专利名称：用于rs232和rs485通讯方式的电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电路领域，具体而言，涉及一种用于RS232和RS485通讯方式的电路。
背景技术：
目前，串行通讯技术已广泛应用在通讯、计算机网路及工业控制领域当中，用于实现微控制器与计算机、微控制器之间的数据传输，常用的串行通讯方式为RS232，RS485，因此设备中常提供两种接口用于通信。但在实际应用中，由于接口数量的限制，串行通讯传输方式逐渐趋向于要求RS232和RS485接口能够兼容，两种传输方式可以实现自由切换。目前，现有技术中常用的RS232和RS485的切换方法如下 I.采用跳线或拨码开关的方式实现切换；2.采用软件检测方式，即通过软件编程的方法实现接口的切换；3.采用线与方式，例如将混合接口的接收端通过二极管实现线与功能；4.通过检测RS485信号来实现两种模式的自动切换；5.使用专用的通用异步收发器(Universal Asynchronous ReceiverTransmitter,简称UART)控制器，实现RS232和RS485接口的自动切换。现有技术虽然能够实现两种传输模式的切换，但也存在一些不足I、采用跳线或拨码开关的方式这种方法控制麻烦，需要人为地进行选择，容易出现操作上的失误。2、采用软件检测方式这种方法虽然可以实现切换，但是可移植性差，且会占用系统I/o资源。3、采用线与方式这种方法虽无需人力介入，但简单的线与方式会使得RS232和RS485信号在通讯时互相影响，在高波特率时出现数据丢失的现象。4、通过检测RS485信号来切换两种模式这种方法可以实现自动切换，由于RS485属于差分信号，因此可靠性较差。5.使用专用的UART控制器此方法灵活性高，可靠性好，但需要用到专业芯片，成本过高，且多数情况下不能提供RS485全双工接口，在一般的场合中并不适用。针对相关技术中不能良好地对RS232和RS485通讯方式进行切换的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容本实用新型的主要目的在于提供一种用于RS232和RS485通讯方式的电路，以解决现有技术中不能良好地对RS232和RS485通讯方式进行切换的问题。为了实现上述目的，根据本实用新型，提供了一种用于RS232和RS485通讯方式的电路，包括主控模块；RS232接口 ；RS485接口 ；检测模块，信号检测端与RS232接口相连接；以及切换模块，第一端与主控模块相连接，第二端与RS232接口相连接，第三端与RS485接口相连接，第四端与检测模块的信号输出端相连接，切换模块的第一端与第二端或第三端相连接，在RS232接口的电压为零时，第一端与第三端相连接，在RS232接口的电压为非零时，第一端与第二端相连接。进一步地，检测模块包括窗口比较器。进一步地，窗口比较器包括第一比较器，第一比较器的正极输入端连接于第一参考电压；第二比较器，第二比较器的负极输入端连接于第二参考电压，第二比较器的正极输入端连接于第一比较器的负极输入端，第二比较器的正极输入端和第一比较器的负极输入端之间的节点为信号检测端；第一二极管，第一二极管的阳极连接于第一比较器的输出端；以及第二二极管，第二二极管的阳极连接于第二比较器的输出端，第二二极管的阴极连接于第一二极管的阴极，第二二极管的阴极和第一二极管的阴极之间的节点为信号输出端。进一步地，切换模块包括直流电压源；继电器，继电器的动触点与第一端相连接，继电器的第一静触点与第二端相连接，继电器的第二静触点与第三端相连接，继电器的 控制线圈的第一端与直流电压源相连接；第三二极管，第三二极管的阴极连接于第一节点，第三二极管的阳极连接于继电器的控制线圈的第二端，其中，第一节点为继电器的控制线圈的第一端与直流电压源之间的节点；三极管，三极管的集电极与第二节点相连接，三极管的基极与第四端相连接，三极管的发射极接地，其中，第二节点为继电器的控制线圈的第二端与第三二极管之间的节点；以及限流电阻，连接在三极管的基极和第四端之间。进一步地，用于RS232和RS485通讯方式的电路还包括RS232转换模块，连接在RS232接口和切换模块的第二端之间；RS485转换模块，连接在RS485接口和切换模块的第三端之间；以及隔离模块，连接在切换模块的第一端和主控模块之间，并与RS485转换模块相连接。