串口三合一接口电路及其控制方法和串口系统芯片与流程

本申请涉及电子电路，尤其涉及一种串口三合一接口电路及其控制方法和串口系统芯片。

背景技术：

1、串口总线通信协议广泛应用于工业控制、仪器、仪表、多媒体网络、机电一体化等诸多领域，目前，用于串口通信的主要有rs232，rs485，rs422等几种接口标准。其中，rs232是最早的串行接口标准，一般采用3线制或8线制，且采用全双工通讯模式，适用于短距离较低波特率的通信场景。后来，为了克服传输距离短等问题，在rs232接口标准的基础上又提出了rs485/rs422接口标准，其中，rs485接口标准采用半双工通讯模式，且为2线制差分传输方式；而rs422采用全双工通讯模式，采用4线制差分传输方式。也就是说，这几种接口标准采用的线制传输方式会存在差异。

2、在实际的工业现场应用中，由于外接设备的形式不固定，有的需要采用rs232模式通讯，有的需要采用rs484/rs422模式通讯。为了满足能在所有模式下通信，一般厂商的做法是，把几种通讯模式下的信号线分别单独引出连接到同一个连接器端子上，然后根据对端设备的不同通讯模式，选择不同的接线引脚和线缆。

3、然而，上述做法会存在很多问题，例如，(1)接线端子的引脚数量会比较多(至少需要选择具备12个引脚的连接器端子)，接线端子的体积会比较大，不利于设备的小型化和高密度化。(2)发送信号和接收信号没有做到物理上的隔离，发送信号时，rs232和rs485/rs422电平信号会同时向对端发出数据。(3)根据不同的通讯模式，选择不同的接线引脚，接线方式比较复杂。(4)如果选择不同数量线芯的通讯线缆，则不利于线缆的标准化，如果使用统一线芯的线缆，因线芯数量较多，线缆会比较粗大，不利于现场布线等。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例提供一种串口三合一接口电路及其控制方法和串口系统芯片。

2、第一方面，本申请实施例提供一种串口三合一接口电路，包括：rs422发送数据模块、rs485收发器模块、rs232收发器模块、电平型发送选择电路、第一接收选择电路、第二接收选择电路、复用接收信号电路和串口接线端；

3、所述电平型发送选择电路分别连接所述rs422发送数据模块和所述rs485收发器模块；所述rs422发送数据模块连接所述串口接线端；

4、所述rs485收发器模块分别连接所述第一接收选择电路、所述第二接收选择电路和所述复用接收信号电路；所述第一接收选择电路和所述第二接收选择电路还分别连接所述串口接线端；

5、所述rs232收发器模块分别连接所述第一接收选择电路、所述第二接收选择电路、所述复用接收信号电路和所述串口接线端；

6、所述电平型发送选择电路、所述复用接收信号电路和所述rs232收发器模块分别用于连接同一串口控制器，所述串口接线端用于连接对端设备；

7、所述rs422发送数据模块、所述rs232收发器模块、所述第一接收选择电路和所述第二接收选择电路均被配置输入第一控制信号，所述电平型发送选择电路被配置输入第二控制信号，所述rs485收发器模块被配置输入第三控制信号；

8、所述串口三合一接口电路用于根据所述第一控制信号、所述第二控制信号和所述第三控制信号的不同组合，实现所述串口控制器与不同通讯模式的所述对端设备之间的串口通讯。

9、第二方面，本申请实施例提供一种串口三合一接口电路的控制方法，应用于上述的串口三合一接口电路，所述方法包括：

10、当需配置所述串口三合一接口电路工作在rs232通讯模式时，控制所述第一控制信号、所述第二控制信号和所述第三控制信号分别为高电平、低电平和低电平；

11、当需配置所述串口三合一接口电路工作在rs422通讯模式时，控制所述第一控制信号、所述第二控制信号和所述第三控制信号分别为低电平、低电平和低电平；

12、当需配置所述串口三合一接口电路工作在rs485通讯模式时，控制所述第一控制信号、所述第二控制信号分别为低电平、高电平，且当需发送数据时，控制所述第三控制信号为高电平，以及当需接收数据时，控制所述第三控制信号切换为低电平。

