CN206460454U

CN206460454U - 一种可实现不同类型数据同时相互转换的串口工具

Info

Publication number: CN206460454U
Application number: CN201720148011.3U
Authority: CN
Inventors: 宗接华; 赵春红; 林国添; 李亮亮
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-02-20
Filing date: 2017-02-20
Publication date: 2017-09-01
Anticipated expiration: 2027-02-20

Abstract

本实用新型公开了一种可实现不同类型数据同时相互转换的串口工具，它包括电源、USB接口电路、RS232信号转换电路、RS485信号转换电路、TTL接口电路、过压保护电路；电源与其他电路相连，所述USB接口电路与RS232信号转换电路、RS485信号转换电路、TTL接口电路相连；RS232接口电路与RS485信号转换电路、TTL接口电路相连；RS485接口电路与RS232信号转换电路、TTL接口电路相连，它可实现设备间的监控，使用电脑控制设备或查看设备间的通信内容；同时也可作为下载器将程序写入到单片机芯片中；本产品成本较低，性价比很高，产品适用范围广，学生、工程师、测试和维护人员均可使用。

Description

一种可实现不同类型数据同时相互转换的串口工具

技术领域

本实用新型涉及到数据转换工具，尤其是涉及一种可实现USB\RS232\RS485\TTL数据同时相互转换的串口工具。

背景技术

计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通信和并行通信二种方式。串行通信可分为单工，半双工和全双工通信方式。由于串行通信方式具有使用线路少、成本低，特别是在远程传输时，避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。在串行通信时，要求通信双方都采用一个标准接口，使不同的设备可以方便地连接起来进行通信。RS-232-C接口是目前最常用的一种串行通信接口，另外目前常用的的通信接口还包括USB接口、RS485接口、TTL电平接口等等，例如，单片机的串行通信，当传输距离小于1.5m时，主要采用TTL电平传输，当传输距离在1.5m-15m时，可以采用RS-232通信协议进行数据传输，而当传输距离在15m-1.5km时，可以采用RS-485通信协议进行数据传输。另外，在工业控制中也涉及到上述几种接口数据的相互转换问题，为了便于配有不同标准串行接口的计算机、外部设备或智能仪器之间进行远程数据通信，必须进行标准串行接口的相互转换, 目前市场上仅有的接口数据转换工具仅仅只能实现上述几种中的两种之间的转换，且转换方式大多是USB接口与其他接口单向转换，已经不能满足工业、学生、工程师、测试和维护人员的日常需要。

实用新内容

针对上述现有技术中多数据转换工具中存在的问题，本实用新型提供了一种可实现多种串行数据同时相互转换、各种接口类型设备之间的相互通信，并可实现对设备的实时监控的串口工具。

本实用新型要解决的技术问题所采取的技术方案是：一种可实现不同类型数据同时相互转换的串口工具，包括电源、 USB接口电路、RS232信号转换电路、RS485信号转换电路、TTL接口电路、过压短路保护电路，所述电源与其他电路相连，所述USB接口电路与RS232信号转换电路、RS485信号转换电路、TTL接口电路分别相连，所述RS232信号转换电路、RS485信号转换电路分别与TTL接口电路相连，所述电源的1脚直接接地，2脚、3脚是数据正和数据负，4脚为VCC输出，采用可恢复保险丝F1进行短路保护，稳压二极管D21进行稳压。

进一步地，所述USB接口电路采用CH341T芯片，从USB接口+D、-D输入输出数据，经CH341芯片转换，从TXD、RXD输入输出，再通过485-T-out 与RS485信号转换电路相连，232-T1-in、232-T2-in与MXA232信号转换电路相连。

进一步地，所述RS232信号转换电路采用MAX232芯片，MAX232的11脚输入TTL信号，从14脚输出RS232信号到母座的2脚，母座的3脚输入RS232信号到MAX232的13脚，转换为TTL信号后从MAX232的12脚输出，MAX232的10脚输入TTL信号，从7脚输出RS232信号到公座的3脚，公座的4脚输入RS232信号到MAX232的8脚，转换为TTL信号后从MAX232的9脚输出。

