专利名称：一种串口通讯切换方法及串口通讯系统的制作方法
一种串口通讯切换方法及串口通讯系统技术领域
本发明属于串口通讯领域，尤其涉及一种串口通讯切换方法及串口通讯系统。
技术背景
串口是计算机的常用接口，目前计算机常用的串口通讯模式包括RS-232、RS-485 和RS-422三种，这三种通讯模式在工业计算机应用环境中使用都很普遍。有时，工业计算 机需要使用这三种模式，这就要求工业计算机具备在串口 RS-232、RS-485和RS-422三种通 讯模式下切换的能力。
现有技术1中RS-232/485/422之间的功能切换是采用全隔离的跳线进行设置使 之实现主板串口 RS-232/485/422的功能切换；当用户需要进行RS-232/485/422功能切换 时，必须打开机箱并参照主板的相关说明书进行手动设置跳线，操作过程复杂，且容易出现 人为失误，人为失误后的修改过程同样复杂。
现有技术2是通过BIOS Setup菜单下的选项进行设置，通过改变主板(南桥或 Super I/O)上通用输入 / 输出(General Purpose Input Output，GPI0)接口 的输出逻辑状 态，从而设置RS-232/485/422模式的驱动芯片的工作模式，自动实现主板串口功能切换。 在BIOS Setup菜单下的选项设置中，用户每次进行RS-232/485/422功能切换时都需要开 机先进入ktup菜单设置选项后保存并重新启动，而许多用户对修改BIOS设置不熟练或不 会修改，造成设置困难。发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种串口通讯切换方法，旨在解决现有技术1中通 过人工手动设置跳线来进行通讯模式的切换导致操作复杂、容易造成人为失误以及效率低 的问题；同时还解决了现有技术2中用户每次进行RS-232/485/422功能切换时都需要开机 先进入BIOS Setup菜单设置选项后保存并重新启动造成设置困难的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种串口通讯切换方法，所述串口通讯切换方法包 括下述步骤
步骤a 根据外部的操作信号输出串口通讯切换控制信号，所述串口通讯切换控 制信号控制将第一种通讯模式切换为与所述外部的操作信号相对应的第二种通讯模式。
进一步地，所述外部的操作信号通过用户选择界面的输入获得。
进一步地，所述步骤a进一步包括下述步骤
步骤al 设置当前串口通讯为第一种通讯模式；
步骤a2 根据外部的操作信号判断与所述外部的操作信号相对应的第二种通讯 模式是否与所述第一种通讯模式相同；
步骤a3 若不相同，则输出串口通讯切换控制信号，控制将所述第一种通讯模式 切换为与所述外部的操作信号相对应的第二种通讯模式。
进一步地，通过GPIO接口输出所述串口通讯切换控制信号。
进一步地，通过多路选择开关或串口选择控制模块将所述第一种通讯模式切换为 与所述外部的操作信号相对应的第二种通讯模式。
本发明实施例的另一目的在于提供一种串口通讯系统，所述串口通讯系统包括 串口通讯切换模块，根据外部的操作信号输出串口通讯切换控制信号，所述串口通讯切换 控制信号控制将第一种通讯模式切换为与所述外部的操作信号相对应的第二种通讯模式。
进一步地，所述外部的操作信号通过用户选择界面的输入获得。
进一步地，所述串口通讯切换模块进一步包括
当前串口通讯设置模块，设置当前串口通讯为所述第一种通讯模式；
通讯模式判断模块，根据外部的操作信号判断与所述外部的操作信号相对应的第 二种通讯模式是否与所述第一种通讯模式相同；
控制信号输出模块，当所述第二种通讯模式与所述第一种通讯模式不相同时，输 出串口通讯切换控制信号；
切换模块，根据所述控制信号输出模块输出的串口通讯切换控制信号，控制将所 述第一种通讯模式切换为与所述外部的操作信号相对应的第二种通讯模式。
