使用共用通信端口进行rs-232c和rs-485串行通信的装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种使用共用通信端口的用于RS-232C和RS-485串行通信的装置，其配置为通过使用共用通信端口执行RS-232C通信和RS-485通信来选择性地使用以RS-232C和RS-485通信方式进行的通信而不改变外部配线，所述装置包括：通信转换器，其配置为响应于所提供的通信方式选择信号而使用彼此不同的串行通信方式通过共用端口来发送数据或者从外部接收数据；以及控制器，其配置为响应于所设定的参数而将通信方式选择信号和发送数据提供给所述通信转换器，并且通过所述通信转换器接收从外部发送的数据。
【专利说明】使用共用通信端口进行RS-232C和RS-485串行通信的装置
【技术领域】
[0001] 本公开的示例性方案涉及串行通信装置，并且尤其涉及使用共用通信端口进行 RS-232C和RS-485串行通信的装置，其配置为通过使用共用通信端口执行RS-232C通信和 RS-485通信来选择性地使用以两种方式进行的通信而不改变外部配线。
【背景技术】
[0002] 串行通信广泛使用在包括PLC (可编程逻辑控制器）的各种领域中，并且串行通信 一般使用RS-232C串行通信或RS-485串行通信方式来实现。
[0003] 图1是示出布置有一个RS-232C信道和一个RS-485信道的串行通信的示例的结 构图，在这里使用MPU(微处理单元）11的嵌入式UART (通用异步收发器）、RS-232C驱动器 12以及RS-485驱动器13来实现与外部通信装置的通信，并且当发送控制信号为高时，创 建RS-485+信号和RS-485-信号并将它们发送到输出端口，并且当发送控制信号为低时将 接收到的数据经由输入端口发送到MPU (微处理单元）11。
[0004] 即，信道1中的信号经由RS-232C驱动器12被转换为RS-232C电平以执行RS-232C 通信，并且信道2中的信号经由RS-485驱动器13被转换为RS-485电平以执行RS-485通 ?目。
[0005] 这时，由于RS-232C方式的信号电平和RS-485方式的信号电平是不同的，因此信 道1可以仅使用RS-232C方式来实现通信，并且信道2可以仅使用RS-485方式来实现通信。
[0006] 从前文中可以注意到，由于根据通信方式，通信端口的各端子功能是固定的，因此 RS-232C通信信道和RS-485通信信道在硬件方面是固定的，由此取决于所使用的通信方式 而需求若干类型的通信模块。
[0007] 此外，现有技术具有多种缺点和问题，这里列举一些：为了将使用RS-232C方式的 信道改变为使用RS-485方式的信道、或者将使用RS-485方式的信道改变为使用RS-232C 方式的信道，通信模块的类型必需改变并且必需替换各端子的配线。
【发明内容】
[0008] 本公开的一个示例性方案在于大致解决至少上述问题和/或缺点并且提供如下 所述的至少一些优点。从而，本公开的目的在于提供一种用于串行通信的装置，其配置为在 不改变硬件或端子的配线的情况下通过改变RS-232C信道和RS-485信道来便利地使用串 行通信。
[0009] 尽管如此，要强调的是本公开不限于如上说明的特定公开例。应当理解，本领域技 术人员可以认识到在此未提及的其他技术主题。
[0010] 在本公开的一个概括的方案中，提供了用于串行通信的装置(在下文中称为串行 通信装置，或仅称为装置)，其配置为通过彼此不同的通信方式来执行串行通信，所述装置 包括：
[0011] 通信转换器，其配置为响应于所提供的通信方式选择信号而使用彼此不同的串行 通信方式通过共用端口来发送数据或者从外部接收数据；以及控制器，其配置为响应于所 设定的参数而将通信方式选择信号和发送数据提供给所述通信转换器，并且通过所述通信 转换器接收从外部发送的数据。
[0012] 优选地但不是必需地，所述彼此不同的串行通信方式可以是RS-232C通信方式和 RS-485通信方式。
