串行通信端口转换装置的制作方法

本实用新型属于电器设备间信息传输技术领域，涉及到在多个电器设备之间的串行通信模式的转换、多路串行通信和单路串行通信之间的转换。

背景技术：

针对主控计算机与多个外部配置设备或检测传感器的串行通信，目前，一个主控计算机与几个外部设备进行串行通信时，主控计算机需要配置几个对应的串行端口与之连接。在主控计算机中需设置较多的硬件串行通信电路，在通信软件中需编制各自串行通信的程序，大量占用CPU的工作时间。

目前，笔记本电脑留有较少的串行通信端口，或设计的主控计算机留有的串行通信端口也较少。只有很有限的串行通信端口用于与外部设备连接通信，外部设备配置较多时就无法与外部设备连接使用串行通信端口。因此，笔记本电脑及其它类型的主控计算机仅能配置少量的外部设备，要解决使用少量串行通信端口，较多的连接外部设备的使用要求，这也是主控计算机与多路配套设备连接的串行通信存在的问题：

主控计算机需要配置几个对应的串行端口与之连接。需要在主控计算机中设置较多的硬件串行通信电路。

主控计算机使用单路串行通信端口无法实现接收多路串行通信信息；

主控计算机和多个外部设备串行通信时无法实现不同波特率的多路串行通信。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的不足，本实用新型提供一种串行通信端口转换装置，用于多个电器设备间串行通信模式的转换，多路串行通信和单路串行通信之间的转换。

为了实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种串行通信端口转换装置，其特征在于，该装置包括2路相同的RS-232/USB转换电路、2路相同的RS-485/USB转换电路和USB四转一电路,其中USB四转一电路包括1个USB四输入/输出端和一个USB单输入/输出端；RS-232/USB转换电路的一端与外部设备的RS-232通信模式的串行通信端口连接，另一端与USB四转一电路的四输入/输出端中的一个端口连接； RS-485/USB转换电路的一端与外部设备的RS-485通信模式的串行通信端口连接，另一端与USB四转一电路的四输入/输出端中的一个端口连接；RS-232/USB转换电路、RS-485/USB转换电路和USB四转一电路均为双向通信电路。

所述的USB四转一转换电路的USB单输入/输出端与主控计算机的USB串行通信端口连接，并由主控计算机将USB四输入/输出端中的每一路USB端口分配一个特定地址，主控计算机按照所分配的特定地址，与各路外部设备进行串行通信。

所述的RS-232/USB转换电路包括RS-232连接端口、RS-232/TTL转换电路、光电隔离电路、反向整形电路、TTL/ USB转换电路和USB连接端口，正向通信时，外部设备的RS-232串行数据格式的信息经RS-232连接输入RS-232/TTL转换电路，RS-232/TTL转换电路将RS-232数据格式的信息转换为TTL电平信号，TTL电平信号依次经过光电隔离电路、反向整形电路后进入TTL/ USB转换电路，TTL/ USB转换电路将经过反向整形后的TTL电平信号转换为USB串行数据格式的信息，经USB连接端口送入USB四转一电路的USB四输入/输出端中的一端，经由USB单输入/输出端与主控计算机的USB串行通信端口连接，送入主控计算机；反向通信时，由主控计算机经USB单输入/输出端输入USB串行数据格式的信息，通过与正向通信时相同特定地址的四输入/输出端中端口输出USB串行数据至RS-232/USB转换电路，将USB串行数据格式的信息转换为RS-232串行数据格式的信息，通过RS-232连接端口将信息传输到外部设备中，实现双向串行通信。

所述的RS-485/USB转换电路包括RS-485连接端口、RS-485/TTL转换电路、第一反向电路、光电隔离电路、第二反向电路、TTL/USB转换电路和USB连接端口，正向通信时，外部设备的RS-485串行数据格式的信息经RS-485连接端口输入RS-485/TTL转换电路，RS-485/TTL转换电路将RS-485数据格式的信息转换为TTL电平信号，TTL电平信号依次经过第一反向电路、光电隔离电路、第二反向电路后进入TTL/ USB转换电路，转换为USB串行数据格式的信息，经USB连接端口送入USB四转一电路的USB四输入/输出端中的一端，经由USB单输入/输出端与主控计算机的USB串行通信端口连接，送入主控计算机；反向通信时，由主控计算机经USB单输入/输出端输入USB串行数据格式的信息，通过与正向通信时相同特定地址的四输入/输出端中端口输出USB串行数据至RS-485/USB转换电路，将USB串行数据格式的信息转换为RS-485串行数据格式的信息，通过RS-485连接端口将信息传输到外部设备中，实现双向串行通信。