进一步地，所述控制信号输出模块为GPIO接口。
进一步地，所述切换模块为多路选择开关或者串口选择控制模块。
与现有技术1中通过人工手动设置跳线来进行通讯模式的切换，导致操作复杂、 容易造成人为失误且效率低，以及现有技术2中用户每次进行RS-232/485/422功能切换时 都需要开机先进入BIOS Setup菜单设置选项后保存并重新启动造成设置困难相比；本发 明实施例提供的串口通讯切换方法，通过在操作系统内进行软件设置(如用户通过选择界 面进行选择)，根据外部的操作信号输出串口通讯切换控制信号，再由串口通讯切换控制信 号控制将第一种通讯模式切换为第二种通讯模式，实现了多个串口通讯之间的自动切换， 不需要关闭或重启计算机，失误率低，操作方便，提高了工作效率。
图1是本发明实施例提供的串口通讯切换方法的实现流程图2是本发明实施例提供的主板RS-232/485/422串口通讯切换方法的实现流程 图3是本发明实施例提供的主板RS-232/485/422功能切换菜单或界面示意图4是本发明实施例提供的串口通讯系统的串口通讯切换模块结构示意图5是本发明第一实施例提供的串口通讯系统的结构图6是本发明第二实施例提供的串口通讯系统的结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
本发明实施例提供的串口通讯切换方法根据外部的操作信号输出串口通讯切换 控制信号，控制将第一种通讯模式切换为第二种通讯模式，实现了多个串口通讯之间的自动切换，失误率低，操作方便，提高了工作效率。
本发明实施例提供的串口通讯切换方法主要包括步骤1 根据外部的操作信号输 出串口通讯切换控制信号，串口通讯切换控制信号控制将第一种通讯模式切换为与外部的 操作信号相对应的第二种通讯模式。其中，外部的操作信号通过用户选择界面的输入获得。
在本发明实施例中，可以通过串口通讯切换控制信号对多种通讯模式之间的切换 进行控制；自动切换完全代替手动切换，其失误率低，操作简洁、快捷、方便，给客户提供了 便利的服务，减少工作时间和提高工作效率。
图1示出了步骤1的具体实现流程图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相 关的部分，详述如下其中，步骤1进一步包括以下步骤
在步骤Sll中，设置当前串口通讯为第一种通讯模式；
在步骤S12中，根据外部的操作信号判断与外部的操作信号相对应的第二种通讯 模式是否与第一种通讯模式相同；
在步骤S13中，若不相同，则输出串口通讯切换控制信号，控制将第一种通讯模式 切换为与外部的操作信号相对应的第二种通讯模式；
在步骤S14中，若相同，则可以确定与外部的操作信号相对应的通讯模式为第一 种通讯模式。
在本发明实施例中，可以通过GPIO接口输出串口通讯切换控制信号。
在本发明实施例中，可以通过多路选择开关或者串口选择控制模块将第一种通讯 模式切换为第二种通讯模式。
为了更进一步的说明本发明实施例提供的串口通讯切换方法，现以主板 RS-232/485/422串口通讯之间的切换为例参照图2详述如下；需要说明的是本发明实施例 提供的串口通讯切换方法可以实现主板RS-232/485/422串口通讯之间任意两种通讯模式 的切换，也可以实现主板RS-232/485/422串口通讯之间三种通讯模式的切换；现以三种通 讯模式之间的切换为例进行说明。
在步骤S21中，设置当前默认的串口通讯为RS-232通讯模式；
在步骤S22中，设置主板GPIO接口的输出逻辑状态使之输出控制RS-232通讯模 式；
在步骤S23中，根据外部的操作信号判断与外部的操作信号相对应的串口通讯模 式是否为RS-485通讯模式；其中，外部的操作信号可以由图3所示的主板RS-232/485/422 功能切换菜单或界面给出，通过分别与RS-232、RS-485、RS-422相对应的按钮可以分别给 出不同的操作信号。可以通过编写各操作系统(如Windows XP/2000/98、Linux等)下设 置主板串口 RS-232/485/422功能切换的菜单或界面软件来实现。
