CN203466798U - 一种基于电子开关的串口切换装置 - Google Patents
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Abstract
一种基于电子开关的串口切换装置，具体涉及一种串口切换装置。包括控制器、开关模块、第一电平转换电路、第二电平转换电路及串行接口电路；开关模块包括第一及第二开关电路；控制器的控制信号输出端连接第一和/或第二开关电路；第一开关电路耦接第一电平转换电路，第二开关电路耦接第二电平转换电路；串行接口电路的串行数据接收端与第一或第二电平转换电路的串行数据接收端连接；串行接口电路的串行数据发送端与第一或第二电平转换电路的串行数据发送端连接。本实用新型实现两种电平转换电路的切换，将RS232和RS485合二为一个接口，既减少了接口数量，又节省了PCB板使用面积，结构简单、接口连接方便、可靠性好，适于推广。
Description
技术领域
本实用新型涉及计算机网络技术领域，具体涉及一种串口切换装置。
背景技术
随着计算机网络技术的飞速发展，越来越多的计算机系统需要通过网络终端设备和其它终端设备进行联网，以达到数据通讯和共享，统一管理的目的。其中串行接口RS232和RS485是网络终端设备常用的接口，现有的两个接口之间多采用在硬件上通过跳线来进行切换，而且各自在PCB板（Printedcircuit board印制电路板）上设置接口，占用了PCB板的使用面积，同时使用上极不方便。
现有技术公开了串口RS232与RS485自动切换的装置，实现了两个接口自动切换的功能，然而其存在的缺点是没有将接口合二为一。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种基于电子开关的串口切换装置，解决以上技术问题。
本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种基于电子开关的串口切换装置，其特征在于，包括一控制器、一开关模块、一第一电平转换电路、一第二电平转换电路及一串行接口电路；所述开关模块包括第一开关电路及第二开关电路；
所述控制器设有控制信号输出端，所述控制器的控制信号输出端连接所述第一开关电路和/或所述第二开关电路；所述第一开关电路耦接供电电源与所述第一电平转换电路，所述第二开关电路耦接供电电源与所述第二电平转换电路；
所述串行接口电路设有一串行数据接收端、一串行数据发送端；
所述串行数据接收端与所述第一电平转换电路或所述第二电平转换电路的串行数据接收端连接；相应地，所述串行数据发送端与所述第一电平转换电路或所述第二电平转换电路的串行数据发送端连接。
优选地，所述第一开关电路或所述第二开关电路包括一驱动电路、一电子开关，所述控制信号输出端通过所述驱动电路连接所述电子开关的控制端；所述电子开关上执行通断动作的两端连接所述供电电源与所述第一电平转换电路的电源输入端或所述供电电源与所述第二电平转换电路的电源输入端。
优选地，所述控制信号输出端包括第一信号选择端、第二信号选择端；
所述第一信号选择端连接所述第一开关电路；所述第二信号选择端连接所述第二开关电路。
优选地，所述串行接口电路包括一异步接收器、一异步发送器，所述异步接收器设有所述串行数据接收端，所述异步发送器设有所述串行数据发送端。
优选地，所述第一电平转换电路采用RS232电平转换电路。
优选地，所述第二电平转换电路采用RS485电平转换电路。
优选地，所述电子开关采用MOS管，所述MOS管的栅极作为所述电子开关的控制端。
优选地，所述驱动电路采用三极管放大电路。
优选地，所述三极管放大电路采用共射极放大电路。
优选地，所述串行数据接收端通过一三态门电路与所述第一电平转换电路或所述第二电平转换电路的串行数据接收端连接；相应地，所述串行数据发送端通过另一三态门电路与所述第一电平转换电路或所述第二电平转换电路的串行数据发送端连接；所述三态门电路的驱动端与所述控制信号输出端连接。
有益效果：由于采用以上技术方案，本实用新型基于电子开关的切换实现两种电平转换电路的切换，将RS232电平转换电路和RS485电平转换电路可切换合用一个接口，既减少了接口数量，又节省了PCB板使用面积，结构简单、接口连接方便、可靠性好，适于推广。
