一种自适应串行接口电路的制作方法

本发明涉及串行接口技术领域，具体涉及一种自适应串行接口电路。

背景技术：

现有的串行接口相对于外接设备端的引出方式一般固定为：3脚输出、2脚输入、5脚为GND，当设备端接入到主机后，如果该设备端的3脚是输入、2脚是输出时可以与主机进行正常的数据传输，反之，则无法实现数据传输功能。如图1所示，以RS232串口连接主机与外设为例，如果设备端的输入、输出管脚未知，当CON1接入到外部串口后其3脚是输出、2脚是输入时，必然导致外接的设备与主机无法进行数据传输。

技术实现要素：

本发明的目的在于，为解决现有的串行接口在连接主机与设备后，由于无法实现数据发送端与接收端自动匹配的功能，从而在管脚接错的情况下导致无法进行数据传输的技术问题，本发明提供一种自适应串行接口电路，利用该电路能够实现设备发送端与主机接收端、设备接收端与主机发送端的自动匹配。

为实现上述目的，本发明提供的一种自适应串行接口电路，包括：设备串行接口、反向比例电压调理电路、微控制单元、控制输出电路和自适应开关电路；所述的反向比例电压调理电路分两路连接设备串行接口的2脚和3脚，用于将从2脚和3脚中检测到低电平的一路转换为高电平后，输出至微控制单元；所述的微控制单元检测2脚为设备的发送端时令控制端MCUCTRL_OUT输出逻辑“0”信号，如果检测3脚为设备的发送端时令控制端MCUCTRL_OUT输出逻辑“1”信号；所述控制输出电路用于将微控制单元输出的信号调理成互补的控制信号后输入至自适应开关电路；所述的自适应开关电路利用接收到的控制信号执行微控制单元的发送端连接设备串行接口的接收端、微控制单元的接收端连接设备串行接口的发送端的命令。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括电平转换电路，所述的电平转换电路用于把微控制单元端口的RS232电平转换为TTL电平。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的控制输出电路采用二输入端四与非门的电路结构，将微控制单元输出的信号调理成互补的控制信号。

本发明的一种自适应串行接口电路的优点在于：

本发明的自适应串行接口电路通过分别检测设备串行接口的2脚和3脚的电平，以确定设备端的输出脚和输入脚，然后驱动自适应开关把主机的接收端和设备的发送端连接到一起，把主机的发送端和设备的接收端连接到一起，从而实现了串口线序的确定及自动配置功能，避免了在未知设备端线序的情况下串口互联互通错误的问题；因此，极大的方便了串口应用人员的使用，省略了串口线序检查的工作。

附图说明

图1是常规的RS232串行接口通信电路图。

图2是本发明的一种自适应串行接口通信电路图。

图3是本发明的自适应开关电路内自动配置电路完成互联的电路拓扑图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明所述的自适应串行接口电路进行详细说明。

本发明的一种自适应串行接口电路包括：设备串行接口、反向比例电压调理电路、微控制单元、控制输出电路和自适应开关电路。所述的反向比例电压调理电路分两路连接设备串行接口的2脚和3脚，用于将从2脚和3脚中检测到低电平的一路转换为高电平后，输出至微控制单元；所述的微控制单元检测2脚为设备的发送端时使控制端MCUCTRL_OUT输出逻辑“0”信号，如果检测3脚为设备的发送端时令控制端MCUCTRL_OUT输出逻辑“1”信号。所述控制输出电路的作用是把微控制单元输出的信号调理成互补的控制信号后输入至自适应开关电路；MCU的控制信号是直接由IO口输出的，调理成互补的控制信号是由于自适应开关电路在功能上要求两路开关互斥。所述的自适应开关电路利用接收到的控制信号执行微控制单元的的发送端连接到设备串行接口的接收端、微控制单元的接收端连接到设备串行接口的发送端的命令。

上述微控制单元(MCU)是指内嵌本电路的板卡的微控制器，也就是说一个带微控制器的板卡没有串口功能，现在加入串口功能后由这个微控制器实现串口的自适应控制功能。

基于上述结构的自适应串行接口电路，该电路还包括电平转换电路，所述的电平转换电路的作用是把MCU端口的RS232电平转换为TTL电平。RS232电平是由外部串口提供的，由于MCU无法直接检测负电压信号，同时电压绝对值超过MCU承受范围，所以通过电平转换后以符合MCU。TTL电平信号应用广泛，是因为通常数据表示采用二进制规定，+5V 等价于逻辑“1”，0V等价于逻辑“0”，这被称做TTL(晶体管-晶体管逻辑电平)信号系统，这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。

在RS-323C标准对逻辑电平的定义中，对于数据(信息码)：逻辑“1”(传号)的电平低于-3V，逻辑“0”(空号)的电平高于+3V；对于控制信号：接通状态(ON)即信号有效的电平高于+3V，断开状态(OFF)即信号无效的电平低于-3V，也就是当传输电平的绝对值大于3V时，电路可以有效地检查出来，介于-3～+3V之间的电压无意义，低于-15V或高于+15V的电压也认为无意义，因此，实际工作时，应保证电平在±(3～15)V之间。

另外，所述的控制输出电路可采用二输入端四与非门的电路结构，将微控制单元输出的信号调理成互补的控制信号。

如图2所示，以RS232串口连接主机与外设为例，利用本发明的上述自适应串行接口电路实现设备发送端与MCU接收端、设备接收端与MCU发送端的自动匹配，其具体的工作原理为：当设备串行接口CON1接入到外部设备串口后，由反向比例电压调理电路分别负责检测CON1的2、3脚的-12V电平，并且把检测到-12V的一路转换成+5V后接入到MCU中，此时如果是2脚上有-12V电平，说明2脚(MCUDET1-IN)是发送脚，反之如果是3脚上有-12V电平，则判定3脚(MCUDET2-IN)是发送脚。当MCU检测到MCUDET1-IN为高电平时，MCU使MCUCTRL_OUT输出为0V电平，同时由于控制输出电路中的二输入端四与非门U3反向使N＿MCUCTRL输出为5V电平，自适应开关电路利用接收到控制输出电路发送的控制信号后，配置设备串行接口为1脚、2脚断开，3脚、4脚导通，8脚、9脚断开，10脚、11脚导通。反之，当MCU检测到MCUDET2-IN为高电平时，MCU使MCUCTRL_OUT输出为5V电平，同时由于U3反向使N_MCUCTRL输出为0V电平，自适应开关电路利用接收到控制输出电路发送的控制信号后，配置设备串行接口为1脚、2脚导通，3脚、4脚断开，8脚、9脚导通，10脚、11脚断开。至此RS232电平的互联互通配置完成，最后由电平转换电路完成RS232电平和TTL电平的转换，以实现串口的互联互通。

另外，自适应开关电路内自动配置电路完成互联的电路结构，可设计为图3中示出的电路拓扑图。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。