在步骤S24中，若是，则设置主板GPIO接口的输出逻辑状态使之输出串口通讯切 换控制信号并控制将RS-232通讯模式切换为RS-485通讯模式；
在步骤S25中，若否，则进一步判断与外部的操作信号相对应的串口通讯模式是 否为RS-422通讯模式；
在步骤S26中，若是，则设置主板GPIO接口的输出逻辑状态使之输出串口通讯切 换控制信号并控制将RS-232通讯模式切换为RS-422通讯模式；
在步骤S27中，若否，则可以确认当前串口通讯为RS-232通讯模式。
本发明实施例提供的串口通讯切换方法是通过改变主板(南桥或Super I/O)上 GPIO接口的输出逻辑状态，使之输出串口通讯切换控制信号控制选择RS-232/485/422相 对应的传输通路，从而实现主板串口 RS-232/485/422通讯功能的自动切换。
图4示出了本发明实施例提供的串口通讯系统的串口通讯切换模块结构示意图， 为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下
串口通讯系统包括串口通讯切换模块1，根据外部的操作信号输出串口通讯切 换控制信号，控制将第一种通讯模式切换为第二种通讯模式。
其中，串口通讯切换模块1进一步包括当前串口通讯设置模块11、通讯模式判断 模块12、控制信号输出模块13以及切换模块14 ；当前串口通讯设置模块11用于设置当前 串口通讯为第一种通讯模式；通讯模式判断模块12根据外部的操作信号判断与外部的操 作信号相对应的第二种通讯模式是否与第一种通讯模式相同；当第二种通讯模式与第一种 通讯模式不相同时，控制信号输出模块13输出串口通讯切换控制信号；切换模块14根据控 制信号输出模块13输出的串口通讯切换控制信号，控制将第一种通讯模式切换为与外部 的操作信号相对应的第二种通讯模式。
在本发明实施例中，控制信号输出模块13可以为GPIO接口。
在本发明实施例中，切换模块14可以为多路选择开关，通过控制多路选择开关的 通断来选择与多种串口通讯模式相应的传输通路，实现串口通讯功能的自动切换。另外，切 换模块14也可以为串口选择控制模块，通过设置该串口选择控制模块的工作模式，选择与 多种串口通讯模式相应的传输通路，实现串口通讯功能的自动切换。其中，采用串口选择控 制模块可以降低电路设计的难度。
为了更进一步的说明本发明实施例提供的串口通讯系统，现以主板 RS-232/485/422串口通讯之间的切换为例进行说明如下；图5示出了本发明第一实施例提 供的串口通讯系统的结构图
串口通讯系统包括主板2、第一驱动模块3、DB9接口 4、第三驱动模块5、多路选 择开关6以及第二驱动模块7 ；其中，主板2进一步包括UARTs接口 21以及GPIO接口 22， 根据GPIO接口 22的电平信号输出控制多路选择开关6的通断，由多路选择开关6选择与 RS-232/485/422串口通讯相对应的传输通路，实现主板RS-232/485/422串口通讯之间的 自动切换。而第一驱动模块3用于RS-232发送和接收的驱动；第二驱动模块7用于RS-422 接收的驱动；第三驱动模块5用于RS-485发送和接收的驱动以及RS-422发送的驱动。
