CN210605695U - 支持usb和串口通信切换的模拟开关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种支持USB和串口通信切换的模拟开关，其特征在于，包括模拟开关电路、USB接口以及串口接口；所述模拟开关电路包括模拟开关芯片；所述模拟开关芯片包括输入引脚、常开输出引脚NO以及常闭输出引脚NC；所述常闭输出引脚NC与USB接口相连接；所述常开输出引脚NO与串口接口相连接；所述模拟开关芯片能够在第一状态和第二状态之间切换；所述第一状态是指输入引脚处于第一电平、常开输出引脚NO输出无效、常闭输出引脚NC输出有效的状态；所述第二状态是指输入引脚处于第二电平、常开输出引脚NO输出有效、常闭输出引脚NC输出无效的状态。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子信息技术领域，具体地，涉及一种支持USB和串口通信切换的模拟开关，尤其涉及模拟开关IC实现切换数据通讯方式(如USB和RS232串口通信切换)的应用。
背景技术
目前的通讯方式种类很多，比如WIFI，蓝牙，RS232，RS485，USB等。在称重仪表中，数据传输用到了丰富的通信方式，其中基于UART转接的最为常见。丰富的通信方式使得MCU的UART资源变得较为紧张。现阶段的一些串口UART扩展及转接有如下方法：
1)选择UART接口多的MCU，对不同的通讯方式单独配置UART接口。
2)使用硬件跳线方式选择通讯方式。
3)使用GPIO模拟UART接口。
4)使用UART串口扩展芯片。
方法一会提高MCU的要求，相应会增加产品的成本。
方法二的做法是可行的，但是在选用通讯方式时需要手动跳线，操作麻烦。
方法三所带来的问题是采样次数低，数据的正确性难以保证；其次是不能实现高波特率通讯。如专利文献CN108459982A公开的一种通信设备和USB与串口的切换方法，所述通信设备包括主处理器和USB端口，主处理器包括USB单元和UART单元，还包括连接于主处理器和USB端口之间的开关单元，开关单元用于：检测USB端口的ID管脚的电平信号；当电平信号为第一电平信号时，将USB端口连接至USB单元；当电平信号为第二电平信号时，将USB端口连接至UART单元。从而，通过开关单元检测USB端口的ID管脚的电平信号，根据电平信号的变化来进行USB与串口的切换，实现了通过硬件方式实现USB与串口的自动切换
方法四使用串口扩展芯片，这个方案可以很好地解决了MCU的UART使用紧张问题，但成本会明显增加，且占用GPIO口线。
以上方法均存在一些问题，不尽完美。
因此，提供一种支持USB和串口通信切换的模拟开关具有较高的价值和意义。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种支持USB和串口通信切换的模拟开关。
根据本实用新型提供的一种支持USB和串口通信切换的模拟开关，包括模拟开关电路、USB接口以及串口接口；
所述模拟开关电路包括模拟开关芯片；所述模拟开关芯片包括输入引脚、常开输出引脚NO以及常闭输出引脚NC；所述常闭输出引脚NC与USB接口相连接；所述常开输出引脚NO与串口接口相连接；
所述模拟开关芯片能够在第一状态和第二状态之间切换；
所述第一状态是指输入引脚处于第一电平、常开输出引脚NO输出无效、常闭输出引脚NC输出有效的状态；
所述第二状态是指输入引脚处于第二电平、常开输出引脚NO输出有效、常闭输出引脚NC输出无效的状态。
优选地，所述输入引脚包括第一输入引脚IN1和第二输入引脚IN2；第一状态下，第一输入引脚IN1和第二输入引脚IN2均处于第一电平；第二状态下第一输入引脚IN1和第二输入引脚IN2均处于第二电平。
优选地，所述模拟开关电路还包括第一公共输入端COM1和第二公共输入端COM2。
优选地，所述支持USB和串口通信切换的模拟开关还包括USB串口转换电路；所述USB接口通过USB串口转换电路与常闭输出接口NC相连接。