进一步地，主控模块的使能信号通过隔离模块的连接至RS485转换模块的使能信号输入端。进一步地，RS232转换模块包括MAX232芯片。进一步地，RS485转换模块包括MAX485芯片。通过本实用新型提供的电路，采用在主控模块和通讯接口之间设置切换模块，以及与切换模块和RS232接口相连接的检测模块，能够使得当RS232接口未连接外部通讯设备时，检测模块检测到RS232接口的接口电压为零，此时切换模块的第一端和其第三端相连接，即，主控模块与RS485接口建立通讯连接；当RS232接口连接外部通讯设备时，检测模块检测到RS232接口的接口电压非零，此时切换模块的第一端和其第二端相连接，即，主控模块与RS232接口建立通讯连接，实现了无需跳线或拨码开关，通过采用硬件切换方式，无需软件控制，达到了切换及时、准确、可靠性高的效果，并且数据传输稳定，解决了现有技术中不能良好地对RS232和RS485通讯方式进行切换的问题，进而达到了提高RS232和RS485通讯方式的切换准确度和可靠性的效果。
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中[0026]图I是根据本实用新型实施例的电路的示意图；图2是根据本实用新型实施例的电路的检测模块的电路图；图3是根据本实用新型实施例的电路的切换模块的电路图；图4是根据本实用新型优选实施例的电路的示意图；图5是根据本实用新型优选实施例的电路的隔离模块的电路图；图6是根据本实用新型优选实施例的电路的RS232转换模块的电路图；以及图7是根据本实用新型优选实施例的电路的RS485转换模块的电路图。·具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。本实用新型实施例提供了一种用于RS232和RS485通讯方式的电路，以下对本实用新型实施例所提供的用于RS232和RS485通讯方式的电路进行介绍。图I是根据本实用新型实施例的电路的示意图。如图I所示，该实施例的用于RS232和RS485通讯方式的电路包括主控模块10、RS232接口 20、RS485接口 30、检测模块40和切换模块50。主控模块10与切换模块50的第一端相连接，切换模块50的第二端和第三端分别与RS232接口 20和RS485接口 30相连接，检测模块40的信号检测端与RS232接口 20相连接，用于检测RS232接口 20的接口电压，检测模块40的信号输出端与切换模块50的第四端相连接，以将检测到的接口电压发送给切换模块50，切换模块50的第一端与第二端或第三端相连接，当接口电压为零时，切换模块50的第一端与第三端建立连接，当接口电压非零时，切换模块50的第一端与第二端建立连接。通过在主控模块和通讯接口之间设置切换模块，以及与切换模块和RS232接口相连接的检测模块，当RS232接口未连接外部通讯设备时，检测模块检测到RS232接口的接口电压为零，此时切换模块的第一端和其第三端相连接，即，主控模块与RS485接口建立通讯连接；当RS232接口连接外部通讯设备时，检测模块检测到RS232接口的接口电压非零，此时切换模块的第一端和其第二端相连接，即，主控模块与RS232接口建立通讯连接，实现了无需跳线或拨码开关，通过采用硬件切换方式，无需软件控制，达到了切换及时、准确、可靠性高的效果，并且数据传输稳定，解决了现有技术中不能良好地对RS232和RS485通讯方式进行切换的问题，进而达到了提高RS232和RS485通讯方式的切换准确度和可靠性的效果。具体地，检测模块40和切换模块50的电路图分别在图2和图3中示出。如图2所示，检测模块40包括由比较器U2，U3及二极管Dl、D2等组成的窗口比较器，其中，U2的正极输入端接电压UrefI，负极输入端与U3的正极输入端相连接，并连接于RXD信号，RXD信号为RS232接口的接口电压信号，U3的负极输入端接电压Uref2，U2、U3的输出out端口分别接二极管Dl、D2的阳极，Dl、D2的阴极相连，并与RXD_0UT信号相接。Urefl、Uref2为比较器的阈值电压，且Uref I < O, Uref2 > O。