专利名称：：一种适用于树形通信网络的串行通信集线器的制作方法
技术领域：
：本实用新型提供一种适用于树形通信网络的串行通信集线器，属于计算机通信
技术领域：
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背景技术：
：在工业控制和办公自动化领域大量使用单片机作为智能终端来完成信息采集和控制执行元件。单片机(下位机)作为智能终端通常以串行通信的方式与工业控制计算机或信息处理计算机(上位机)进行通信。通常情况下一台上位机需连接多台下位机，而作为上位机的工控机配置的串行通信接口数量有限(一般为一至二个)，这就需要对上位机串行通信接口的数量进行扩展。经常使用的扩展方法有多串口卡和串行通信集线器二种方法。使用以上两种方法可将串行通信接口数量扩展到8至16个。当控制对象(下位机)数量众多时上述两种方法将无法满足要求。
发明内容本实用新型提供一种适用于树形通信网络的串行通信集线器，解决了数量众多单片机(下位机)作为智能终端与工业控制计算机或信息处理计算机(上位机)进行串行通信通信问题。本实用新型的技术解决方案如下由单片机PIC16F876、信号转换芯片MAX1487、多路转换开关CD4052、上位机连接插座C0M、集线器级联插座Uplink、下位机连接插座Ox-16x和供电插座Power组成集线器。在上位机和集线器之间使用RS422标准信号进行通信，从而使得上位机和集线器之间实现远距离通信；在集线器和下位机之间使用RS232标准信号进行通信。上位机发出的RS422标准差动信号经上位机连接插座COM接到信号转换芯片MAX1487，信号转换芯片MAX1487将其转换为RS232标准电平信号后，接到四个多路转换开关CD4052，同时还接到单片机PIC16F876的串行数据接收端。单片机收到数据包地址后，对数据包地址进行译码，根据译码结果选择四个多路转换开关中的一个开始工作，将转换后的信号经相应的下位机连接插座与下位机串行通信接口相连，这样集线器接通了上位机与地址对应的下位机之间的通信线路。供电插座Power为集线器和下位机提供工作电源。每个串行通信集线器有十六个下位机接口，可连接16个智能终端。最多可以将四个串行通信集线器级联为一组，接到上位机的一个串行接口上。这样上位机的一个串行口最多可以接64个智能终端。本实用新型的积极效果在于以一种可以级联的串行通信集线器对上位机的串行通信接口进行扩展，使上位机的一个串行通信接口最多可以连接64个下位机，同时通过串行通信集线器为下位机提供工作电源，解决了数量众多单片机(下位机)作为智能终端与工业控制计算机或信息处理计算机(上位机)进行串行通信通信问题。图1为本实用新型结构原理图。图2为本实用新型电路原理图。具体实施方式图1、2所示，上位机发出的RS422标准差动信号由上位机连接插座J17的l、2号引脚接到信号转换芯片U2的6、7号引脚，经信号转换芯片U2转换为RS232标准电平信号后经112的1号引脚输出。该信号接到四个多路转换开关U5、U6、U7、U8的X端(引脚13)，同时还接到单片机U1的串行数据接收端RD(引脚18)。单片机U1由数据接收端RD收到数据包地址后，对数据包地址进行译码，根据译码结果使单片机U1引脚4、5、6、7输出的四个片选信号中的一个有效，选择四个多路转换开关U5、U6、U7、U8其中的一个开始工作，同时根据译码结果，单片机U1经引脚2、3输出地址信号，控制被选中的多路转换开关的X、Y端分别与对应的Xn、Yn接通。例如，当U1引脚2、3输出均为低电平时，被选中多路转换开关的X、Y端分别与X(、、Yn接通。Xn、Yn经对应的下位机连接插座的2、3号引脚与下位机串行通信接口相连，这样集线器接通了上位机与地址对应的下位机之间的通信线路。下位机发出的RS232标准电平信号经被选中多路转换开关的Y端(引脚3)连接到信号转换芯片U3的4号引脚，经信号转换芯片U3转换为RS422标准差动信号后经U3的6、7号引脚连接到上位机连接插座J17的3、6号引脚，由上位机连接插座J17的3、6号引脚连接到上位机串行通信接口。