优选地，所述USB串口转换电路包括USB串口转换芯片；所述USB串口转换芯片包括输出电平控制引脚V33O；所述输出电平控制引脚V33O分别与第一输入引脚IN1、第二输入引脚IN2相连接；所述USB串口转换芯片与USB接口相连接；
所述USB串口转换芯片能够在第三状态和第四状态间切换；
所述第三状态是指USB接口接入USB设备、输出电平控制引脚V33O输出第一电平、常开输出引脚NO输出无效、常闭输出引脚NC输出有效的状态；
所述第四状态是指USB接口未接入USB设备、输出电平控制引脚V33O输出第二电平、默认常开输出引脚NO输出有效、默认常闭输出引脚NC输出无效的状态。
优选地，所述支持USB和串口通信切换的模拟开关还包括串口通信电路；所述串口接口通过串口通信电路与所述常开输出引脚NO相连接。
根据本实用新型提供的一种支持USB和串口通信切换的模拟开关，包括模拟开关电路、USB接口以及串口接口；
所述模拟开关电路包括模拟开关芯片；所述模拟开关芯片包括输入引脚、常开输出引脚NO以及常闭输出引脚NC；所述常闭输出引脚NC与USB接口相连接；所述常开输出引脚NO与串口接口相连接；
所述模拟开关芯片能够在第一状态和第二状态之间切换；
所述第一状态是指输入引脚处于第一电平、常开输出引脚NO输出无效、常闭输出引脚NC输出有效的状态；
所述第二状态是指输入引脚处于第二电平、常开输出引脚NO输出有效、常闭输出引脚NC输出无效的状态；
所述输入引脚包括第一输入引脚IN1和第二输入引脚IN2；第一状态下，第一输入引脚IN1和第二输入引脚IN2均处于第一电平；第二状态下第一输入引脚IN1和第二输入引脚IN2均处于第二电平；
所述模拟开关电路还包括第一公共输入端COM1和第二公共输入端COM2；
所述支持USB和串口通信切换的模拟开关还包括USB串口转换电路；所述USB接口通过USB串口转换电路与常闭输出接口NC相连接；
所述USB串口转换电路包括USB串口转换芯片；所述USB串口转换芯片包括输出电平控制引脚V33O；所述输出电平控制引脚V33O分别与第一输入引脚IN1、第二输入引脚IN2相连接；所述USB串口转换芯片与USB接口相连接；
所述USB串口转换芯片能够在第三状态和第四状态间切换；
所述第三状态是指USB接口接入USB设备、输出电平控制引脚V33O输出第一电平、常开输出引脚NO输出无效、常闭输出引脚NC输出有效的状态；
所述第四状态是指USB接口未接入USB设备、输出电平控制引脚V33O输出第二电平、默认常开输出引脚NO输出有效、默认常闭输出引脚NC输出无效的状态；
所述支持USB和串口通信切换的模拟开关还包括串口通信电路；所述串口接口通过串口通信电路与所述常开输出引脚NO相连接。
与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
1、本实用新型提供的支持USB和串口通信切换的模拟开关，具有结构简单、电路逻辑清晰的优点；
2、本实用新型提供的支持USB和串口通信切换的模拟开关，实现了USB和(以RS232为代表的)串口通信的灵活切换；
3、本实用新型提供的支持USB和串口通信切换的模拟开关，在成本严控的产品中，可以在保证数据正确性的同时，降低成本；而且转换无需打开仪表进行跳线转接。
4、本实用新型提供的支持USB和串口通信切换的模拟开关，本设计的外围器件比较少，节省了很多PCB的空间和一些器件。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本实用新型提供的支持USB和串口通信切换的模拟开关优选例中模拟开关逻辑控制电路的示意图；
图2为本实用新型提供的支持USB和串口通信切换的模拟开关优选例中USB转串口转换电路的示意图；
图3为本实用新型提供的支持USB和串口通信切换的模拟开关优选例中RS232串口通信电路的示意图.