其传输特性为当RXD< Urefl时，Ul输出高电平，Dl导通，D2截止，输出信号RXD_0UT为‘1’，当Urefl < RXD<Uref2时，U1、U2均输出低电平，Dl、D2截止，输出信号RXD_0UT为‘0’，当RXD > Uref2时，U2输出高电平，D2导通，Dl截止，输出信号RXD_0UT为‘I’。由此可知，当RS232接口处于闲置状态，即该口未与外部RS232接口连接时，RXD的信号状态为0V，送入检测电路与UrefU Uref2进行比较，得到检测电路输出信号RXD_OUT为‘O’，说明当前未采用RS232通信模式；当RS232接口与外设RS232接口对接时，RXD的信号状态为±3V ±15V，被送入检测电路与门限值进行比较，得到检测电路输出信号RXD_OUT为‘1’，说明当前采用RS232通信模式。如图3所示，切换模块由继电器U4，三极管Ql，二极管D3及相关器件组成，其中Rl一端接信号检测模块的RXD_0UT端，另一端接Ql的基极，Ql的发射极接地，Ql的集电极接二极管D3的阳极，同时接继电器U4的V-端，U4的V+端与D3的阴极相连，并与直流电压源+VCC相接。CPU的RXD信号与U4的动触点引脚(01脚)相连，U4的一个静触点引脚(BI脚)连接至RS232接口，U4的另一个静触点引脚(Al管脚)连接至RS485接口。当检测电路输出信号RXD_0UT为‘0’，即RS232接口未连接外部通讯设备，没有采用RS232通信模式时，三级管Ql不能导通，进而继电器U4不能动作，继电器仍然保持原始状态，继电器U4的动触点闭合在静触点Al上，使得IS0_RXD与485_RXD相连与232_RXD断 开，接通CPU与RS485电路；当检测电路输出信号RXD_0UT为‘1’，即RS232接口连接外部通讯设备，采用RS232通信模式时，三级管Ql导通，进而继电器U4动作，继电器U4的动触点闭合在静触点BI上，使得IS0_RXD与485_RXD断开，与232_RXD相连，将状态切换至CPU与RS232电路相连。因此，同一时刻只有一种通信模式，保证了数据传输时的可靠性。图4是根据本实用新型优选实施例的电路的示意图，如图4所示，该优选实施例的用于RS232和RS485通讯方式的电路相比本实用新型上述实施例的电路而言，二者区别在于，在本实用新型优选实施例中，用于RS232和RS485通讯方式的电路还包括隔离模块、RS232电平转换模块和RS485电平转换模块。具体地，隔离模块的电路图如图5所示，由隔离芯片Ul及相关器件构成，主控模块10中CPU的“TXD”，“RXD”，“RTS”信号经隔离电路隔离后分别对应转换为IS0_TXD，IS0_RXD,IS0_RTS信号，其中，IS0_TXD和IS0_RXD用于连接RS232，RS485的收发信号电路，IS0_RTS用于连接RS485的使能信号端以控制RS485进行收信号或发信号，实现快速的收发切换。RS232电平转换模块的电路图和RS485电平转换模块的电路图分别在图6和图7中示出，如图6所示，RS232电平转换模块包括MAX232芯片U5和相关电容，其中，MAX232芯片的RlOUT管脚与切换模块的BI管脚相连接，TlIN管脚与隔离模块的IS0_TXD信号输出管脚相连接，MAX232芯片的TlOUT管脚和RlIN管脚连接至RS232接口，MAX232芯片U5通过管脚RlOUT和TlIN与主控模块10进行通讯，MAX232芯片U5通过管脚TlOUT和RlIN与外部通讯设备进行通讯；如图7所示，RS485电平转换模块包括MAX485芯片U6和相关电容，其中，MAX485芯片的RO管脚与切换模块的Al管脚相连接，MAX485芯片的A管脚和B管脚连接至RS485接口，MAX485芯片的DE和涵管脚与隔离芯片的输出端IS0_RTS连接以使主控模块采用RTS信号对RS485接口进行控制，实现快速的收发切换，MAX485芯片的DI管脚与隔离模块的IS0_TXD信号输出管脚相连接，MAX485芯片U6通过管脚RO和DI与主控模块10进行通讯，MAX485芯片U6通过管脚A和B与外部通讯设备进行通讯。从以上的描述中，可以看出，通过本实用新型实施例的电路，当外部通讯设备接上RS232接口时，切换电路会根据检测电路的检测结果自动切换到RS232通信模式上，并将RS485电路断开，反之，则断开RS232，接通RS485，以保证数据传输时稳定，不受干扰。此外，该自动切换电路无需跳线或拨码开关，用户使用十分方便。第三，本方案采用硬件切换方式，无需软件控制，切换及时、准确、可靠性高。