多路串口通信切换装置的制作方法

本发明涉及工业通信技术领域，尤其是一种多路串口通信切换装置。

背景技术：

现有技术中，多路串口通信rs232、rs485、rs422不能同时接入电路和mcu的rxd数据端口和txd数据端口进行通信，同时接入时相互之间干扰严重，数据不能正常传输，传统方法需要手动断开和接通各串口通信线路，操作不方便且繁琐。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种多路串口通信切换装置，能够实现多路串口通信的自动切换，使用灵活方便，电路简单实用。本发明采用的技术方案是：

一种多路串口通信切换装置，包括mcu、数据输入切换电路、数据收发控制电路、rs232转换芯片u5、rs485/422转换芯片u3和u4；

数据输入切换电路的各输入端分别连接rs232转换芯片u5的rxd数据输出端、rs485/422转换芯片u3的rxd数据输出端；数据输入切换电路的输出端连接mcu的rxd数据端口；mcu通过对数据输入切换电路的控制，实现rs232/rs485/rs422串口通信数据接收的切换；

rs485/422转换芯片u3用于rs485串口通信的数据收发，mcu通过控制端和数据收发控制电路控制rs485/422转换芯片u3进行rs485串口通信的数据收发；mcu的txd数据端口分别连接rs232转换芯片u5的txd数据输入端、rs485/422转换芯片u3的txd数据输入端、rs485/422转换芯片u4的txd数据输入端；

rs485/422转换芯片u3兼作rs422串口通信的数据接收，rs485/422转换芯片u4用于rs422串口通信的数据发送；mcu通过控制端和数据收发控制电路实现对rs485/422转换芯片u3、u4的控制。

具体地，数据输入切换电路包括与门u1a、u1b，或门u2a、u2b；

与门u1a的a输入端接rs232转换芯片u5的rxd数据输出端，与门u1a的b输入端接mcu的rs232控制端，与门u1a的y输出端接或门u2a的a输入端；或门u2b的a输入端和b输入端分别接mcu的en485使能端和rs422控制端，或门u2b的y输出端接与门u1b的a输入端，与门u1b的b输入端接rs485/422转换芯片u3的rxd数据输出端，与门u1b的y输出端接或门u2a的b输入端；或门u2a的y输出端接mcu的rxd数据端口。

具体地，数据收发控制电路包括与门u1c；与门u1c的a输入端接mcu的rs485控制端，与门u1c的b输入端接mcu的en485使能端，与门u1c的输出端接rs485/422转换芯片u3的接收控制端和发送控制端；

rs485/422转换芯片u4的接收控制端通过电阻r2接高电平，rs485/422转换芯片u4的发送控制端接mcu的rs422控制端；

rs485/422转换芯片u3、u4的接收控制端都是低电平有效，发送控制端都是高电平有效。

进一步地，

当mcu的rs232控制端、rs485控制端、rs422控制端、en485使能端的信号分别为1、0、0、0时，切换为rs232串口通信；

当mcu的rs232控制端、rs422控制端、en485使能端的信号分别为0、0、1，切换为rs485串口通信；mcu的rs485控制端的信号控制rs485串口通信的数据收发；

当mcu的rs232控制端、rs485控制端、rs422控制端、en485使能端的信号分别为0、0、1、0时，切换为rs422串口通信。

本发明的优点在于：

1）方便进行rs232、rs485、rs422三种信号的智能自动切换，也可以通过mcu设置为单一通信模式，使用灵活方便。

2）电路简单实用，成本低。

附图说明

图1为本发明的电气框图。

图2为本发明的原理图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明提出的一种多路串口通信切换装置，包括mcu、数据输入切换电路、数据收发控制电路、rs232转换芯片u5、rs485/422转换芯片u3和u4；