供电插座J20为集线器和下位机提供工作电源。每个集线器有十六个下位机接口，可连接16个智能终端。最多可以将四个串行通信集线器级联为一组，接到上位机的一个串行接口上。这样上位机的一个串行口最多可以接64个智能终端。为使集线器正常工作，特为其定义了专用的通信数据包格式。1、上位机发送的数据包长度为18个字节，结构定义如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>第1个字节(Bl)地址——用于确定集线器打开的下位机端口第2个字节(B2)常数——用于集线器中的单片机分辨数据包的地址字节第3个字节(B3)控制字——用于控制下位机工作方式第4到18字节(B4-B18)数据2、下位机在收到上位机发来数据的同时向上位机发送返回数据，下位机返回的数据包长度为16个字节，结构定义如下BlB2B3B4B16终端号数据1数据2数据3数据15第1个字节(Bl)终端号——-用于标明数据包的来源第2到16字节(B2-B16)数据RJ45插座C0M(J17)用于接上位机串行通信接口，双RJ45插座Uplink(J18)引脚相互并联用于集线器之间的级联，以上三个端口以RS-422标准与上位机进行通信。插座P0WER(J20)为电源插座。16个RJ45插座0x-15x(J1-J16)为下位机接口，用于连接智能终端，这16个端口以RS-232标准与下位机进行通信。下位机接口除实现串行通信功能外，还能为下位机提供交、直流电源。各插座的引脚定义如下。1、C0M端口为RJ45插座，其8个引脚定义如下表引脚号说明Pinl接收信号负RX-Pin2接收信号正RX+Pin3发送信号正TX+Pin4GNDPin5GNDPin6发送信号负TX+Pin7+5VPin8+5V2、Uplink端口为双RJ45插座，其引脚定义如下表6<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>权利要求1、一种适用于树形通信网络的串行通信集线器，其特征在于由单片机PIC16F876、信号转换芯片MAX1487、多路转换开关CD4052、上位机连接插座COM、集线器级联插座Uplink、下位机连接插座0x-16x和供电插座Power组成集线器，上位机发出的RS422标准差动信号经上位机连接插座COM接到信号转换芯片MAX1487，信号转换芯片MAX1487将其转换为RS232标准电平信号后，接到四个多路转换开关CD4052，同时连接到单片机PIC16F876的串行数据接收端；单片机收到数据包地址后，对数据包地址进行译码，根据译码结果选择四个多路转换开关中的一个开始工作，将转换后的信号经相应的下位机连接插座与下位机串行通信接口相连。2、权利要求l所述的集线器，其特征在于每个串行通信集线器有十六个下位机接口，可连接16个智能终端。专利摘要本实用新型提供一种适用于树形通信网络的串行通信集线器，上位机发出的RS422标准差动信号经上位机连接插座COM接到信号转换芯片MAX1487，信号转换芯片MAX1487将其转换为RS232标准电平信号后，接到四个多路转换开关CD4052，同时还接到单片机PIC16F876的串行数据接收端。单片机收到数据包地址后，对数据包地址进行译码，根据译码结果选择四个多路转换开关中的一个开始工作，将转换后的信号经相应的下位机连接插座与下位机串行通信接口相连，这样集线器接通了上位机与地址对应的下位机之间的通信线路。本实用新型解决了数量众多单片机(下位机)作为智能终端与工业控制计算机或信息处理计算机(上位机)进行串行通信通信问题。文档编号G05B19/04GK201374719SQ20092009300公开日2009年12月30日申请日期2009年2月13日优先权日2009年2月13日发明者坤徐,李小奇,全郭申请人:中国人民解放军空军航空大学