一种RS485、RS422、RS232三合一的接口复用电路的制作方法

本发明涉及串行通信技术，尤其涉及一种rs485、rs422、rs232三合一的接口复用电路。

背景技术：

1、rs232,rs485和rs422总线通信，被广泛应用于数据通信和控制领域。rs232是最早出现的一种标准，它使用单一的发送线和接收线进行双向通信。rs232多用于连接计算机和外部设备，如电脑主机，打印机等。它的最大传输距离较短，通常在15米左右。rs232采用负电平表示逻辑“1”，正电平表示逻辑“0”。rs485和rs422是后来发展的标准，它们都支持多节点通信，可以在较长距离上传输数据。rs485支持半双工通信，即设备只能处于发送或者接收状态。rs422支持全双工通信，允许同时发送和接收数据。并且rs485与rs422使用差分信号传输，传输距离远，抗干扰能力强。总结来说三种总线通信协议各有特点，rs232适用于短距离，点对点通信，而rs485和rs422适用于长距离，多节点通信，并且rs422还支持全双工通信。所以可以看出在不同的应用环境下，对于这三种总线通信协议的需求是不同的。而且对于现在的技术需求来说，一方面：现在芯片的集成化很高，会引出各种功能口。但是应用于uart电路的数量有限，所以在设计时就会对于rs232,rs485,rs422进行取舍。另一方面：像前面说的那样，在不同的应用环境下三种总线协议的需求是不同的。而一般的设备可能只会提供单个的电路，外部的接口也只能提供一种功能。在这样的情况下所面临的问题就是有的设备可能只支持一种通信模式，导致需求比较单一。或者一台设备要同时满足三个串口都存在的情况下。主控芯片的性能，电路的用料，板子的布局和设备的外观结构都需要为了满足上述条件而导致成本的上涨。所以现在更多的设计是将这三路集成为一路进行设计。电路内部通过选择器进行总线通信的转换，然后通过信号线的复用让信号共用一个口进行通信。

2、其实在rs232,rs485与rs422进行复用，对于电路的切换在一定程度上来讲使用切换开关是足够进行电路切换的。三合一电路真正的难点在于，rs232,rs485和rs422总线协议的电平逻辑和高低电平的范围是有区别的。而且都会有负电压来表示逻辑信号的“0”或“1”。然而在传统的三合一电路由于在三种总线协议之间进行切换使用切换开关进行切换，而切换开关在传输信号的过程中不支持负电压传输。所以就会造成设备无法正常通信的问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、能够支持负电压传输的、rs485、rs422、rs232三合一的接口复用电路。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种rs485、rs422、rs232三合一的接口复用电路，包括复数个信号输入引脚、复数个信号输出引脚、一个切换开关和两个mos管；复数个信号输入引脚包括rxd信号输入引脚、dcd信号输入引脚、rxd+/data+信号输入引脚、rxd-/data-信号输入引脚、txd+/ rts信号输入引脚、txd-/txd信号输入引脚和第一通信模式切换信号输入引脚；第一mos管的电流输入端接rxd信号输入引脚，第一mos管的电流输出端和rxd+/data+信号输入引脚接第一信号输出引脚； txd+/rts信号输入引脚接第二信号输出引脚； txd-/txd信号输入引脚接第三信号输出引脚；第二mos管的电流输入端接dcd信号输入引脚，第二mos管的电流输出端和rxd-/data-信号输入引脚接第四信号输出引脚；切换开关的控制端接第一通信模式切换信号输入引脚，两个mos管的栅极接切换开关的控制信号输出端；mos管的体二极管作为负电平信号的传输通道。

3、以上所述的接口复用电路，所述的mos管为pmos，第一mos管的漏极接接rxd信号输入引脚，第一mos管的源极接第一信号输出引脚；第二mos管的漏极接接dcd信号输入引脚，第二 mos管的源极接第四信号输出引脚。

4、以上所述的接口复用电路，第一信号输出引脚为rxd信号输出、rxd+信号输出和data+信号输出复用，第二信号输出引脚为rts信号输出和txd+信号输出复用, 第三信号输出引脚为tdx信号输出和txd-信号输出复用, 第四信号输出引脚为dcd信号输出、rxd-信号输出和data-信号输出复用。

5、以上所述的接口复用电路，所述的切换开关包括npn三极管、基极电阻、上拉电阻和集电极电阻，npn三极管的基极通过基极电阻接信模式切换信号输入引脚；两个所述pmos管的栅极通过npn三极管的集电极电阻接npn三极管的集电极，并通过上拉电阻接辅助电源的正极；npn三极管的发射极接地.

6、以上所述的接口复用电路，包括soc控制单元、通道控制逻辑电路单元、rs485/rs422收发芯片和rs232收发芯片，soc控制单元的通信端口与通道控制逻辑电路单元的第一通信端口连接；通道控制逻辑电路单元的第二通信端口分别与rs485/rs422收发芯片的第一通信端口和rs232收发芯片的第一通信端口连接；rs485/rs422收发芯片的第二通信端口和rs232收发芯片的第二通信端口分别与rs485、rs422、rs232三合一的接口复用电路对应的信号输入引脚连接；soc控制单元的第一通信模式切换信号输出端分别接通道控制电路单元内的模拟开关的控制脚、rs232收发芯片的开关控制引脚和切换开关的第一通信模式切换信号输入引脚。

7、以上所述的接口复用电路，当选择的通信总线是rs232时，soc控制单元的第一通信模式切换信号输出端输出高电平，通道控制逻辑电路将soc控制单元输出的通信信号转换为rs232信号；高电平信号输出到rs232收发芯片的开关控制引脚时，rs232收发芯片工作；当切换开关的控制端接收到高电平信号时，rs232信号的通道处于导通的状态，此时电路的通信总线为rs232；当选择的通信总线是rs485/rs422时，soc控制单元的第一通信模式切换信号输出端输出低电平，低电平信号输出到rs232收发芯片的开关控制引脚和通道控制逻辑电路单元内的模拟开关的配置脚时，rs232收发芯片关断，通道控制逻辑电路单元内的模拟开关工作；通道控制逻辑电路单元将soc控制单元输出的信号转换为rs485/rs422信号；当切换开关的控制端接收到低电平信号时，rs232信号的通道处于关断的状态，rs485/rs422开始通信。

8、以上所述的接口复用电路，包括rs485/rs422切换开关，当soc控制单元的第一通信模式切换信号输出端输出低电平，soc控制单元的第二通信模式切换信号输出端输出高电平信号时，rs485/rs422切换开关控制rs485/rs422收发芯片导通rs485；当soc控制单元的第一通信模式切换信号输出端输出低电平，soc控制单元的第二通信模式切换信号输出端输出低电平信号时，rs485/rs422切换开关控制rs485/rs422收发芯片导通rs422。

9、本发明能够有效地对于三种不同的总线通信方式进行切换，并实现了负电压的正常传输。电路结构简单，制造成本低。