附图说明
图1为本实用新型的电路模块连接示意图；
图2为本实用新型第一开关电路的一种具体实施例的电路连接示意图；
图3为本实用新型三态门电路的连接示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。
参照图1，一种基于电子开关的串口切换装置，其中，包括一控制器1、一开关模块2、第一电平转换电路、第二电平转换电路；一串行接口电路4、第一电平转换电路采用RS232电平转换电路31。第二电平转换电路采用RS485电平转换电路32。开关模块2包括第一开关电路及第二开关电路。
控制器1设有控制信号输出端，控制器1的控制信号输出端连接第一开关电路和/或第二开关电路；第一开关电路耦接供电电源与第一电平转换电路的电源输入端，第二开关电路耦接供电电源与第二电平转换电路的电源输入端；串行接口电路设有串行数据接收端、串行数据发送端；在第一工作状态下，供电电源与第一电平转换电路的电源输入端导通，第一电平转换电路的串行数据接收端与串行接口电路的串行数据接收端连接；第一电平转换电路的串行数据发送端与串行接口电路的串行数据发送端连接；在第二工作状态下，供电电源与第二电平转换电路的电源输入端导通，第二电平转换电路的串行数据接收端与串行接口电路的串行数据接收端连接；第二电平转换电路的串行数据发送端与串行接口电路的串行数据发送端连接。
进一步地，串行接口电路包括一异步接收器、一异步发送器，异步接收器设有串行数据接收端，异步发送器设有串行数据发送端。
上述的第一开关电路或第二开关电路，包括一驱动电路、一电子开关，控制信号输出端通过驱动电路连接电子开关的控制端；电子开关在控制信号的作用下导通或断开供电电源与第一电平转换电路或第二电平转换电路的电源输入端的连接。
一种具体实施例，参照图2，电子开关可以采用MOS管，P沟道的MOS管或N沟道的MOS管；MOS管的栅极作为电子开关的控制端。驱动电路可以采用三极管放大电路。优选地，三极管放大电路可以采用共射极放大电路。驱动电路的作用是增强MOS管驱动能力，以便开关迅速切换。
一种具体实施例，控制信号输出端包括第一信号选择端、第二信号选择端，控制器1可以采用一8032单片机；控制器1通过第一信号选择端、第二信号选择端输出选择信号，如分别为UART_RS232_SEL1和UART_RS485_SEL1，同一时刻只有一个选择信号有效，第一信号选择端连接第一开关电路；第二信号选择端连接第二开关电路。
第一开关电路主要由三极管Q12，MOS管Q11，磁珠FB18，电阻R235、R236、R238及电容C301、C302、C303、C304、C305、C306组成。第二开关电路可以采用与第一开关电路相同的电路结构。
工作过程如下：以UART_RS232_SEL1输入第一开关电路为例，UART_RS232_SEL1信号从端口11输入第一开关电路后，当UART_RS232_SEL1有效时，Q12的基极与集电极导通，从而MOS管Q11导通，供电电源V3.3供给RS232电平转换电路3.3V电源，RS232电平转换电路工作，当UART_RS232_SEL1无效时MOS管Q11不导通，RS232电平转换电路无供电，不工作。
同样地，当UART_RS485_SEL1信号从端口11输入第二开关电路后，当UART_RS485_SEL1有效时，MOS管导通，供电电源V3.3供给RS485电平转换电路3.3V电源，RS485电平转换电路工作，当UART_RS485_SEL1无效时MOS管不导通，RS485电平转换电路无供电，不工作。
作为本发明的进一步改进，串行数据接收端通过一三态门电路（TG门）与第一电平转换电路或第二电平转换电路的串行数据接收端连接；相应地，串行数据发送端通过另一三态门电路与第一电平转换电路或第二电平转换电路的串行数据发送端连接。三态门电路的驱动端与控制信号输出端连接。三态门电路的主要作用是对信号进行隔离，防止电流倒灌。
