一种RS232、RS422转换模式兼容型通信控制板的制作方法

本实用新型涉及一种用于电池检测设备与PC之间的通信控制板，属于电池检测设备领域，具体涉及一种RS232、RS422转换模式兼容型通信控制板。

背景技术：

PC串口采用RS232电平标准，而电池检测设备采用的则是TTL电平标准，两者之间通信时需经过电平转换。

RS232接口是标准串行接口，其通讯距离小于15m，传输速率小于20kb/s。而RS-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mb/s，传输距离延长到1200米(速率低于100kb/s时)。PC与电池检测设备属于点对多通信，通常一台PC最多可与32台设备通信。通信距离受客户现场实际需求限制，通常在距离较近或设备较少时采用RS232模式，在距离较远或设备较多时采用RS422模式。对于RS232,一般采用集成芯片来实现电平转换，但集成芯片一般没有足够的驱动能力来实现与如此多的设备通信，且成本较高；对于RS422,由于采用差分传输，相应的集成芯片驱动能力满足要求。以往为满足不同的需求，需要制作RS232和RS422两种独立的通信控制板。其中对于RS232电平转换，采用低偏置电流运算放大器做比较器加三极管反向的方式来实现RS232电平到TTL电平的转换，保证通信控制板具有足够的驱动能力并保持较低的成本；对于RS422，通信控制板采用专用集成芯片加光耦隔离的方式实现RS422电平到TTL电平的装换。对于少量设备，由于在RS422模式下需要先通过一个通信盒装置将PC的RS232电平装换成RS422电平后再通过RS422通信控制板转成TTL电平后才能与设备通信，而这个通信盒成本较高，且客户自己连接起来不是很方便，容易出错，所以对于少量设备我们通常采用RS232模式。但有部分客户每年都采购少量设备，当这一客户设备达到一定数量时，RS232模式已经不能满足要求了，而往往客户是采用同一台PC来与所有设备联机通信，这时往往会出现联机失败或通信不稳的状况，这时公司就需派人前往现场将RS232通信控制板更换为RS422控制板，这样既增加了公司的开销，同时也对公司的信誉造成不好的影响。

技术实现要素：

本发明所解决的问题就是设计一种具有较强驱动能力且能兼容RS232和RS422两种模式的通信控制板。RS232模式和RS422模式两者通过共用一个标准DB9串口座与PC通信，通过共用一个7脚座子与设备通信，模式切换只需通过一个拨码开关实现。实际应用中默认为RS232模式，RS422模式下相关器件采用插件型，根据客户实际情况决定是否安装，这样可以进一步压缩成本。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了这样一种RS232、RS422转换模式兼容型通信控制板，其包括依次相连的PC串口、RS232转RS422通信盒、通信控制板和电池检测设备；其特征在于：所述通信控制板包括依次连接的串口座、可兼容RS232和RS422两种模式的电平转换集成芯片、脚座；所述电平转换集成芯片上集成有RS232电平转换模块和RS422电平转换模块；所述串口座与所述PC串口和所述RS232转RS422通信盒相连；所述脚座一端与所述电池检测设备相连，另一端与所述电平转换集成芯片相连；所述通信控制板上还设置有拨码开关；所述拨码开关的固定端子与所述RS232转RS422通信盒的GND端子和所述通信控制板的GND端子相连；所述拨码开关的切换端子包括两个；一个切换端子与所述RS232电平转换模块的GND端子相连，另一个切换端子与所述RS422电平转换模块的GND1端子相连。

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述串口座为DB9串口座。

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述DB9串口座的2、3、5脚分别与RS232电平转换模块的RXD、TXD、GND端子相连。

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述DB9串口座的5、6、7、8、9脚分别与RS422电平转换模块的GND1、RXD-、RXD+、TXD-、TXD+端子相连。

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述DB9串口座的5脚与拨码开关的固定端子相连。

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述RS232电平转换模块包括运算放大器TL082；所述运算放大器TL082的1脚通过二极管连接到PC串口的的RXD；所述运算放大器TL082的2脚连接电池检测设备的TXD；所述运算放大器TL082的3脚分别接一个10K的上拉电阻到+5V电源和一个10K下拉电阻到GND；所述运算放大器TL082的4脚连接到-12V电源；所述运算放大器TL082的5脚分别接一个100K的上拉电阻到PC串口的的TXD和一个100K的下拉电阻到GND；所述运算放大器TL082的6脚连接到GND；所述运算放大器TL082的7脚通过10K电阻接到三极管的基极；所述三极管的发射极接到GND，集电极通过10K电阻接到+5V电源，电池检测设备的RXD连接到三极管的集电极；所述运算放大器TL082的8脚连接到+12V电源。