主板串口 RS-232/485/422通讯模式共用的信号分别是DCD-、RXD、TXD和DTR-信 号，其中DCD-信号对应RS-485/422的TXN，RXD信号对应RS-485/422的TXP，TXD信号对应 RS-485/422的RXP，DTR-信号对应RS-485/422的RXN。RS-485为半双工通讯方式，使用一 对差分对，其接收和发送数据通过TXN和TXP完成。RS-422为全双工通讯方式，使用两对差 分对，其接收和发送数据通过TXP、TXN、RXP、RXN完成。因此，串口发送信号既是RS-232发 送信号，也是RS-485/422发送信号，其直接连到RS-232和RS-485/422相应的驱动芯片发 送端，并且在串口连接器端根据需要由多路选择开关选择是RS-232还是RS-485/422发送 传输通路。串口接收信号根据需要通过多路选择开关6选择是RS-232或RS-485或RS-422 接收方式(RS-485和RS-422接收方式不同)，同时在串口连接器端也根据需要由多路选择 开关6选择是RS-232或RS-485或RS-422接收传输通路。多路选择开关6的控制是由主板2 (南桥或Super I/O)上GPIO接口 22的输出逻辑状态确定，GPIO接口 22的输出逻辑 状态由各操作系统中RS-232/485/422功能切换的菜单或界面选项确定，由此软件设置实 现主板串口部分RS-232/485/422通讯模式切换功能。
在本发明实施例中，多路选择开关6的开断控制引脚为三个，当GPIO接口 22输出 控制引脚的电平为1、1、0时，多路选择开关6的选择是RS-232通讯模式通路，当GPIO接 口 22输出控制引脚的电平为0、1、0时，多路选择开关6的选择是RS-485通讯模式通路，当 GPIO接口 22输出控制引脚的电平为0、0、1时，多路选择开关6的选择是RS-422通讯模式 通路。
作为本发明的一个实施例，多路选择开关6可以为继电器或其他任何满足设计应 用要求的多路选择开关等；通过多路选择开关6可以实现将第一种通讯模式切换为第二种 通讯模式。
图6示出了本发明第二实施例提供的串口通讯系统的结构图，为了便于说明，仅 示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下
串口通讯系统包括主板2、串口选择控制模块8以及DB9接口 4 ；其中，主板2进一 步包括UARTs接口 21以及GPIO接口 22，根据GPIO接口 22的电平信号输出控制串口选择控 制模块8，选择与RS-232/485/422串口通讯相对应的传输通路，实现主板RS-232/485/422 串口通讯之间的自动切换。
串口选择控制模块8工作模式(RS-232或RS-485或RS-422)的控制是由主板 2 (南桥或Super I/O) GPIO接口 22的输出逻辑状态确定，GPIO接口 22的输出逻辑状态由 各操作系统中RS-232/485/422功能切换的菜单或界面选项确定，由此软件设置实现主板 串口部分RS-232/485/422通讯模式切换功能。
在本发明实施例中，串口选择控制模块8可以为集成了 RS-232/485/422三种串口 的发送和接收驱动芯片；其工作模式通过芯片的两个控制引脚进行设置，当GPIO接口 22输 出控制引脚的电平为0、1时，该驱动芯片的工作模式是RS-232通讯模式；当GPIO接口 22 输出控制引脚的电平为1、0时，该驱动芯片的工作模式是RS-485通讯模式，当GPIO接口 22 输出控制引脚的电平为1、1时，该驱动芯片的工作模式是RS-422通讯模式。
在本发明实施例中，根据串口选择控制模块8引脚的复用程度可以分为三类(1) 非隔离，此串口选择控制模块8的功能引脚全部为复用状态，可以做到引脚最少，封装最 小，但是外接电路非常复杂，该串口选择控制模块8可以采用MAX3160芯片等。( 部分隔 离，此串口选择控制模块8的功能引脚部分为复用状态，引脚数目比非隔离芯片多，封装中 等，但是外接电路比较复杂，该串口选择控制模块8可以采用MAX3161芯片等。(3)全隔离， 此串口选择控制模块8的功能引脚不存在复用状态，外接电路最简单，但是引脚数目最多， 封装最大，该串口选择控制模块8可以采用MAX3162芯片等。