[0013] 优选地但不是必需地，所述通信转换器可以包括：驱动器，其配置为使用所述 RS-232C通信方式或所述RS-485通信方式来执行通信；切换单元，其配置为响应于来自所 述控制器的所述选择信号而使用所述RS-232C通信方式或所述RS-485通信方式来选择性 地切换通过所述驱动器从外部接收的数据，或者选择性地切换数据以允许通过RS-232C通 信方式或所述RS-485通信方式将所发送的数据发送到外部；以及通信端口控制器，其配置 为响应于所述选择信号而激活或停用所述驱动器，并且响应于所述控制器的控制而控制数 据的发送/接收操作。
[0014] 优选地但不是必需地，所述驱动器可以包括配置为响应于RS-232C通信方式而执 行通信的RS-232C驱动器和配置为响应于RS-485通信方式而执行通信的RS-485驱动器。
[0015] 优选地但不是必需地，所述切换单元可以从通过所述RS-232C驱动器从外部接收 的信号和通过所述RS-485驱动器从外部接收的信号中选择性地切换至少一个信号。
[0016] 优选地但不是必需地，所述通信端口控制器可以包括：RS-232C控制器，其配置为 响应于所述控制器的信道选择信号而激活或停用所述RS-232C驱动器；以及RS-485控制 器，其配置为响应于所述控制器提供的数据发送控制信号而控制所述RS-485驱动器的发 送/接收操作。
[0017] 优选地但不是必需地，所述RS-232C驱动器和所述RS-485驱动器可以共同连接到 所选择的信道的通信端口。
[0018] 优选地但不是必需地，所述切换单元可以在所选择的信号处于高状态时选择通过 所述RS-232C驱动器从外部接收的信号，并且可以在所选择的信号处于低状态时选择通过 所述RS-485驱动器从外部接收的信号。
[0019] 优选地但不是必需地，所述RS-232C控制器可以反转所述控制器的所述选择信号 并作为所述RS-232C控制器的激活信号/停用信号而发送。
[0020] 优选地但不是必需地，所述RS-485控制器可以对所述控制器的所述选择信号的 反转信号和所述发送控制信号执行与（AND)操作，并且可以将经过与操作的信号发送到所 述RS-485驱动器。
[0021] 在根据本公开的示例性实施例的所述串行通信装置的有利效果中，相同通信端口 (端子)可以被所述装置共同地使用以执行RS-232C通信或者RS-485通信，并且可以将通信 信道改变为RS-232C信道或者RS-485信道并且可以通过简单参数结构来使用，从而无需改 变硬件或端子的配线，由此可以便利地进行串行通信。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 通过参照结合附图进行的以下描述，可以最佳地理解本公开，在附图中：
[0023] 图1是示出根据现有技术的具有一个RS-232C信道和一个RS-485信道的串行通 信装置的示例性配置的结构图；
[0024] 图2是示出根据本公开的串行通信装置的示意性结构图；
[0025] 图3是示出在图2中示出的通信端口转换工具的详细结构图；
[0026] 图4是示出图3的切换单元的详细电路图；
[0027] 图5是说明根据本公开的示例性实施例的图4的切换单元的切换操作的表；
[0028] 图6是示出根据本公开的其中串行通信装置使用两个信道的配置的结构图；以及
[0029] 图7是说明图6的串行通信装置的操作的表。
【具体实施方式】
[0030] 现在，将参照附图详细描述本公开的示例性实施例。在此仅以示例的方式参照附 图来描述本公开。呈现本公开的原因在于提供被确信是对本公开的原理和概念性方案的最 有用的并且易于理解的描述。在这点上，未作出示出比对于本公开的基本理解所需要的更 详细的本公开的结构上的细节的尝试，并且随附图进行描述，使得如何可以将本公开的若 干形式体现在实践中对本领域技术人员而言是显而易见的。
[0031] 图2是示出根据本公开的串行通信装置的示意性结构图。
[0032] 参照图2,串行通信装置20包括通信端口转换工具22,在这里装置20通过通信端 口转换工具22执行通信，通信端口转换工具22配置为对应于至少一个信道。即，当装置20 由η个信道构成时，η个通信端口转换工具22配置为以一对一的基准对应于各信道。