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本 领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种用于RS232和RS485通讯方式的电路，其特征在于，包括 主控模块；RS232 接口 ；RS485 接口 ； 检测模块，信号检测端与所述RS232接口相连接；以及 切换模块，第一端与所述主控模块相连接，第二端与所述RS232接口相连接，第三端与所述RS485接口相连接，第四端与所述检测模块的信号输出端相连接，其中，在所述RS232接口的电压为零时，所述第一端与所述第三端相连接，在所RS232接口的电压为非零时，所述第一端与所述第二端相连接。
2.根据权利要求I所述的电路，其特征在于，所述检测模块包括窗口比较器。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述窗口比较器包括 第一比较器，所述第一比较器的正极输入端连接于第一参考电压； 第二比较器，所述第二比较器的负极输入端连接于第二参考电压，所述第二比较器的正极输入端连接于所述第一比较器的负极输入端，所述第二比较器的正极输入端和所述第一比较器的负极输入端之间的节点为所述信号检测端； 第一二极管，所述第一二极管的阳极连接于所述第一比较器的输出端；以及第二二极管，所述第二二极管的阳极连接于所述第二比较器的输出端，所述第二二极管的阴极连接于所述第一二极管的阴极，所述第二二极管的阴极和所述第一二极管的阴极之间的节点为所述信号输出端。
4.根据权利要求I所述的电路，其特征在于，所述切换模块包括 直流电压源； 继电器，所述继电器的动触点与所述第一端相连接，所述继电器的第一静触点与所述第二端相连接，所述继电器的第二静触点与所述第三端相连接，所述继电器的控制线圈的第一端与所述直流电压源相连接； 第三二极管，所述第三二极管的阴极连接于第一节点，所述第三二极管的阳极连接于所述继电器的控制线圈的第二端，其中，所述第一节点为所述继电器的控制线圈的第一端与所述直流电压源之间的节点； 三极管，所述三极管的集电极与第二节点相连接，所述三极管的基极与所述第四端相连接，所述三极管的发射极接地，其中，所述第二节点为所述继电器的控制线圈的第二端与所述第三二极管之间的节点；以及 限流电阻，连接在所述三极管的基极和所述第四端之间。
5.根据权利要求I所述的电路，其特征在于，还包括 RS232转换模块，连接在所述RS232接口和所述切换模块的第二端之间； RS485转换模块，连接在所述RS485接口和所述切换模块的第三端之间；以及隔离模块，连接在所述切换模块的第一端和所述主控模块之间，并与所述RS485转换模块相连接。
6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述主控模块的使能信号通过所述隔离模块连接至所述RS485转换模块的使能信号输入端。
7.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述RS232转换模块包括MAX232芯片。
8.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述RS485转换模块包括MAX485芯片。
专利摘要本实用新型公开了一种用于RS232和RS485通讯方式的电路。包括主控模块、RS232接口、RS485接口、检测模块和切换模块，其中，检测模块检测RS232接口的接口电压，切换模块分别与主控模块、RS232接口、RS485接口和检测模块相连接，当RS232接口未连接外部通讯设备时，切换模块进行电路切换，使得主控模块与RS485接口建立通讯连接；当RS232接口连接外部通讯设备时，切换模块进行电路切换，使得主控模块与RS232接口建立通讯连接，解决了现有技术中不能良好地对RS232和RS485通讯方式进行切换的问题，进而达到了提高RS232和RS485通讯方式的切换准确度和可靠性的效果。
文档编号G06F13/40GK202600690SQ20122020690
公开日2012年12月12日 申请日期2012年5月9日 优先权日2012年5月9日
发明者马从付, 王婧, 邱春苗 申请人:北京立华莱康平台科技有限公司