参照图3，三态门电路U42具有输出使能端（OE端），输入端（A端），输出端（Y端）、电源端（VCC）及接地端（GND），三态门电路U42的作用下，当UART_RS232_SEL1有效时导通，串行数据接收端（UART_RX）接通于RS232电平转换电路的串行数据接收端（RX232_RXD1），当UART_RS232_SEL1无效时，串行数据接收端（UART_RX）与RS232电平转换电路的串行数据接收端（RX232_RXD1）断开。
同样地，当UART_RS485_SEL1有效时串行数据接收端（UART_RX）接通于RS485电平转换电路的串行数据接收端（RX），当UART_RS485_SEL1无效时，串行数据接收端（UART_RX）与RS485电平转换电路的串行数据接收端（RX）断开。
上述电路当在正常供电情况下，UART_RS232_SEL1和UART_RS485_SEL1，此两个选择信号同一时刻只有其中一个有效。
本实用新型提出了一个接口可切换使用两种电平标准（RS232/RS485）的电路设计方法。使用几个简单的分立器件：TG门、MOS管、三极管、电阻和电容等实现了RS232/RS485切换功能，本实用新型可在系统上电工作过程中，实现供电切换和通讯讯号一同切换的理念，既减少了接口又节省了PCB板使用面积，结构简单、反应快速、可靠性好，适于推广。
以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于电子开关的串口切换装置，其特征在于，包括一控制器、一开关模块、一第一电平转换电路、一第二电平转换电路及一串行接口电路；所述开关模块包括第一开关电路及第二开关电路；
所述控制器设有控制信号输出端，所述控制器的控制信号输出端连接所述第一开关电路和/或所述第二开关电路；所述第一开关电路耦接供电电源与所述第一电平转换电路，所述第二开关电路耦接供电电源与所述第二电平转换电路；
所述串行接口电路设有一串行数据接收端、一串行数据发送端；
所述串行数据接收端与所述第一电平转换电路或所述第二电平转换电路的串行数据接收端连接；相应地，所述串行数据发送端与所述第一电平转换电路或所述第二电平转换电路的串行数据发送端连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于电子开关的串口切换装置，其特征在于，所述第一开关电路或所述第二开关电路包括一驱动电路、一电子开关，所述控制信号输出端通过所述驱动电路连接所述电子开关的控制端；所述电子开关上执行通断动作的两端连接所述供电电源与所述第一电平转换电路的电源输入端或所述供电电源与所述第二电平转换电路的电源输入端。
3.根据权利要求2所述的一种基于电子开关的串口切换装置，其特征在于，所述控制信号输出端包括第一信号选择端、第二信号选择端；
所述第一信号选择端连接所述第一开关电路；所述第二信号选择端连接所述第二开关电路。
4.根据权利要求1所述的一种基于电子开关的串口切换装置，其特征在于，所述串行接口电路包括一异步接收器、一异步发送器，所述异步接收器设有所述串行数据接收端，所述异步发送器设有所述串行数据发送端。
5.根据权利要求1所述的一种基于电子开关的串口切换装置，其特征在于，所述第一电平转换电路采用RS232电平转换电路。
6.根据权利要求1所述的一种基于电子开关的串口切换装置，其特征在于，所述第二电平转换电路采用RS485电平转换电路。
7.根据权利要求2所述的一种基于电子开关的串口切换装置，其特征在于，所述电子开关采用MOS管，所述MOS管的栅极作为所述电子开关的控制端。
8.根据权利要求2所述的一种基于电子开关的串口切换装置，其特征在于，所述驱动电路采用三极管放大电路。
9.根据权利要求8所述的一种基于电子开关的串口切换装置，其特征在于，所述三极管放大电路采用共射极放大电路。
10.根据权利要求1所述的一种基于电子开关的串口切换装置，其特征在于，所述串行数据接收端通过一三态门电路与所述第一电平转换电路或所述第二电平转换电路的串行数据接收端连接；相应地，所述串行数据发送端通过另一三态门电路与所述第一电平转换电路或所述第二电平转换电路的串行数据发送端连接；所述三态门电路的驱动端与所述控制信号输出端连接。
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