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述RS422电平转换模块包括集成芯片MAX3080；所述集成芯片MAX3080的9、10、11、12脚分别与串口座的6、7、8、9脚相连；所述集成芯片MAX3080的2、5脚均通过光耦隔离后连接到电池检测设备的RXD、TXD脚；所述集成芯片MAX3080的3、4脚均通过光耦隔离后连接到电池检测设备的DEN脚上。

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述RS232转RS422通信盒内设置有用以将PC的单端信号转差分信号的两片集成芯片MAX3081；所述集成芯片MAX3081的RXD-、RXD+、TXD-、TXD+端子分别与串口座的6、7、8、9脚相连。

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述脚座为7脚座子。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单、安装使用方便、兼容性强，通过将RS232模式和RS422模式共用一个标准DB9串口座与PC通信、共用一个7脚座子与设备通信、一个拨码开关完成两个模式切换的快速切换，从而实现了一种低成本、模式切换灵活、且拥有较强驱动能力的通信转换方式。

附图说明

图1是本实用新型实施例一种RS232、RS422转换模式兼容型通信控制板的系统总体框图；

图2是本实用新型实施例一种RS232、RS422转换模式兼容型通信控制板的通信控制板总体电路图；

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

由说明书附图中可知，本实用新型包括依次相连的PC串口、RS232转RS422通信盒、通信控制板和电池检测设备；其特征在于：所述通信控制板包括依次连接的串口座、可兼容RS232和RS422两种模式的电平转换集成芯片、脚座；所述电平转换集成芯片上集成有RS232电平转换模块和RS422电平转换模块；所述串口座与所述PC串口和所述RS232转RS422通信盒相连；所述脚座一端与所述电池检测设备相连，另一端与所述电平转换集成芯片相连；所述通信控制板上还设置有拨码开关；所述拨码开关的固定端子与所述RS232转RS422通信盒的GND端子和所述通信控制板的GND端子相连；所述拨码开关的切换端子包括两个；一个切换端子与所述RS232电平转换模块的GND端子相连，另一个切换端子与所述RS422电平转换模块的GND1端子相连；在本实用新型的一种优选实施方案中，所述串口座为DB9串口座。所述DB9串口座的2、3、5脚分别与RS232电平转换模块的RXD、TXD、GND端子相连。所述DB9串口座的5、6、7、8、9脚分别与RS422电平转换模块的GND1、RXD-、RXD+、TXD-、TXD+端子相连。所述DB9串口座的5脚与拨码开关的固定端子相连。所述RS232电平转换模块包括运算放大器TL082；所述运算放大器TL082的1脚通过二极管连接到PC串口的的RXD；所述运算放大器TL082的2脚连接电池检测设备的TXD；所述运算放大器TL082的3脚分别接一个10K的上拉电阻到+5V电源和一个10K下拉电阻到GND；所述运算放大器TL082的4脚连接到-12V电源；所述运算放大器TL082的5脚分别接一个100K的上拉电阻到PC串口的的TXD和一个100K的下拉电阻到GND；所述运算放大器TL082的6脚连接到GND；所述运算放大器TL082的7脚通过10K电阻接到三极管的基极；所述三极管的发射极接到GND，集电极通过10K电阻接到+5V电源，电池检测设备的RXD连接到三极管的集电极；所述运算放大器TL082的8脚连接到+12V电源。所述RS422电平转换模块包括集成芯片MAX3080；所述集成芯片MAX3080的9、10、11、12脚分别与串口座的6、7、8、9脚相连；所述集成芯片MAX3080的2、5脚均通过光耦隔离后连接到电池检测设备的RXD、TXD脚；所述集成芯片MAX3080的3、4脚均通过光耦隔离后连接到电池检测设备的DEN脚上。所述RS232转RS422通信盒内设置有用以将PC的单端信号转差分信号的两片集成芯片MAX3081；所述集成芯片MAX3081的RXD-、RXD+、TXD-、TXD+端子分别与串口座的6、7、8、9脚相连。所述脚座为7脚座子。