[0033] 装置20可以变化地配置为执行使用RS-232C通信方式和RS-485通信方式的通 信，在这里装置的整体操作大体上由MPU (微处理单元）21来控制。MPU21将从外部接收的 数据发送到通信端口转换工具22,通过通信端口转换工具22接收从外部接收的该数据，并 且处理该数据，响应于所设定的参数而输出选择信号和发送控制信号并且控制通信端口转 换工具22的操作。
[0034] 图3是示出在图2中示出的通信端口转换工具22的详细结构图，在这里通信端口 转换工具22包括RS-232C驱动器31，其配置为响应于RS-232C通信方式而执行通信，以及 RS-485驱动器32,其配置为响应于RS-485通信方式而执行通信。
[0035] RS-232C驱动器31和RS-485驱动器32共同地连接到相关信道的通信端口，因为 共用通信端口的端子，由此不需要响应于通信方式而改变配线。
[0036] 切换单元33响应于相关信道的选择信号而选择通过RS-232C驱动器31而从外部 接收的信号和通过RS-485驱动器32而从外部接收的信号中的一个信号，并且将该信号发 送到MPU21。例如，切换单元33可以在所选择的信号处于高状态时选择通过RS-232C驱动 器31从外部接收的信号，并且在所选择的信号处于低状态时选择通过RS-485驱动器32从 外部接收的信号，并且将该信号发送到MPU21。
[0037] 图4是示出图3的切换单元的详细电路图，在这里切换单元33的各端子A、B和C 连接到RS-232C驱动器31的接收信号输出端子、RS-232C驱动器31的接收信号输出端子 以及MPU21的接收信号输入端子，并且在这里可以不用特定地连接端子D。
[0038] 选择信号共同地施加至第一 PM0S(P沟道金属氧化物半导体)装置33-1、第二PM0S 装置33-2、第一 NMOS (N沟道金属氧化物半导体)装置33-3以及第二NM0S装置33-4的栅 极，第一 PM0S装置33-1的漏极和源极分别连接到端子A和C，第二PM0S装置33-2的漏极 和源极分别连接到端子B和D，第一 NM0S装置33-3的漏极和源极分别连接到端子B和C， 第二NMOS装置33-4的漏极和源极分别连接到端子A和D。即，选择信号将端子A和B中的 任一个连接到端子C以用于连接到MPU21。
[0039] 图5是说明根据本公开的示例性实施例的图4的切换单元的切换操作的表，其中 示出了响应于选择信号的各端子的连接关系。
[0040] 参照图5,当选择信号处在高状态时，连接了端子A和C以允许将通过RS-232C驱 动器31从外部接收的信号发送到MPU21，在这里端子B的RS-485信号输出到端子D并被处 理。由于仅有通过RS-232C驱动器31的信号和通过RS-485驱动器32的信号中的一个信 号被发送到MPU21，因此两个信号没有冲突。
[0041] 图3中示出的RS-232C控制器响应于相关信道的选择信号而激活或停用RS-232C 驱动器31。当SD (关闭）信号处在低状态时，RS-232C驱动器31被激活以执行RS-232C通 信，并且当SD (关闭)信号处在高状态时，RS-232C驱动器31被停用而不能执行RS-232C通 ?目。
[0042] 此时，RS-232C控制器34可以通过使用反相器装置构成，反相器装置配置为当用 于执行RS-232C通信的选择信号处为高信号时，反转该选择信号并且将反转后的信号作为 RS-232C驱动器31的激活/停用信号（SD信号）发送。RS-485控制器35响应于相应信道 的发送控制信号而控制RS-485驱动器32。例如，RS-485驱动器32可以形成为当DE (驱动 器使能）信号处在低状态时使得通过将输出端口变成高阻抗状态来中断输出操作，并且当 DE信号处在高状态时从外部接收信号。
[0043] 当用于执行RS-485接收操作的发送控制信号为高、用于发送操作的发送控制信 号为低时，RS-485控制器35对将该控制器的选择信号反转后的信号和发送控制信号执行 与（AND)操作，并且将经过与操作的信号发送到RS-458驱动器32。
