CN203606824U - 采用多路开关实现串口智能复用的电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了采用多路开关实现串口智能复用的电路，包括：主控板MCU的串口发送引脚分别与RS485收发器及RS232收发器的驱动器输入引脚连接；RS485收发器的接收器输出引脚与二选一数据选择器的一输入端连接，RS232收发器的接收器输出引脚与其另一输入端连接，二选一数据选择器的输出引脚与主控板MCU的串口接收引脚连接；RS485收发器的接收和发送使能控制引脚串联并接到主控板MCU的一空闲GPIO口，二选一数据选择器的控制引脚连接到主控板MCU的另一空闲GPIO口。本实用新型可以灵活、便捷地控制主控板MCU的串口通信方式为RS232或RS485，实现方式简单且低成本，可广泛应用于工业控制中。
Description
技术领域
本实用新型涉及串口复用电路，特别是采用多路开关实现串口智能复用的电路。
背景技术
在工业控制上，串口一直以来都是系统中MCU与不同功能模块之间主要的通信媒介，而MCU作为一个高度集成的芯片，外设资源自然稀缺。现阶段厂商生产的针对工控市场的MCU通用串行端口最高也只能达到6个。通常系统中不同的功能模块与MCU的串行通信接口又将会有不同的模式，考虑到通信距离抗噪声干扰性等因素，当下主流的有串行通信标准有RS232和RS485。目前大部分MCU的串口资源无法满足需求，市场上作为工业控制的主控MCU板的串口通常是单独的串口功能，不是RS232，就是RS485，或者混和使用，譬如一个工业控制主控板的MCU有6个串口，其中2个是RS232功能，剩下的4个是RS485功能，不能根据通讯对象自由选择。虽然，市面上也有串口服务器可以将网口转换成RS232或者RS485功能，但是成本极其昂贵。另外，还有一种方案可以通过跳线帽来硬件选择工业控制主控板的串口的RS232或者RS485功能，但是这个影响整体封装结构，兼容性不高。综上所述，目前在工业控制中，MCU的串口通讯方式单一，且不易切换，兼容性低。
实用新型内容
为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的是提供一种实现方式简单且低成本的采用多路开关实现串口智能复用的电路。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
采用多路开关实现串口智能复用的电路，包括RS485收发器、RS232收发器、二选一数据选择器以及主控板MCU，所述主控板MCU的串口发送引脚分别与RS485收发器的驱动器输入引脚及RS232收发器的驱动器输入引脚连接；
所述RS485收发器的接收器输出引脚与二选一数据选择器的一输入端连接，所述RS232收发器的接收器输出引脚与二选一数据选择器的另一输入端连接，所述二选一数据选择器的输出引脚与主控板MCU的串口接收引脚连接；
所述RS485收发器的接收使能控制引脚和发送使能控制引脚串联并接到主控板MCU的一空闲GPIO口上，所述二选一数据选择器的控制引脚连接到主控板MCU的另一空闲GPIO口上。
进一步，所述二选一数据选择器采用型号为CD4053BPW的三路双掷开关的其中一路。
进一步，所述主控板MCU采用Atmel公司的SAM9x5系列的芯片。
进一步，所述RS485收发器的型号为SP3485EN。
进一步，所述RS232收发器的型号为SP3232EEA。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的采用多路开关实现串口智能复用的电路，通过采用二选一数据选择器与主控板MCU、RS485收发器以及RS232收发器合理连接，可以灵活、便捷地控制主控板MCU的串口通信方式为RS232或RS485，实现方式简单且低成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的优选实施例中的RS485收发器的连接示意图；
图2是本实用新型的优选实施例中的RS232收发器的连接示意图；
图3是本实用新型的优选实施例中的三路双掷开关的连接示意图；