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
根据本实用新型提供的一种支持USB和串口通信切换的模拟开关，包括模拟开关电路、USB接口以及串口接口；所述模拟开关电路包括模拟开关芯片；所述模拟开关芯片包括输入引脚、常开输出引脚NO以及常闭输出引脚NC；所述常闭输出引脚NC与USB接口相连接；所述常开输出引脚NO与串口接口相连接；所述模拟开关芯片能够在第一状态和第二状态之间切换；所述第一状态是指输入引脚处于第一电平、常开输出引脚NO输出无效、常闭输出引脚NC输出有效的状态；所述第二状态是指输入引脚处于第二电平、常开输出引脚NO输出有效、常闭输出引脚NC输出无效的状态；
具体地，所述输入引脚包括第一输入引脚IN1和第二输入引脚IN2；第一状态下，第一输入引脚IN1和第二输入引脚IN2均处于第一电平；第二状态下第一输入引脚IN1和第二输入引脚IN2均处于第二电平；所述模拟开关电路还包括第一公共输入端COM1和第二公共输入端COM2；所述支持USB和串口通信切换的模拟开关还包括USB串口转换电路；所述USB接口通过USB串口转换电路与常闭输出接口NC相连接；所述USB串口转换电路包括USB串口转换芯片；所述USB串口转换芯片包括输出电平控制引脚V33O；所述输出电平控制引脚V33O分别与第一输入引脚IN1、第二输入引脚IN2相连接；所述USB串口转换芯片与USB接口相连接；所述USB串口转换芯片能够在第三状态和第四状态间切换；所述第三状态是指USB接口接入USB设备、输出电平控制引脚V33O输出第一电平、常开输出引脚NO输出无效、常闭输出引脚NC输出有效的状态；所述第四状态是指USB接口未接入USB设备、输出电平控制引脚V33O输出第二电平、默认常开输出引脚NO输出有效、默认常闭输出引脚NC输出无效的状态；所述支持USB和串口通信切换的模拟开关还包括串口通信电路；所述串口接口通过串口通信电路与所述常开输出引脚NO相连接。
更具体地，根据本实用新型进一步改进提供的一种支持USB和串口通信切换的模拟开关应用方法，包括串口通信步骤；
串口通信步骤：在USB接口没有接插通信设备的情况下，电路默认串口输出有效，设定的串口通信接口传输数据，USB通信没有数据传输，通过设定的串口接入的通信设备，通信连接即可基于串口通信建立。
所述串口通信接口包括串口接口和串口通信电路。
所述支持USB和串口通信切换的模拟开关应用方法还包括USB通信步骤；
USB通信步骤：在USB接口通过USB线缆接插通信设备的情况下，电路自动关闭串口通信，通信连接即可基于USB通信建立。
进一步地，结合附图，本实用新型优选例中：
图1为模拟开关逻辑控制电路。该电路选用的模拟开关IC是有要求的，凡是具有逻辑控制的模拟开关IC均适用。本案例中的模拟开关IC，DIO1005，该芯片具有I逻辑控制引脚N1和IN2。
图2为USB转串口转换电路。该电路选用的USB转串口的IC是有要求的，凡是具有稳压电平输出的USB转串口IC均适用。本案例的USB转串口IC，HT42B534，该芯片具有3.3V的高电平输出引脚V33O。
图3为RS232串口通信电路。该电路只是一般的RS232串口通信电路，是比较通用的电路。
本实用新型进一步改进提供的方法是USB转串口的芯片具有3.3V的稳压输出，模拟开关是可逻辑控制的。通过插拔USB接口，通断USB转串口芯片的供电，使该芯片产生高低的逻辑电平，从而控制模拟开关选通的通信方式。包括选用具有3.3V稳压输出的USB转串口芯片，可逻辑控制的模拟开关。
下面结合附图说明本实用新型优选例提供的一种基于模拟开关IC灵活切换USB和RS232通讯的应用，这是一种新颖的技术应用，此应用外围电路的元件极少，电路成本低。
首先介绍下这种模拟开关IC，它的COM1和COM2是公共输入端，NO代表Normally-open terminal，这一路是常开的；NC代表Normally-closed terminal，这一路是常闭的。表1是模拟开关IC的输入输出逻辑图，当IN1和IN2均为低电平的时候，NC路输出有效；当IN1和IN2均为高电平的时候，NO路输出有效。
| IN1，IN2 | NO | NC |
| L | OFF | ON |
| H | ON | OFF |
表1
如图1模拟开关逻辑控制电路、图2USB转串口转换电路和图3RS232通信电路所示，我们将NC路接串口转USB接口，将NO路接常规RS232 DB9接口。其中U12 DIO1005是模拟开关IC，U10 HT42B534是USB转串口IC。
当USB接口CON1处没有接插通信设备时，电路默认的是RS232_RXD和RS232_TXD输出有效，RS232通讯接口传输数据，USB通信没有数据传输。在这种逻辑下，通过RS232线缆，将通信设备连接在DB9接口上，就可以实现与通信设备的通讯。如果USB接口CON1处通过USB线缆接插通信设备时，电路自动关闭RS232通信，USB通信就会有数据传输。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (7)
1.一种支持USB和串口通信切换的模拟开关，其特征在于，包括模拟开关电路、USB接口以及串口接口；
所述模拟开关电路包括模拟开关芯片；所述模拟开关芯片包括输入引脚、常开输出引脚NO以及常闭输出引脚NC；所述常闭输出引脚NC与USB接口相连接；所述常开输出引脚NO与串口接口相连接；