[0044] 从前文中可以注意到，由于被配置为将数据输出到外部的通信端口的信号线Tx 共同地连接到RS-232C驱动器和RS-485驱动器的输出端口，因此发送信号肯定不会冲突， 使得用于选择性地执行RS-232C通信和RS-485通信的选择信号和发送控制信号可以互连。
[0045] 图6是示出根据本公开的其中串行通信装置使用两个信道的配置的结构图，在这 里可以构成对应于信道1和信道2的通信端口转换工具22-1、22-2,并且MPU21将选择信号 和发送控制信号发送到各信道。
[0046] 当选择信号1处在低状态时，RS-232C驱动器61-1的SD信号变成低状态，使得 RS-232C驱动器61-1执行正常操作，在这里连接了信道1中的切换单元61-3的端子A和 端子C。当选择信号1处在高状态时，并由于RS-485驱动器62-2的DE信号一直处在低状 态，因此中断了 RS-485驱动器62-2的输出。
[0047] S卩，由于被配置为执行RS-232C控制器的功能的反相器装置61-4的输出被输入到 执行RS-485控制器的与门61-5中，因此DE信号变成低状态而不考虑控制信号1的发送， 并且RS-485驱动器62-2的输出端子变成高阻抗状态从而不影响通过RS-232C驱动器61-1 的数据通信。
[0048] 由于当选择信号1处在低状态时RS-232C驱动器61-1的SD信号变成高状态，因 此RS-232C驱动器61-1变成被停用的以允许连接信道1处的切换单元61-3的端子B和C。
[0049] 当选择信号1处在低状态、并且发送控制信号1处在高状态时，RS-485驱动器 61-2的DE信号变成高状态，实现了 RS-485发送操作。当发送控制信号1处在低状态时， RS-485驱动器61-2的DE信号变成低状态，中断RS-485发送操作并且仅使能接收操作。
[0050] S卩，当选择信号1处在低状态并且发送控制信号1处在低状态时，RS-485驱动器 61- 2作为接收驱动器运行，并且当发送控制信号1处在高状态时，RS-485驱动器61-2作为 发送驱动器运行。
[0051] 由于当选择信号2处在高状态时RS-232C驱动器61-1的SD信号处在低状态，因 此RS-232C驱动器61-1执行正常操作，并且连接了信道2的切换单元61-3的端子A和C。 当选择信号2处在低状态时，由于RS-485驱动器62-2的DE信号一直处在低状态，因此中 断了 RS-485驱动器62-2的输出。即，由于用作RS-232C控制器的反相器装置62-4的输出 被输出到与门（用作RS-485控制器62-5)中，因此DE信号变成低状态而不考虑发送控制信 号2,并且RS-485驱动器62-2的输出端子变成高阻抗状态从而不影响通过RS-232C驱动器 62- 1的发送。
[0052] 当选择信号2处在低状态时，由于RS-232C驱动器61-1的SD信号变成低状态，因 此RS-232C驱动器61-1停用，由此连接了信道2的切换单元62-3的端子B和C。
[0053] 当选择信号2处在低状态并且发送控制信号2处在高状态时，由于RS-485驱动器 61-2的DE信号变成高状态，实现了 RS-485发送操作，并且当发送控制信号2处在低状态 时，由于RS-485驱动器61-2的DE信号变成低状态，中断了 RS-485发送操作并仅使能了接 收操作。
[0054] S卩，当选择信号2处在低状态并且发送控制信号2处在低状态时，信道2的RS-485 驱动器62-2作为接收驱动器运行，并且当发送控制信号2处在高状态时，信道2的RS-485 驱动器62-2作为发送驱动器运行。
[0055] 现在参照图7,将说明信道1和信道2的操作，在这里图7是说明图6的串行通信 装置的操作的表。
[0056] 参照图7,当选择信号1、选择信号2、发送控制信号1以及发送控制信号2分别处 在高、高、低和低状态时，信道1和信道2都执行RS-232C通信。