13、第三方面，本申请实施例提供一种串口系统芯片，包括：处理器、串口控制器和所述的串口三合一接口电路；

14、所述处理器、所述串口控制器均与所述串口三合一接口电路连接；

15、所述处理器用于产生第一至第三控制信号，以使所述串口三合一接口电路根据所述第一至第三控制信号的不同组合，实现所述串口控制器与不同通讯模式的所述对端设备之间的串口通讯。

16、第四方面，本申请实施例提供一种终端设备，所述终端设备包括所述的串口系统芯片。

17、本申请的实施例具有如下有益效果：

18、本申请的串口三合一接口电路通过在rs422发送数据模块、rs485收发器模块、rs232收发器模块的基础上，增加电平型发送选择电路、第一接收选择电路、第二接收选择电路、复用接收信号电路几个电路，且设计共用的串口接线端，通过结合三个控制信号的组合使用来实现串口控制器与不同通讯模式的对端设备之间的串口通讯。针对该串口三合一接口电路，在满足三种通讯工作模式的条件下，相比现有的各种串口模式下所有信号全部单独引出的方案，可有效减少接线端的引脚数量，减小了接线端的体积，从而便于提高设备的小型化和高密度化程度；而且，使用相同线缆，现场信号接线简单，根据现场需要工作在哪种模式，只需要软件上切换模式即可。此外，通过上述的信号选择电路进行切换，可以很好地保证信号物理上的隔离，进而保证信号传输的稳定性等。

技术特征：

1.一种串口三合一接口电路，其特征在于，包括：rs422发送数据模块、rs485收发器模块、rs232收发器模块、电平型发送选择电路、第一接收选择电路、第二接收选择电路、复用接收信号电路和串口接线端；

2.根据权利要求1所述的串口三合一接口电路，其特征在于，所述串口三合一接口电路支持三种通讯模式，所述第一控制信号、所述第二控制信号和所述第三控制信号的组合状态与所述三种通讯模式的对应关系如下：

3.根据权利要求1所述的串口三合一接口电路，其特征在于，所述串口接线端包括八个引脚，分别为：第一至第四复用引脚、第五至第七引脚、及电源地引脚；

4.根据权利要求3所述的串口三合一接口电路，其特征在于，所述串口控制器包括多个引脚，所述电平型发送选择电路、所述复用接收信号电路和所述rs232收发器模块分别用于连接同一串口控制器，包括：

5.根据权利要求1至4中任一项所述的串口三合一接口电路，其特征在于，所述电平型发送选择电路、所述第一接收选择电路和所述第二接收选择电路均采用数字开关或模拟开关实现。

6.根据权利要求5所述的串口三合一接口电路，其特征在于，所述数字开关为三极管、mos管中的任意一种。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的串口三合一接口电路，其特征在于，所述复用接收信号电路包括两个二极管，所述两个二极管的阳极相连后用于连接所述串口控制器，所述两个二极管的阴极分别连接所述rs485收发器模块、所述rs232收发器模块。

8.一种串口三合一接口电路的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-7中任一项所述的串口三合一接口电路，所述方法包括：

9.一种串口系统芯片，其特征在于，包括：处理器、串口控制器和如权利要求1-7中任一项所述的串口三合一接口电路；

10.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括如权利要求9所述的串口系统芯片。

技术总结
本申请涉及电子电路技术领域，公开了一种串口三合一接口电路及其控制方法和串口系统芯片，该电路包括：RS422发送数据模块、RS485收发器模块、RS232收发器模块、电平型发送选择电路、第一接收选择电路、第二接收选择电路、复用接收信号电路和串口接线端；该电路用于根据在相应模块或电路的控制端配置的三个控制信号的不同组合实现串口控制器与不同通讯模式的对端设备之间的串口通讯。串口三合一的实现，减少了接线端的引脚数量及体积等。

技术研发人员：钱小涛
受保护的技术使用者：深圳市三旺通信股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13