本发明实施例提供的串口通讯系统是通过改变主板2(南桥或Super I/O)上GPIO 接口 22的输出逻辑状态，控制多路选择开关6的通断或串口选择控制模块8的工作模式， 输出串口通讯切换控制信号控制选择RS-232/485/422相应的传输通路，自动实现主板串 口 RS-232/485/422功能切换。另外，应用此技术方法实现主板串口部分RS-232/485/422 功能切换，与现有技术相比，删除了主板设计中的多余的跳针，对主板PCB的结构、布局和 美观，在一定程度上具有改善作用。
本发明实施例提供的串口通讯切换方法通过在操作系统内进行软件设置，并根据 外部的操作信号输出串口通讯切换控制信号并控制将第一种通讯模式切换为第二种通讯 模式，实现了多个串口通讯之间的自动切换，不需要关机和重启，失误率低，操作方便，提高 了工作效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种串口通讯切换方法，其特征在于，所述串口通讯切换方法包括下述步骤步骤a 根据外部的操作信号输出串口通讯切换控制信号，所述串口通讯切换控制信 号控制将第一种通讯模式切换为与所述外部的操作信号相对应的第二种通讯模式。
2.如权利要求1所述的串口通讯切换方法，其特征在于，所述外部的操作信号通过用 户选择界面的输入获得。
3.如权利要求1所述的串口通讯切换方法，其特征在于，所述步骤a进一步包括下述步骤步骤al 设置当前串口通讯为第一种通讯模式；步骤a2 根据外部的操作信号判断与所述外部的操作信号相对应的第二种通讯模式 是否与所述第一种通讯模式相同；步骤a3:若不相同，则输出串口通讯切换控制信号，控制将所述第一种通讯模式切换 为与所述外部的操作信号相对应的第二种通讯模式。
4.如权利要求1所述的串口通讯切换方法，其特征在于，通过GPIO接口输出所述串口 通讯切换控制信号。
5.如权利要求1所述的串口通讯切换方法，其特征在于，通过多路选择开关或串口选 择控制模块将所述第一种通讯模式切换为与所述外部的操作信号相对应的第二种通讯模 式。
6.一种串口通讯系统，其特征在于，所述串口通讯系统包括串口通讯切换模块，根据外部的操作信号输出串口通讯切换控制信号，所述串口通讯 切换控制信号控制将第一种通讯模式切换为与所述外部的操作信号相对应的第二种通讯 模式。
7.如权利要求6所述的串口通讯系统，其特征在于，所述外部的操作信号通过用户选 择界面的输入获得。
8.如权利要求6所述的串口通讯系统，其特征在于，所述串口通讯切换模块进一步包括当前串口通讯设置模块，设置当前串口通讯为所述第一种通讯模式； 通讯模式判断模块，根据外部的操作信号判断与所述外部的操作信号相对应的第二种 通讯模式是否与所述第一种通讯模式相同；控制信号输出模块，当所述第二种通讯模式与所述第一种通讯模式不相同时，输出串 口通讯切换控制信号；切换模块，根据所述控制信号输出模块输出的串口通讯切换控制信号，控制将所述第 一种通讯模式切换为与所述外部的操作信号相对应的第二种通讯模式。
9.如权利要求8所述的串口通讯系统，其特征在于，所述控制信号输出模块为GPIO接
10.如权利要求8所述的串口通讯系统，其特征在于，所述切换模块为多路选择开关或 者串口选择控制模块。
全文摘要
本发明适用于串口通讯领域，提供了一种串口通讯切换方法及串口通讯系统；串口通讯切换方法包括下述步骤步骤a根据外部的操作信号输出串口通讯切换控制信号，所述串口通讯切换控制信号控制将第一种通讯模式切换为与所述外部的操作信号相对应的第二种通讯模式。本发明提供的串口通讯切换方法通过在操作系统内进行软件设置，并根据外部的操作信号输出串口通讯切换控制信号，控制将第一种通讯模式切换为第二种通讯模式，实现了多个串口通讯之间的自动切换，不需要关机和重启，失误率低，操作方便，提高了工作效率。
文档编号G06F13/38GK102033833SQ20091019061
公开日2011年4月27日 申请日期2009年9月25日 优先权日2009年9月25日
发明者刘光才, 罗蔚 申请人:研祥智能科技股份有限公司