数据输入切换电路的各输入端分别连接rs232转换芯片u5的rxd数据输出端、rs485/422转换芯片u3的rxd数据输出端；数据输入切换电路的输出端连接mcu的rxd数据端口；mcu通过对数据输入切换电路的控制，实现rs232/rs485/rs422串口通信数据接收的切换；

rs485/422转换芯片u3用于rs485串口通信的数据收发，mcu通过控制端和数据收发控制电路控制rs485/422转换芯片u3进行rs485串口通信的数据收发；mcu的txd数据端口分别连接rs232转换芯片u5的txd数据输入端、rs485/422转换芯片u3的txd数据输入端、rs485/422转换芯片u4的txd数据输入端；

rs485/422转换芯片u3兼作rs422串口通信的数据接收，rs485/422转换芯片u4用于rs422串口通信的数据发送；mcu通过控制端和数据收发控制电路实现对rs485/422转换芯片u3、u4的控制。

如图2所示，数据输入切换电路包括与门u1a、u1b，或门u2a、u2b；

与门u1a的a输入端接rs232转换芯片u5的rxd数据输出端，与门u1a的b输入端接mcu的rs232控制端，与门u1a的y输出端接或门u2a的a输入端；或门u2b的a输入端和b输入端分别接mcu的en485使能端和rs422控制端，或门u2b的y输出端接与门u1b的a输入端，与门u1b的b输入端接rs485/422转换芯片u3的rxd数据输出端，与门u1b的y输出端接或门u2a的b输入端；或门u2a的y输出端接mcu的rxd数据端口；

数据收发控制电路包括与门u1c；与门u1c的a输入端接mcu的rs485控制端，与门u1c的b输入端接mcu的en485使能端，与门u1c的输出端接rs485/422转换芯片u3的接收控制端和发送控制端；

rs485/422转换芯片u4的接收控制端通过电阻r2接高电平，rs485/422转换芯片u4的发送控制端接mcu的rs422控制端；

rs485/422转换芯片u3、u4的接收控制端（图2中的u3、u4的2脚）都是低电平有效，发送控制端（图2中的u3、u4的3脚）都是高电平有效；rs485/422转换芯片u3的a、b接口端可作为rs485串口通信的收发端，也可作为rs422串口通信的接收端；rs485/422转换芯片u4的a、b接口端作为rs422串口通信的发送端；

上述电路中，rs232转换芯片u5采用max232，rs485/422转换芯片u3、u4均采用sp485een；

当mcu的rs232控制端、rs485控制端、rs422控制端、en485使能端的信号分别为1、0、0、0时（1代表高电平，0代表低电平），切换为rs232串口通信；或门u2b输出0，与门u1b也输出0，此时或门u2a仅接受通过与门u1a接收的来自于rs232转换芯片u5的rxd数据输出端的数据；mcu的txd数据端口的发送数据进入rs232转换芯片u5的txd数据输入端；

当mcu的rs232控制端、rs422控制端、en485使能端的信号分别为0、0、1，切换为rs485串口通信；mcu的rs485控制端的信号控制rs485串口通信的数据收发，当mcu的rs485控制端的信号为1，则为rs485串口通信的数据发送，mcu的rs485控制端的信号为0，则为rs485串口通信的数据接收，通过rs485/422转换芯片u3实现rs485串口通信的数据收发；rs485/422转换芯片u4的数据接收功能被通过电阻r2接的高电平关断，由于此时u4的3脚接低电平所以其数据发送功能也关断；与门u1a的关断也切断了rs232串口通信的数据接收；

当mcu的rs232控制端、rs485控制端、rs422控制端、en485使能端的信号分别为0、0、1、0时，切换为rs422串口通信；此时rs485/422转换芯片u3负责数据接收，而rs485/422转换芯片u4负责数据发送。

本发明提出的多路串口通信切换装置，方便进行rs232、rs485、rs422三种信号的智能自动切换，也可以通过mcu设置为单一通信模式；数据输入切换电路、数据收发控制电路由简单常用的逻辑与门和逻辑或门芯片组成，电路简单实用，泛用性好，解决了多路串口通信同时进行的问题。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实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，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而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。