进一步地，RS485信号转换电路采用SP485芯片，SP485的4脚输入TTL信号，经SP485芯片转换后从6、7脚输出RS485信号到外部双绞线，同理，外部双绞线RS485信号通过RS485的6、7脚A、B端送入，经SP485芯片转换后从1脚输出TTL信号。

本实用新型的有益效果：相比现有技术： 1、可将上位机数据、RS232数据、RS485数据、TTL数据中的任意一种数据转换为其他类型数据，实现以上接口类型设备之间的同时相互通信；2、利用PC端可实现设备间的监控，使用电脑控制设备或查看设备间的通信内容；3、同时也可作为下载器将程序写入到单片机芯片中；4、本产品成本较低，性价比很高，产品适用范围广，学生、工程师、测试和维护人员均可使用。

附图说明

图1是本实用新型的结构关系框图，

图2是本实用新型的电源部分的电路原理图，

图3是本实用新型的USB接口电路的电路原理图，

图4是本实用新型的RS232信号转换电路的电路原理图，

图5是本实用新型的RS485信号转换电路的电路原理图,

图6是本实用新型的各部分的TXD电平总线图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面根据附图结合具体实施方式来进一步详细描述本实用新型。

如图1所示，所述可实现不同类型数据同时相互转换的串口工具框图，串口工具包括电源、 USB接口电路、RS232信号转换电路、RS485信号转换电路、TTL接口电路、过压短路保护电路，所述电源与其他电路相连用以提供电源，所述USB接口电路与RS232信号转换电路、RS485信号转换电路、TTL接口电路相连；所述RS232接口电路与RS485信号转换电路、TTL接口电路相连；所述RS485接口电路与RS232信号转换电路、TTL接口电路相连。

如图6所示，重要的核心技术是不同类型的芯片，想实现同时且双向转换，当中起到桥接的器件是1n4148二极管，利用他的单向导通特性，低电平可以拉低高电平，TXD有效电平都是低电平，正好利用这一原理，把RS232公座和母座、RS485接收进来的RXD电平信号形成3条不同的独立的TXD总线，同理，USB作为主动发送者，也形成一条TXD总线，这4条总线都分别通过二极管连接到需要转换的芯片的TXD脚上，就实现了转发了，各芯片的转换，都是在这条TXD总线上采样电平，从而实现不同类型的数据同时相互转换，同理，USB监听到的各芯片接收到的信号，通过当中的USB接口电路接收到上位机（串口助手）显示。

如图2所示，所述电源部分采用外接直流稳压电源供电，也可用USB接口直接供电，电源部分输出VCC（+5V）和GND（地），分别连接到其他芯片电路的电源和地，为其供电，电源电压为+5V，USB接口的1脚直接接地，2脚、3脚是数据正和数据负，4脚为VCC输出，采用可恢复保险丝F1进行短路保护，稳压二极管D21进行稳压，使电路的稳定性得到极大地提高。

如图3所示，所述USB接口电路使用CH341T芯片，该芯片将USB数据转换为TXD信号，用二极管单向转换同时作为隔离，与其他芯片连接转化为RS232、RS485或直接TTL信号的输出；同时其他信号也可通过同样的电路转换RXD信号送到CH341T芯片，再通过USB接口将信号送至上位机，实现串口的实时监控，该接口电路从USB接口+D、-D输入输出数据，经CH341芯片转换，从TXD、RXD输入输出，再通过485-T-out 与RS485信号转换电路相连，232-T1-in、232-T2-in与MXA232信号转换电路相连。CH341T 模块的电路设计采用CH341T的异步串口通信功能仿真标准串口，用于升级原串口外围设备，或者通过USB增加额外串口；计算机端Windows操作系统下的串口应用程序完全兼容，无需修改。硬件全双工串口，内置收发缓冲区，支持通信波特率50bps～2Mbps。支持5、6、7或者8个数据位，支持奇校验、偶校验、空白、标志以及无校验。支持串口发送使能、串口接收就绪等。