使用本实用新型时，拨码开关S1接1时为RS232模式，拨码开关S1接3时为RS422模式。RS232模式下PC直接通过通信控制板与设备通信；RS422模式下PC先通过通信盒将RS232电平转换为RS422电平，再通过通信控制板与设备通信。DB9串口座的2、3、5脚分配给RS232，分别为TXD、RXD、GND；DB9串口座的5、6、7、8、9脚分配给RS422，分别为GND1、RXD-、RXD+、TXD-、TXD+，DB9串口座的5脚为RS232和RS422模式共有。其中RS232模式下的GND与通信控制板的GND以及设备的GND相连共地，作为共同参考；RS422模式下PC与通信控制板以及设备是通过光耦隔离的，不共地，通信控制板只与设备共地，这样可以加强通信抗干扰能力，并保护设备和PC的电气安全。两者模式的切换只需通过拨码开关来切换GND和GND1来实现。其中公共部分为RS232模式和RS422模式共有的，J1与设备相连接，通信控制板从设备上获得±12V电源、+5V电源、地以及TTL电平的TXD信号、RXD信号、DEN信号，J2与PC直接相连或先经过通信盒再和PC相连。RS232模式时拨码开关S1切换至GND,PC串口的的TXD(即DB9串口座的3脚)通过100K的电阻连接到运算放大器TL082的5脚(运算放大器2的正输入端)，TL082的5脚接100K下拉电阻到地，运算放大器TL082的6脚(运算放大器2的负输入端)连接到地，运算放大器TL082的7脚(运算放大器2的输出端)通过10K电阻接到三极管9013的基极，TL082采用±12V供电。三极管9013的发射极接到地，集电极通过10K电阻接到+5V电源，电池检测设备的RXD连接到三极管的集电极。当PC发逻辑电平“1”(-5V～-15V)时,运算放大器TL082的5脚电平低于6脚电平，7脚输出-12V，三极管截止，电池检测设备的RXD为+5V(TTL逻辑“1”)；当PC发逻辑电平“0”(+5V～+15V)时,运算放大器TL082的5脚电平高于6脚电平，7脚输出+12V，三极管导通，电池检测设备的RXD为+1V左右(TTL逻辑“0”)。PC串口的的RXD(即DB9串口座的2脚)连接到快恢复二极管FR107的阴极，二极管FR107的阳极接到运算放大器TL082的1脚(运算放大器1的输出端)，电池检测设备的TXD连接到运算放大器TL082的2脚(运算放大器1的负输入端)，运算放大器TL082的3脚(运算放大器1的正输入端)分别接一个10K的上拉电阻到+5V电源和一个10K下拉电阻到地。当电池检测设备发送逻辑电平“1”(+3.6V～+5V)时，运算放大器TL082的2脚电平高于3脚电平(+2.5V)，1脚输出-12V(RS232逻辑“1”)；当电池检测设备发送逻辑电平“0”(0V～+2.4V)时，运算放大器TL082的2脚电平低于3脚电平(+2.5V)，1脚输出+12V(RS232逻辑“0”)，这样就实现了RS232电平与TTL电平之间的转换。

对于RS422转换电路，PC端的RS232电平需先经过专用的通信盒装置转换为RS422电平，再由通信盒连接设备。通信盒内部的两片集成芯片MAX3081分别实现PC的RXD、TXD单端转差分信号RXD+、RXD-、TXD-、TXD+并依次接到通信盒DB9串口座的6、7、8、9脚。通信控制板上的拨码开关S1切换至GND_1，DB9串口座的6、7、8、9脚分别接集成芯片MAX3080的9、10、11、12脚，集成芯片MAX3080完成差分信号RXD-、RXD+、TXD-、TXD+到单端信号TXD(2脚)、RXD(5脚)的转换，MAX3080的2、5脚是标准的TTL电平，经过光耦隔离后连接到电池检测设备的RXD、TXD,MAX3080的使能脚3、4经光耦隔离后连接到电池检测设备的使能脚DEN上。

通过此通信控制板，对于RS232,采用低偏置电流运放做比较器加三极管反向的方式来实现RS232电平到TTL电平的转换，同时保证通信控制板具有足够的驱动能力并保持较低的成本；对于RS422，通信控制板采用专用集成芯片加光耦隔离的方式实现RS422电平到TTL电平的装换；两者共用一个标准DB9串口座，模式切换只需通过一个拨码开关切换地实现，实际应用中默认为RS232模式，RS422模式下相关器件采用插件型，根据客户实际情况决定是否安装。电池检测设备可以采用RS232、RS422任一方式方便的与PC连接，此方案实现了一种低成本、模式切换灵活、且拥有较强驱动能力的通信转换方式。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。