图4是本实用新型的优选实施例中的主控板MCU的连接示意图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种采用多路开关实现串口智能复用的电路，包括RS485收发器、RS232收发器、二选一数据选择器以及主控板MCU，主控板MCU的串口发送引脚分别与RS485收发器的驱动器输入引脚及RS232收发器的驱动器输入引脚连接；
RS485收发器的接收器输出引脚与二选一数据选择器的一输入端连接，RS232收发器的接收器输出引脚与二选一数据选择器的另一输入端连接，二选一数据选择器的输出引脚与主控板MCU的串口接收引脚连接；
RS485收发器的接收使能控制引脚和发送使能控制引脚串联并接到主控板MCU的一空闲GPIO口上，所述二选一数据选择器的控制引脚连接到主控板MCU的另一空闲GPIO口上。
进一步作为优选的实施方式，二选一数据选择器采用型号为CD4053BPW的三路双掷开关的其中一路。
进一步作为优选的实施方式，主控板MCU采用Atmel公司的SAM9x5系列的芯片。
进一步作为优选的实施方式，RS485收发器的型号为SP3485EN。
进一步作为优选的实施方式，RS232收发器的型号为SP3232EEA。
参照图1至图4，本实用新型的优选实施例如下：
采用多路开关实现串口智能复用的电路，包括RS485收发器、RS232收发器、二选一数据选择器以及主控板MCU，主控板MCU的串口发送引脚分别与RS485收发器的驱动器输入引脚及RS232收发器的驱动器输入引脚连接；
RS485收发器的接收器输出引脚与二选一数据选择器的一输入端连接，RS232收发器的接收器输出引脚与二选一数据选择器的另一输入端连接，二选一数据选择器的输出引脚与主控板MCU的串口接收引脚连接；
RS485收发器的接收使能控制引脚和发送使能控制引脚串联并接到主控板MCU的一空闲GPIO口上，所述二选一数据选择器的控制引脚连接到主控板MCU的另一空闲GPIO口上。
本实施例中，主控板MCU采用Atmel公司的SAM9x5系列的芯片，RS485收发器的型号为SP3485EN，RS232收发器的型号为SP3232EEA。
参照图1，图1中RS485收发器的引脚1为接收器输出引脚RXD0_485，引脚2为接收使能控制引脚RE，引脚3为发送使能控制引脚DE，引脚4为驱动器输入引脚。RS485收发器的差分信号输出线A和B都接上自恢复保险丝来防止与之通信的接口类型为RS485的功能模块在链路上过流而烧毁RS485收发器。RS485收发器的接收使能控制引脚RE为低电平时RS485收发器处于接收状态，若为高电平则接收无效，RS485收发器的发送使能控制引脚DE为高电平时RS485收发器处于发送状态，若为低电平则发送无效。本实施例为节省资源，将RS485收发器的接收使能控制引脚和发送使能控制引脚串联并接到主控板MCU的一空闲GPIO口上，GPIO口输出低电平即令RS485收发器工作在接收状态，否则为发送状态。
通信接口类型为RS485的功能模块与主控板的RS485收发器（即图1）类似，当多路开关控制主控板MCU串口为RS485功能时，通过J1接口将直连线连接起来（即两端A对A，B对B，共地）即可相互之间通信，另外RS485标准支持多点双向通信能力，即允许多个RS485收发器连接到同一条总线上，通过并联的方式（还是直连线）可将最多32个RS485收发器连接到一块。
参照图2，图2中RS232收发器的引脚11为驱动器输入引脚，引脚12为接收器输出引脚RXD0_232，引脚13为接收器输入引脚，引脚14为驱动器输出引脚。通过二选一数据选择器可控制主控板MCU的串口接收引脚与RS232收发器的接收器输出引脚即图中引脚12相连，从而使主控板MCU的串口是RS232功能。通信接口类型为RS232的功能模块与主控板的RS232收发器（即图2）类似，但是连接需要交叉，即主控板的RS232收发器的接收器输入引脚与功能模块的RS232收发器的驱动器输出引脚相连，主控板的RS232收发器的驱动器输出引脚与功能模块的RS232收发器的接收器输入引脚相连相互之间才可通信。
参照图4，图中主控板MCU的引脚L3为串口发送引脚TXD0，引脚P1为串口接收引脚RXD0，引脚L4为上述的RS485收发器的接收使能控制引脚和发送使能控制引脚串联后所并接的GPIO口，引脚N4为上述的二选一数据选择器的控制引脚所连接的GPIO口，主控板MCU的引脚比较多，图4中只显示了主控板MCU的一部分。这里，两个GPIO口可以是主控板MCU的任意两个空闲的GPIO口，本实施例中采用引脚L4和N4。因为资源有限，MCU的口线往往既作为GPIO口使用，也可作为其他外围设备的一些数据控制信号线；这里空闲的GPIO口是指GPIO口没用作其他外围设备的信号线。
