CN220188983U - 一种基于cpld的电平转换与切换装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于CPLD的电平转换与切换装置，包括CPU、信号发生装置、CPLD和串口收发器，CPLD分别与CPU、信号发生装置和串口收发器相连接，用于接收信号发生装置发出的切换指令，对CPU的UART电平进行转换与切换。本实用新型提供的基于CPLD的电平转换与切换装置，具有电路结构简单、灵活性高、易于实现、稳定性高、可靠性好的特点；可以在主芯片UART资源不足、电平不匹配且设备对外接口需要实现多种串口的情况下，不需再增加额外的主芯片及电平转换芯片。
Description
技术领域
本实用新型涉及电平转换与切换技术领域，尤其公开了一种基于CPLD的电平转换与切换装置。
背景技术
在电路设计中，往往一个CPU的UART数量有限、电平不一，比如有1.8V电平、2.5V电平、3.3V电平，若项目需求多个单路可切换的串行接口，通常的解决方法是增加UART拓展电路，增加UART的数量，及电平转换电路将CPU的UART电平转换为跟串口芯片的电平一致，从而达到需求的串行接口数量。然而增加的UART转换电路灵活性和可靠性差。
因此，现有UART转换电路灵活性和可靠性差，是目前亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型提供了一种于CPLD的电平转换与切换装置，旨在解决现有UART转换电路灵活性和可靠性差的技术问题。
本实用新型涉及一种基于CPLD的电平转换与切换装置，包括CPU、信号发生装置、CPLD和串口收发器，CPLD分别与CPU、信号发生装置和串口收发器相连接，用于接收信号发生装置发出的切换指令，对CPU的UART电平进行转换与切换。
进一步地，串口收发器包括但不限于RS232收发器、RS485收发器、RS422收发器。
进一步地，信号发生装置包括但不限于拨码开关、按钮、上位机。
进一步地，CPLD的型号为PGC4KD_FBG256。
进一步地，RS232收发器包括RS232串口芯片，RS232串口芯片的型号为SIT3232EESE。
进一步地，RS485收发器包括RS485串口芯片，RS485串口芯片的型号为SIT3485ESA。
进一步地，RS422收发器包括RS422串口芯片，RS422串口芯片的型号为SIT3490ESA。
进一步地，CPU的型号为FT2000/4。
进一步地，CPU的UART电平包括但不限于1.8V、2.5V、3.3V。
进一步地，CPLD为通用可编程逻辑器件。
本实用新型所取得的有益效果为：
本实用新型提供一种基于CPLD的电平转换与切换装置，采用CPU、信号发生装置、CPLD和串口收发器，CPLD分别与CPU、信号发生装置和串口收发器相连接，用于接收信号发生装置发出的切换指令，对CPU的UART电平进行转换与切换，可以简化电路结构，减少不必要的芯片使用，优化了电路设计，节约了硬件设计成本。本实用新型提供的基于CPLD的电平转换与切换装置，具有电路结构简单、灵活性高、易于实现、稳定性高、可靠性好的特点；可以在主芯片UART资源不足、电平不匹配且设备对外接口需要实现多种串口的情况下，不需再增加额外的主芯片及电平转换芯片。
附图说明
图1为本实用新型提供的基于CPLD的电平转换与切换装置一实施例的功能框图；
图2为本实用新型提供的基于CPLD的电平转换与切换装置一实施例的芯片连接示意图；
图3为图1中所示的CPU的UART电路示意图；
图4为图1中所示的CPLD的UART电路示意图；
图5为图1中所示的CPLD的UART接RS232串口芯片电路示意图；
图6为图1中所示的CPLD的UART接RS485串口芯片电路示意图；
图7为图1中所示的CPLD的UART接RS422串口芯片电路示意图；
图8为图1中所示的信号发生装置中模式选择电路示意图。
附图标号说明：
10、CPU；20、信号发生装置；30、CPLD；40、串口收发器；41、RS232收发器；42、RS485收发器；43、RS422收发器；21、拨码开关。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
如图1和图2所示，本实用新型第一实施例提出一种基于CPLD(ComplexProgrammable Logic Device，简称Complex PLD)的电平转换与切换装置，包括CPU10、信号发生装置20、CPLD30和串口收发器40，CPLD30分别与CPU10、信号发生装置20和串口收发器40相连接，用于接收信号发生装置20发出的切换指令，对CPU10的UART电平进行转换与切换。在本实施例中，串口收发器40包括但不限于RS232收发器41、RS485收发器42、RS422收发器43。信号发生装置20包括但不限于拨码开关21、按钮、上位机。优选地，CPLD30采用的型号为SIT3490ESA。RS232收发器包括RS232串口芯片，RS232串口芯片采用的型号为SIT3232EESE。RS485收发器包括RS485串口芯片，RS485串口芯片采用的型号为SIT3485ESA。RS422收发器包括RS422串口芯片，RS422串口芯片采用的型号为SIT3490ESA。CPU10采用的型号为FT2000/4。CPU10的UART电平包括但不限于1.8V、2.5V、3.3V。CPLD可以为通用可编程逻辑器件，均在本专利的保护范围之内。
