CN214253210U - 一种usb转多路rs485的通讯控制器、通讯系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于USB通讯设备技术领域，公开了一种USB转多路RS485的通讯控制器、通讯系统；所述通讯控制器包括单片机和USB接口，以及至少两个RS485接口；所述USB接口与单片机电性连接；任意一个RS485接口具有接口芯片；所述单片机与接口芯片电性连接。所述通讯系统包括上述通讯控制器。本实用新型能够解决连线复杂的问题，并且避免相应串口号被重新配置。

Description

一种USB转多路RS485的通讯控制器、通讯系统

技术领域

本实用新型属于USB通讯设备技术领域，尤其涉及一种USB转多路RS485的通讯控制器、通讯系统。

背景技术

目前，常见的485通讯控制器有两种。

如图1所示，第一种通讯控制器是232转458通讯控制器，通讯控制器内部采用多路232转485芯片，形成多路485输出，电脑端需要扩展多路接口，每一路232 对应着通讯控制器中的一路485；其具有两个主要问题，其中一个问题是，电脑与控制之间需要多条DB9的串口线，安装调试不方便，另外一个问题是，对于大部分设备来说，电脑的一个串口号存在着只对应特定设备的情况，如果串口线插错，就会引起通讯故障。

如图2所示，第二种通讯控制器内部采用一个USB hub扩展出多路USB口，扩展出来的USB接口连接USB转458模块，对外形成一个USB接口和多路458 接口，电脑端只需要通过一个USB连接通讯控制器即可。但是，这种控制器同样存在问题，即，如果控制器连接到电脑的USB接口更换变更，那么电脑操作系统会重新配置USB转485芯片的串口号，由于电脑操作系统都是通过串口号来连接对应的设备，因此串口号改变后，也会造成通讯故障。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种USB转多路RS485的通讯控制器，能够解决连线复杂的问题，并且避免相应串口号被重新配置。同时，本实用新型还公开了一种基于上述通讯控制器的通讯系统。本实用新型的具体技术方案如下：

一种USB转多路RS485的通讯控制器，包括：

单片机；

USB接口，所述USB接口与单片机电性连接；以及

至少两个RS485接口；

其中，任意一个RS485接口具有接口芯片；所述单片机与接口芯片电性连接。

优选的，所述接口芯片为隔离型芯片，其包括非本安端和本安端；所述非本安端和本安端通过安全栅电性连接；所述非本安端与单片机电性连接，并由单片机供电；所述本安端由安全栅供电。

优选的，所述接口芯片为ADM2484E。

优选的，所述USB接口与单片机之间接入ESD元件。

优选的，所述ESD元件为ESDA6V1BC6。

优选的，所述单片机为STM32F413。

通讯系统，包括如上所述的一种USB转多路RS485的通讯控制器；还包括：

终端设备，所述终端设备与USB接口电性连接，所述终端设备设有与RS485 接口一一对应设置的串口单元；以及

第一设备，所述第一设备通过其中一个RS485接口与其中一个串口单元通讯连接。

优选的，还包括第二设备，所述第二设备通过另外一个RS485接口与另外一个串口单元通讯连接。

优选的，还包括：

与多个RS485接口对应电性连接的第三设备、第四设备至第N设备；其中，N ≤10。

优选的，所述终端设备为台式电脑或笔记本电脑。

和现有技术相比，本实用新型利用一根USB线实现了终端设备和通讯控制器之间的连接，对于短距离设备来说，USB供电即可满足具体的通讯需求，不需要额外增设电源；本实用新型利用单片机作为主控芯片，很好的负责处理了USB数据和各路485数据的通信，在此基础上，终端设备中的串口单元可以配置到任意一路RS485 接口，并不会随硬件的变动而变动；此外，在本实用新型中，通讯控制器的制造成本低，不需要多路RS232芯片，一个单片机即可完成USB和485数据之间的转换处理，在RS485接口不够时，增加第一芯片来拓展RS485接口即可.

附图说明

图1为现有技术中第一种通讯控制器的示意图；

图2为现有技术中第二种通讯控制器的示意图；

图3为本实用新型实施例中通讯控制器的示意图；

图4为本实用新型实施例中单片机和USB接口的连接示意图；

图5为本实用新型实施例中单片机的电源转换电路的电路图；

图6为本实用新型实施例中接口芯片的电路图；

图7为本实用新型实施例中终端设备的流程图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

如图3和图4所示，一种USB转多路RS485的通讯控制器，包括单片机和USB 接口，以及至少两个RS485接口；所述USB接口与单片机电性连接；任意一个RS485 接口具有接口芯片；所述单片机与接口芯片电性连接。

在本实施例中，所述单片机具有四个RS485接口，四个RS485接口均各自具有一个接口芯片，每个接口芯片均与单片机电性连接。需要说明的是，所述单片机具有全双工通用同步/异步串行收发模块(USART)，并且其数量具有多个，可以对应多个RS485接口的实际使用。

还需要说明的是，如图5所示，所述单片机除了具有其本体外，还具有用于为其供电的电源转换电路。

为了更好的使用本实施例，如图6所示，所述接口芯片为隔离型芯片，其包括非本安端和本安端；所述非本安端和本安端通过安全栅电性连接；所述非本安端与单片机电性连接，并由单片机供电；所述本安端由安全栅供电；所述接口芯片为 ADM2484E。