所述模拟开关芯片能够在第一状态和第二状态之间切换；
所述第一状态是指输入引脚处于第一电平、常开输出引脚NO输出无效、常闭输出引脚NC输出有效的状态；
所述第二状态是指输入引脚处于第二电平、常开输出引脚NO输出有效、常闭输出引脚NC输出无效的状态。
2.根据权利要求1所述的支持USB和串口通信切换的模拟开关，其特征在于，所述输入引脚包括第一输入引脚IN1和第二输入引脚IN2；第一状态下，第一输入引脚IN1和第二输入引脚IN2均处于第一电平；第二状态下第一输入引脚IN1和第二输入引脚IN2均处于第二电平。
3.根据权利要求1所述的支持USB和串口通信切换的模拟开关，其特征在于，所述模拟开关电路还包括第一公共输入端COM1和第二公共输入端COM2。
4.根据权利要求1所述的支持USB和串口通信切换的模拟开关，其特征在于，所述支持USB和串口通信切换的模拟开关还包括USB串口转换电路；所述USB接口通过USB串口转换电路与常闭输出接口NC相连接。
5.根据权利要求4所述的支持USB和串口通信切换的模拟开关，其特征在于，所述USB串口转换电路包括USB串口转换芯片；所述USB串口转换芯片包括输出电平控制引脚V33O；所述输出电平控制引脚V33O分别与第一输入引脚IN1、第二输入引脚IN2相连接；所述USB串口转换芯片与USB接口相连接；
所述USB串口转换芯片能够在第三状态和第四状态间切换；
所述第三状态是指USB接口接入USB设备、输出电平控制引脚V33O输出第一电平、常开输出引脚NO输出无效、常闭输出引脚NC输出有效的状态；
所述第四状态是指USB接口未接入USB设备、输出电平控制引脚V33O输出第二电平、默认常开输出引脚NO输出有效、默认常闭输出引脚NC输出无效的状态。
6.根据权利要求1所述的支持USB和串口通信切换的模拟开关，其特征在于，所述支持USB和串口通信切换的模拟开关还包括串口通信电路；所述串口接口通过串口通信电路与所述常开输出引脚NO相连接。
7.一种支持USB和串口通信切换的模拟开关，其特征在于，包括模拟开关电路、USB接口以及串口接口；
所述模拟开关电路包括模拟开关芯片；所述模拟开关芯片包括输入引脚、常开输出引脚NO以及常闭输出引脚NC；所述常闭输出引脚NC与USB接口相连接；所述常开输出引脚NO与串口接口相连接；
所述模拟开关芯片能够在第一状态和第二状态之间切换；
所述第一状态是指输入引脚处于第一电平、常开输出引脚NO输出无效、常闭输出引脚NC输出有效的状态；
所述第二状态是指输入引脚处于第二电平、常开输出引脚NO输出有效、常闭输出引脚NC输出无效的状态；
所述输入引脚包括第一输入引脚IN1和第二输入引脚IN2；第一状态下，第一输入引脚IN1和第二输入引脚IN2均处于第一电平；第二状态下第一输入引脚IN1和第二输入引脚IN2均处于第二电平；
所述模拟开关电路还包括第一公共输入端COM1和第二公共输入端COM2；
所述支持USB和串口通信切换的模拟开关还包括USB串口转换电路；所述USB接口通过USB串口转换电路与常闭输出接口NC相连接；
所述USB串口转换电路包括USB串口转换芯片；所述USB串口转换芯片包括输出电平控制引脚V33O；所述输出电平控制引脚V33O分别与第一输入引脚IN1、第二输入引脚IN2相连接；所述USB串口转换芯片与USB接口相连接；
所述USB串口转换芯片能够在第三状态和第四状态间切换；
所述第三状态是指USB接口接入USB设备、输出电平控制引脚V33O输出第一电平、常开输出引脚NO输出无效、常闭输出引脚NC输出有效的状态；
所述第四状态是指USB接口未接入USB设备、输出电平控制引脚V33O输出第二电平、默认常开输出引脚NO输出有效、默认常闭输出引脚NC输出无效的状态；
所述支持USB和串口通信切换的模拟开关还包括串口通信电路；所述串口接口通过串口通信电路与所述常开输出引脚NO相连接。
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| CN201921454407.6U CN210605695U (zh) | 2019-09-03 | 2019-09-03 | 支持usb和串口通信切换的模拟开关 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115858441A (zh) * | 2022-12-22 | 2023-03-28 | 中国铁塔股份有限公司 | 一种切换电路 |
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- 2019-09-03 CN CN201921454407.6U patent/CN210605695U/zh active Active
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| CN115858441A (zh) * | 2022-12-22 | 2023-03-28 | 中国铁塔股份有限公司 | 一种切换电路 |
| CN115858441B (zh) * | 2022-12-22 | 2023-11-24 | 铁塔能源有限公司 | 一种切换电路 |
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