本实施例中，二选一数据选择器采用型号为CD4053BPW的三路双掷开关的其中一路，参照图3所示，本实施例只用到三路双掷开关的A路，三路双掷开关的引脚11~14构成一个二选一数据选择器，图3中，三路双掷开关的引脚11作为控制引脚与主控板MCU的一空闲GPIO口即图4中的引脚N4连接，引脚12与RS232收发器的接收器输出引脚连接，引脚13与RS485收发器的接收器输出引脚连接，引脚14作为输出端与主控板MCU的串口接收引脚连接。三路双掷开关的引脚11用于控制主控板MCU的串口接收引脚RXD0与RS232收发器的接收器输出引脚RXD0_232导通或是RS485收发器的接收器输出引脚RXD0_485导通，若引脚11为低电平则主控板MCU的串口接收引脚RXD0与RS232收发器的接收器输出引脚RXD0_232导通，即主控板MCU串口通信方式为RS232，若引脚11为高电平则主控板MCU串口的接收引脚RXD0与RS485收发器的接收器输出引脚RXD0_485导通，此时主控板MCU串口通信方式为RS485。
以上是本实用新型的最优实施例，使用三刀双掷开关，根据电路中电平的高低，就可以灵活、便捷地控制主控板MCU的串口通信方式为RS232或RS485，而且成本低。该实施例中只使用了三刀双掷开关的其中一路，实际应用中也可以使用两路或三路。当然，仅采用常规的二选一数据选择器也是可以实现本实用新型的方案的。
需要注意的是，本实用新型只涉及结构上的改进，并没有涉及到方法上的改进，本实用新型是基于电路中电平的高低来实现技术方案的，并没有在数据处理方法上有任何改进，因此，本实用新型并不涉及数据处理等方法上的改进，更不涉及任何软件上的改进。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (5)
1.采用多路开关实现串口智能复用的电路，其特征在于，包括RS485收发器、RS232收发器、二选一数据选择器以及主控板MCU，所述主控板MCU的串口发送引脚分别与RS485收发器的驱动器输入引脚及RS232收发器的驱动器输入引脚连接；
所述RS485收发器的接收器输出引脚与二选一数据选择器的一输入端连接，所述RS232收发器的接收器输出引脚与二选一数据选择器的另一输入端连接，所述二选一数据选择器的输出引脚与主控板MCU的串口接收引脚连接；
所述RS485收发器的接收使能控制引脚和发送使能控制引脚串联并接到主控板MCU的一空闲GPIO口上，所述二选一数据选择器的控制引脚连接到主控板MCU的另一空闲GPIO口上。
2.根据权利要求1所述的采用多路开关实现串口智能复用的电路，其特征在于，所述二选一数据选择器采用型号为CD4053BPW的三路双掷开关的其中一路。
3.根据权利要求1所述的采用多路开关实现串口智能复用的电路，其特征在于，所述主控板MCU采用Atmel公司的SAM9x5系列的芯片。
4.根据权利要求1所述的采用多路开关实现串口智能复用的电路，其特征在于，所述RS485收发器的型号为SP3485EN。
5.根据权利要求1所述的采用多路开关实现串口智能复用的电路，其特征在于，所述RS232收发器的型号为SP3232EEA。
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Cited By (2)
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| CN109885514A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-06-14 | 博众精工科技股份有限公司 | 一种rs232通信与rs485通信自识别复用接口 |
| CN116232362A (zh) * | 2022-08-30 | 2023-06-06 | 苏州派特纳智能科技有限公司 | 一种基于rs485收发器的控制电路 |
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