所述RS485接口的接口芯片采用隔离型芯片，确保非本安端的能量不会传到本案端。所述接口芯片的型号为ADM2484E，两端分别由不同的电源供电，由此保证部分电路的本质安全特性。在本实施例中，型号为ADM2484E的接口芯片仅为最优选择，在其他的实施例中，不限于仅以该型号芯片作为使用，例如，在另外一些实施例中，还可以使用ADM2491E、ADM2483、ADM2490E、ADM2482E、 ADM2682E、ADM2867E等。

为了更好的使用本实施例，所述USB接口与单片机之间接入ESD元件；所述 ESD元件为ESDA6V1BC6。

在ESD元件接入USB接口和单片机之间；所述USB接口具有CN41端子，该端通过USB线连接至外部，由此USB信号通过ESD元件传递至单片机。所述单片机具有工作指示灯LD2和LD3，其中LD2为运行指示灯，LD3为故障指示灯，此外，每一路RS485接口都具有各自的指示灯，如此方便观察数据的收发情况。

同样的，ESDA6V1BC6仅是本实施例的最优选，在不同的实施例可以用不同型号的ESD元件，如ESDA14V2SC5、ESDA14V2-4BF3、ESD051-1F4、 ESDA14V2SC6等。

为了更好的使用本实施例，所述单片机为STM32F413。

该单片机能够实现运行模式下的动态功耗和处理器性能之间的最佳平衡。STM32F413仅为本实施例的最优选，在其他的实施例中，还可以是其他型号的单片，如STM32F4系列的其他产品，或STM32F7系列、STM32H7系列等。

如图3所示，通讯系统，包括如上所述的一种USB转多路RS485的通讯控制器；还包括终端设备和第一设备；所述终端设备与USB接口电性连接，所述终端设备设有与RS485接口一一对应设置的串口单元；所述第一设备通过其中一个RS485 接口与其中一个串口单元通讯连接。

所述终端设备具有操作系统；在具体使用本实施例时，终端设备需要为编写驱动，为软件模拟虚拟串口，并将该串口与对应的RS485接口对应起来，即USB设备驱动，当访问虚拟串口时，数据即通信至对应的RS485接口，从而实现与第一设备之间的连接。需要说明的是，上述实现过程所需要在终端设备上进行的操作为现有技术，如软件安装、模拟虚拟串口等。由此，如图7所示，第一设备通过通讯控制器电性连接至USB接口，然后USB接口通过USB线连接至终端设备，并与虚拟串口交互，从而通过虚拟串口配置相应软件。

为了更好的使用本实施例，还包括第二设备，所述第二设备通过另外一个RS485接口与另外一个串口单元通讯连接。

在本实施例中，第二设备可以和第一设备同时连接至终端设备。

为了更好的使用本实施例，还包括与多个RS485接口对应电性连接的第三设备、第四设备至第N设备；其中，N≤10。

在单片机为STM32F413的基础上，其能够同时连接十个RS485接口，由此，可以使终端设备同时连接第一设备、第二设备……第十设备，由此极大的提高了使用便利。本实施例中，在终端设备仅预设四个虚拟串口的情况下，终端设备可以即时虚拟更多的、且对应的虚拟串口，即在原有基础上，增加接口芯片，以拓展RS485 接口，由此满足具体使用需求。在一些实施例中，所述第一设备、第二设备等，可以是鼠标、键盘等。

为了更好的使用本实施例，所述终端设备为台式电脑或笔记本电脑。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种USB转多路RS485的通讯控制器，其特征在于，包括：

单片机；

USB接口，所述USB接口与单片机电性连接；以及

至少两个RS485接口；

其中，任意一个RS485接口具有接口芯片；所述单片机与接口芯片电性连接。

2.如权利要求1所述的一种USB转多路RS485的通讯控制器，其特征在于，所述接口芯片为隔离型芯片，其包括非本安端和本安端；所述非本安端和本安端通过安全栅电性连接；所述非本安端与单片机电性连接，并由单片机供电；所述本安端由安全栅供电。

3.如权利要求2所述的一种USB转多路RS485的通讯控制器，其特征在于，所述接口芯片为ADM2484E。

4.如权利要求1所述的一种USB转多路RS485的通讯控制器，其特征在于，所述USB接口与单片机之间接入ESD元件。

5.如权利要求4所述的一种USB转多路RS485的通讯控制器，其特征在于，所述ESD元件为ESDA6V1BC6。

6.如权利要求1所述的一种USB转多路RS485的通讯控制器，其特征在于，所述单片机为STM32F413。

7.通讯系统，其特征在于，包括如权利要求1～6任一项所述的一种USB转多路RS485的通讯控制器；还包括：

终端设备，所述终端设备与USB接口电性连接，所述终端设备设有与RS485接口一一对应设置的串口单元；以及

第一设备，所述第一设备通过其中一个RS485接口与其中一个串口单元通讯连接。

8.如权利要求7所述的通讯系统，其特征在于，还包括第二设备，所述第二设备通过另外一个RS485接口与另外一个串口单元通讯连接。

9.如权利要求8所述的通讯系统，其特征在于，还包括：

与多个RS485接口对应电性连接的第三设备、第四设备至第N设备；其中，N≤10。

10.如权利要求8或9所述的通讯系统，其特征在于，所述终端设备为台式电脑或笔记本电脑。

Images