[0057] 当选择信号1、选择信号2、发送控制信号1以及发送控制信号2分别处在低、高、 低和低状态时，通过信道1实现了 RS-485接收，并且通过信道2实现了 RS-232C通信。
[0058] 当选择信号1、选择信号2、发送控制信号1以及发送控制信号2分别处在低、高、 高和低状态时，通过信道1实现了 RS-485发送，并且通过信道2实现了 RS-232C通信。
[0059] 当选择信号1、选择信号2、发送控制信号1以及发送控制信号2分别处在低、低、 低和低状态时，通过信道1和信道2实现了 RS-485接收。
[0060] 当选择信号1、选择信号2、发送控制信号1以及发送控制信号2分别处在低、低、 高和高状态时，通过信道1和信道2实现了 RS-485发送。
[0061] 尽管已经参照其若干示出的实施例描述了示例性实施例，但是应当理解，本领域 技术人员可以设计出落入本公开的精神和范围内的许多其他修改和实施例。尤其是，在本 公开、附图和所附权利要求的范围内的零部件和/或主题组合布置的布置中的多种变化和 修改是可能的。
【权利要求】
1. 一种用于串行通信的装置，其配置为通过彼此不同的通信方式来执行串行通信，所 述装置包括： 通信转换器，其配置为响应于所提供的通信方式选择信号而使用彼此不同的串行通信 方式通过共用端口来发送数据或者从外部接收数据；以及控制器，其配置为响应于所设定 的参数而将通信方式选择信号和发送数据提供给所述通信转换器，并且通过所述通信转换 器接收从外部发送的数据。
2. 如权利要求1所述的装置，其中所述彼此不同的串行通信方式是RS-232C通信方式 和RS-485通信方式。
3. 如权利要求2所述的装置，其中所述通信转换器包括：驱动器，其配置为使用所述 RS-232C通信方式或所述RS-485通信方式来执行通信；切换单元，其配置为响应于来自所 述控制器的所述选择信号而使用所述RS-232C通信方式或所述RS-485通信方式来选择性 地切换通过所述驱动器从外部接收的数据，或者选择性地切换数据以允许通过RS-232C通 信方式或所述RS-485通信方式将所发送的数据发送到外部；以及通信端口控制器，其配置 为响应于所述选择信号而激活或停用所述驱动器，并且响应于所述控制器的控制而控制数 据的发送/接收操作。
4. 如权利要求3所述的装置，其中所述驱动器包括配置为响应于RS-232C通信方式而 执行通信的RS-232C驱动器和配置为响应于RS-485通信方式而执行通信的RS-485驱动 器。
5. 如权利要求3所述的装置，其中所述切换单元从通过所述RS-232C驱动器从外部接 收的信号和通过所述RS-485驱动器从外部接收的信号中选择性地切换至少一个信号。
6. 如权利要求4所述的装置，其中所述通信端口控制器包括：RS-232C控制器，其配置 为响应于所述控制器的信道选择信号而激活或停用所述RS-232C驱动器；以及RS-485控制 器，其配置为响应于所述控制器提供的数据发送控制信号而控制所述RS-485驱动器的发 送/接收操作。
7. 如权利要求4所述的装置，其中所述RS-232C驱动器和所述RS-485驱动器共同连接 到所选择的信道的通信端口。
8. 如权利要求4所述的装置，其中所述切换单元在所选择的信号处于高状态时选择通 过所述RS-232C驱动器从外部接收的信号，并且在所选择的信号处于低状态时选择通过所 述RS-485驱动器从外部接收的信号。
9. 如权利要求6所述的装置，其中所述RS-232C控制器反转所述控制器的所述选择信 号并作为所述RS-232C控制器的激活信号/停用信号而发送。
10. 如权利要求6所述的装置，其中所述RS-485控制器对所述控制器的所述选择信号 的反转信号和所述发送控制信号执行与操作，并且将经过与操作的信号发送到所述RS-485 驱动器。
【文档编号】G06F13/38GK104063346SQ201410101529
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年3月18日 优先权日:2013年3月18日
【发明者】张贤雨 申请人:Ls产电株式会社