所述的RS-232/USB转换电路、RS-485/USB转换电路每一路能够分别使用不同的波特率进行双向串行通信。

本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点：

由硬件电路组合实现多路转换单路串行通信；

具有四路串行通信口与主控计算机同时进行串行通信功能；

具有将四路串行通信模式转换为USB串行通信模式的功能

自动分配串行通信转换电路的每一路端口的端口地址；

可在不同波特率状态下工作。

附图说明

图1 串行通信端口转换装置整体方框图；

图2 USB四转一电路原理方框图；

图3 RS-232/USB转换电路原理方框图；

图4 RS-485/USB转换电路原理方框图。

具体实施方式

下面结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本实用新型进行详细地说明。

如图1所示，一种串行通信端口转换装置，其特征在于，该装置包括2路相同的RS-232/USB转换电路、2路相同的RS-485/USB转换电路和USB四转一电路。

如图2所示，USB四转一电路一侧为四个输入/输出端，另一侧为1个输入/输出端；优选的，USB四转一电路采用GL850G集成芯片，配合芯片外围电路组合而成。 GL850G集成芯片为一边有四个输入/输出USB端口，分别与四路USB串行通信输入/输出端连接，另一边有单一路输入/输出端，与主控计算机的USB串行通信端口连接。

如图3所示，RS-232/USB转换电路包括RS-232连接端口、RS-232/TTL转换电路、光电隔离电路、反向整形电路、TTL/ USB转换电路和USB连接端口，正向通信时，外部设备的RS-232串行数据格式的信息经RS-232连接端口输入RS-232/TTL转换电路，RS-232/TTL转换电路将RS-232数据格式的信息转换为TTL电平信号，TTL电平信号依次经过光电隔离电路、反向整形电路后进入TTL/ USB转换电路，TTL/ USB转换电路将经过反向整形后的TTL电平信号转换为USB串行数据格式的信息，经USB连接端口送入USB四转一电路的USB四输入/输出端中的一端，经由USB单输入/输出端与主控计算机的USB串行通信端口连接，送入主控计算机；反向通信时，由主控计算机经USB单输入/输出端输入USB串行数据格式的信息，通过与正向通信时相同特定地址的四输入/输出端中端口输出USB串行数据格式的信息至RS-232/USB转换电路的USB连接端口，USB串行数据格式的信息进入TTL/ USB转换电路，USB串行数据格式的信息转换为TTL电平信号，再依次经反向整形电路和光电隔离电路后，RS-232/TTL转换电路将TTL电平信号转换为RS-232串行数据格式的信息，通过RS-232连接端口将信息传输到外部设备中，实现双向串行通信。

优选的，在本实用新型中，两路相同的RS-232/USB转换电路中RS-232/TTL转换电路选用MAX3223芯片，光电隔离电路选用6N167高速光隔芯片，反向整形电路选用74HC04芯片，TTL/USB转换电路选用CH341A芯片。

如图4所示，RS-485/USB转换电路包括RS-485连接端口、RS-485/TTL转换电路、第一反向电路、光电隔离电路、第二反向电路、第三反向电路、TTL/USB转换电路和USB连接端口，正向通信时，外部设备的RS485串行数据格式的信息经RS-485连接端口输入RS-485/TTL转换电路，RS-485/TTL转换电路将RS-485数据格式的信息转换为TTL电平信号，TTL电平信号依次经过第一反向电路、光电隔离电路、第二反向电路后进入TTL/ USB转换电路，转换为USB串行数据格式的信息，经USB连接端口送入USB四转一电路的USB四输入/输出端中的一端，经由USB单输入/输出端与主控计算机的USB串行通信端口连接，送入主控计算机；反向通信时，由主控计算机经USB单输入/输出端输入USB串行数据格式的信息，通过与正向通信时相同特定地址的四输入/输出端中端口输出USB串行数据至RS-485/USB转换电路的USB连接端口，USB串行数据格式的信息经TTL/ USB转换电路转换为TTL电平信号，TTL电平信号经第二反向电路反向后进入光电隔离电路，经光电隔离电路后的TTL电平信号分为两路，一路经第三反向电路后进入RS-485/TTL转换电路作为控制信号，另一路经第一反向电路后进入RS-485/TTL转换电路，转换为RS-485串行数据格式的信息，通过RS-485连接端口将信息传输到外部设备中，实现双向串行通信。

优选的，在本实用新型中，两路相同的RS-485/USB转换电路中RS-485/TTL转换电路选用MAX3082芯片，光电隔离电路选用6N167高速光隔芯片，反向电路均选用74HC04芯片，TTL/USB转换电路选用CH341A芯片，搭接一些外围电路组合成RS-485/USB转换电路。