块和协议处理模块电信号连接，其特征在于，
所述协议转换器还包括：缓启动模块，所述缓启动模块的输出端与所述串口电压转换模块及协议处理模块的工作电源输入端连接，所述缓启动模块的输入端为外部设定电源提供端。
2.如权利要求1所述的协议转换器，其特征在于，
所述外部设定电源提供端为：待连接通信设备I2C接口的电源取用引脚。
3.如权利要求1所述的协议转换器，其特征在于，
所述的缓启动模块进一步地包括：串联在外部设定电源提供端正极(VCC)和地之间的第一分压电阻(R10)和第二分压电阻(R11)，并联在所述第一分压电阻(R10)两端的储能电容(E1)，以及源极(S)和栅极(G)并联在所述储能电容(E1)两端的MOS管，所述MOS管的输出源-漏级电压(VS-D)为所述缓启动模块的输出端输出电压。
4.如权利要求3所述的协议转换器，其特征在于，
所述的缓启动模块还包括：设置在外部输入电源正极(VCC)和地之间的稳压管(D1)。
5.如权利要求3或4所述的协议转换器，其特征在于，
所述的缓启动模块的MOS管输出的漏级(D)与地之间设置有滤波电路。
6.如权利要求5所述的协议转换器，其特征在于，
所述滤波电路为：π型滤波器。
7.如权利要求1所述的协议转换器，其特征在于，
所述协议转换器还包括：复位模块，所述复位模块的复位端与所述协议处理模块的复位端连接。
8.如权利要求1所述的协议转换器，其特征在于，
所述串口电压转换模块和所述协议处理模块为宽范围工作电压模块。
9.如权利要求1或8所述的协议转换器，其特征在于，
所述串口电压转换模块包括：芯片SP3232EEA，所述协议处理模块包括：芯片STM8S207C8；
所述芯片SP3232EEA的TTL/CMOS驱动器输入引脚(10)和TTL/CMOS接收器输出引脚(9)分别与芯片STM8S207C8的串口数据输出引脚(11)和串口数据输入引脚(10)电信号连接。
10.一种协议转换器，设置在两个待连接通信设备的RJ45网口和I2C接口之间，其特征在于，所述协议转换器包括：网口-串口协议转换器，串口-I2C接口协议转换器，以及缓启动模块，其中：
所述串口-I2C接口协议转换器，包括：串口电压转换模块、以及协议处理模块，所述串口电压转换模块和协议处理模块电信号连接；所述协议处理模块另一端与所述待连接通信设备的I2C接口连接；
所述网口-串口转换器，其一端与所述待连接通信设备的RJ45网口连接，另一端与所述串口-I2C接口转换器的串口电压转换模块连接；
缓启动模块，所述缓启动模块的输出端与所述网口-串口转换器、所述串口-I2C接口协议转换器的工作电源输入端连接，所述缓启动模块的输入端为外部设定电源提供端。
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| CN2011202882130U CN202257561U (zh) | 2011-08-09 | 2011-08-09 | 协议转换器 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113225341A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-08-06 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 | 柔性直流换流阀功率模块测试协议适配装置和系统 |
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2011
- 2011-08-09 CN CN2011202882130U patent/CN202257561U/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN113225341A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-08-06 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 | 柔性直流换流阀功率模块测试协议适配装置和系统 |
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