如图1至图8所示，本实施例提供的基于CPLD的电平转换与切换装置，其工作原理为：
基于CPLD的电平转换与切换装置包括一个或一个以上CPU芯片，用于产生UART信号与串行接口芯片通讯；1个CPLD，实现CPU的UART信号的电平转换与切换。如图1和图2所示，一个CPU10提供一路UART连接至CPLD30，CPLD30提供三路UART连接至三个不同的串行接口芯片，通过模式选择信号进行选择切换；模式选择信号由拨码开关进行控制。如图3所示，CPU10提供三路1.8V电平的UART，FT_UART1、FT_UART2和FT_UART3。如图4所示，CPLD提供9路3.3V电平的UART和CPLD_UART1-CPLD_UART9，其中FT_UART1对应CPLD_UART1-CPLD_UART3，FT_UART2对应CPLD_UART4-CPLD_UART6，FT_UART3对应CPLD_UART7-CPLD_UART9。如图5所示，CPLD_UART1\CPLD_UART4\CPLD_UART7接RS232串口芯片。如图6所示，CPLD_UART2\CPLD_UART5\CPLD_UART8接RS485串口芯片。如图7所示，CPLD_UART3\CPLD_UART6\CPLD_UART9接RS422串口芯片。如图8所示，SW5与SW6组成一个模式切换信号，当拨码开关21都为ON时选择RS232输出，当拨码开关21都为OFF时选择RS422输出，当拨码开关21其中一个为ON一个为OFF时选择RS485输出；CPU的型号可选FT2000/4，CPLD的型号可选PGC4KD_FBG256，RS232串口芯片的型号可选SIT3232EESE，RS485串口芯片的型号可选SIT3485ESA，RS422芯片的型号可选SIT3490ESA。
本实施例提供的基于CPLD的电平转换与切换装置，同现有技术相比，采用CPU、信号发生装置、CPLD和串口收发器，CPLD分别与CPU、信号发生装置和串口收发器相连接，用于接收信号发生装置发出的切换指令，对CPU的UART电平进行转换与切换，可以简化电路结构，减少不必要的芯片使用，优化了电路设计，节约了硬件设计成本。本实施例提供的基于CPLD的电平转换与切换装置，具有电路结构简单、灵活性高、易于实现、稳定性高、可靠性好的特点；可以在主芯片UART资源不足、电平不匹配且设备对外接口需要实现多种串口的情况下，不需再增加额外的主芯片及电平转换芯片。
尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种基于CPLD的电平转换与切换装置，其特征在于，包括CPU(10)、信号发生装置(20)、CPLD(30)和串口收发器(40)，所述CPLD(30)分别与所述CPU(10)、所述信号发生装置(20)和所述串口收发器(40)相连接，用于接收所述信号发生装置(20)发出的切换指令，对所述CPU(10)的UART电平进行转换与切换。
2.如权利要求1所述的基于CPLD的电平转换与切换装置，其特征在于，所述串口收发器(40)包括但不限于RS232收发器(41)、RS485收发器(42)、RS422收发器(43)。
3.如权利要求2所述的基于CPLD的电平转换与切换装置，其特征在于，所述信号发生装置(20)包括但不限于拨码开关(21)、按钮、上位机。
4.如权利要求3所述的基于CPLD的电平转换与切换装置，其特征在于，所述CPLD(30)的型号为PGC4KD_FBG256。
5.如权利要求3所述的基于CPLD的电平转换与切换装置，其特征在于，所述RS232收发器包括RS232串口芯片，所述RS232串口芯片的型号为SIT3232EESE。
6.如权利要求3所述的基于CPLD的电平转换与切换装置，其特征在于，所述RS485收发器包括RS485串口芯片，所述RS485串口芯片的型号为SIT3485ESA。
7.如权利要求3所述的基于CPLD的电平转换与切换装置，其特征在于，所述RS422收发器包括RS422串口芯片，所述RS422串口芯片的型号为SIT3490ESA。
8.如权利要求3所述的基于CPLD的电平转换与切换装置，其特征在于，所述CPU(10)的型号为FT2000/4。
9.如权利要求3所述的基于CPLD的电平转换与切换装置，其特征在于，所述CPU(10)的UART电平包括但不限于1.8V、2.5V、3.3V。
10.如权利要求3所述的基于CPLD的电平转换与切换装置，其特征在于，所述CPLD为通用可编程逻辑器件。
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- 2023-07-24 CN CN202321956505.6U patent/CN220188983U/zh active Active
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