如图4 所示，所述RS232信号转换电路通过MAX232芯片将TTL信号与RS232信号互相转换， MAX232的11脚输入TTL信号，从14脚输出RS232信号到母座的2脚，同理，母座的3脚输入RS232信号到MAX232的13脚，转换为TTL信号后从12脚输出；同样的，公座与MAX232的连接与上述情况类似，MAX232的10脚输入TTL信号，从7脚输出RS232信号到公座的3脚，同理，公座的4脚输入RS232信号到MAX232的8脚，转换为TTL信号后从9脚输出；MAX232 全双工,芯片是美信（MAXIM）公司专为RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片,使用+5v单电源供电，标准通信距离,25米以内。

如图5所示，所述RS485信号转换电路过SP485芯片将TTL信号与RS485信号互相转换，SP485芯片的4脚输入TTL信号，经SP485芯片转换后从6、7脚输出RS485信号到外部双绞线，同理，外部双绞线RS485信号通过RS485的6、7脚A、B端送入，经SP485芯片转换后从1脚输出TTL信号，2、3脚连接控制芯片的收发状态的转换。SP485RE 半双工配置，低功耗（250mW）,允许多达32个收发器在同一总线上，通信距离可达 1000米。

过压保护电路：模块板的电源输入端和数据总线都有5.1V稳压二极管时刻保护着芯片的工作电压正常，和总线上的电压不会过高而冲击连接的主芯片造成不可挽回的损失，元器件都采用贴片封装，高精密集成，有电源绿色指示灯，当数据总线上有数据，TXD总线蓝色指示灯，RXD总线红色指示灯。

以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照具体实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求保护的范围当中。

Claims

1.一种可实现不同类型数据同时相互转换的串口工具，其特征是：它包括电源、 USB接口电路、RS232信号转换电路、RS485信号转换电路、TTL接口电路、过压保护电路；所述USB接口电路与RS232信号转换电路、RS485信号转换电路、TTL接口电路相连；所述RS232接口电路与RS485信号转换电路、TTL接口电路相连；所述RS485接口电路与RS232信号转换电路、TTL接口电路相连，所述电源的1脚直接接地，2脚、3脚是数据正和数据负，4脚为VCC输出，采用可恢复保险丝F1进行短路保护，稳压二极管D21进行稳压。

2.根据权利要求1所述的一种可实现不同类型数据同时相互转换的串口工具，其特征在于：所述USB接口电路采用CH341T芯片，从USB接口+D、-D输入输出数据，经CH341芯片转换，从TXD、RXD输入输出，再通过485-T-out 与RS485信号转换电路相连，232-T1-in、232-T2-in与MXA232信号转换电路相连。

3.根据权利要求1所述的一种可实现不同类型数据同时相互转换的串口工具，其特征在于：所述RS232信号转换电路采用MAX232芯片，MAX232的11脚输入TTL信号，从14脚输出RS232信号到母座的2脚，母座的3脚输入RS232信号到MAX232的13脚，转换为TTL信号后从MAX232的12脚输出，MAX232的10脚输入TTL信号，从7脚输出RS232信号到公座的3脚，公座的4脚输入RS232信号到MAX232的8脚，转换为TTL信号后从MAX232的9脚输出。

4.根据权利要求1所述的一种可实现不同类型数据同时相互转换的串口工具，其特征在于：所述RS485信号转换电路采用SP485芯片，SP485的4脚输入TTL信号，经SP485芯片转换后从6、7脚输出RS485信号到外部双绞线，同理，外部双绞线RS485信号通过RS485的6、7脚A、B端送入，经SP485芯片转换后从1脚输出TTL信号。