双串口转以太网模块的制作方法

本实用新型涉及无线通信设备应用领域，具体是一种双串口转以太网模块。

背景技术：

串行接口，是一种可以将接受CPU的并行数据字符，转换为连续的串行数据流发送出去，同时可将接受串行数据流转化为并行数据字符供给CPU的器件串行接口电路。在工业控制中，普遍采用RS232通讯接口传输距离能达到15m左右，而RS422 /RS485 通讯接口传输距离能达到1.2Km 左右，可靠性较高，并且，可以组成通讯网络。

在工业应用中常见的串口标准（协议）一般有：EIA-RS-232C、EIA-RS-422A、EIA- RS-423A、EIA-RS-485。串行通信接口标准经过使用和发展，目前已经有几种。但都是在RS-232 标准的基础上经过改进而形成的。EIA-RS-232C 对电气特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。在TxD 和RxD 上：

逻辑1(MARK)=-3V～-15V；

逻辑0(SPACE)=+3～+15V；

在RTS、CTS、DSR、DTR 和DCD 等控制线上：

信号有效（接通，ON 状态，正电压）=+3V～+15V；

信号无效（断开，OFF 状态，负电压）=-3V～-15V；

以上规定说明了RS-232C 标准对逻辑电平的定义。对于数据（信息码）：逻辑“1”（传号）的电平低于-3V，逻辑“0”（空号）的电平高于+3V；对于控制信号；接通状态（ON）即信号有效的电平高于+3V，断开状态（OFF）即信号无效的电平低于-3V，也就是当传输电平的绝对值大于3V 时，电路可以有效地检查出来，介于-3～+3V 之间的电压无意义，低于-15V 或高于+15V 的电压也认为无意义，因此，实际工作时，应保证电平在-3V～-15V 或+3V～+15V 之间。

EIA-RS-422 四线接口由于采用单独的发送和接收通道，因此不必控制数据方向，各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式（XON/XOFF 握手）或硬件方式（一对单独的双绞线）。RS-422的最大传输距离为4000 英尺（约1219 米），最大传输速率为10Mb/s。其平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在 100kb/s 速率以下，才可能达到最大传输距离。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100 米长的双绞线上所能获得的最大传输速率仅为1Mb/s。RS-422 需要一终接电阻，要求其阻值约等于传输电缆的特性阻抗。在短距离传输时可不需终接电阻，即一般在300 米以下不需终接电阻。终接电阻接在传输电缆的最远端。

EIA-RS-485 的电气特性：采用差分信号负逻辑，逻辑"1”以两线间的电压差为+(2~6)V 表示；逻辑"0"以两线间的电压差为-(2~6)V 表示。接口信号电平比RS-232-C 降低了，就不易损坏接口电路的芯片， 且该电平与TTL 电平兼容，可方便与TTL 电路连接。RS-485 的数据最高传输速率为10Mbps。RS-485 接口是采用平衡驱动器和差分,接收器的组合，抗共模干扰能力增强，即抗噪声干扰性好。RS-485 最大的通信距离约为1219m，最大传输速率为10Mbps，传输速率与传输距离成反比，在100KbpS 的传输速率下，才可以达到最大的通信距离，如果需传输更长的距离，需要加485中继器。RS-485 总线一般最大支持32 个节点，如果使用特制的485 芯片，可以达到128 个或者256个节点，最大的可以支持到400 个节点。

目前市场上所流行的工控串口转以太网协议转换模块，在处理不同协议下的数据时通常的做法是更换串口线或者变更串口的线序来满足在不同协议下串口的正常通信。接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片。接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。传输距离有限，最大传输距离标准值为50 英尺，实际上也只能用在15 米左右。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术的问题，提供了一种双串口转以太网模块，利用Cortex-M3内部提供的4个通用异步总线口配合SP3232EEY串口芯片实现RS232与RS422，RS485之间的自适应切换，波特率可设置，结构便于一体化设计。

本实用新型采用PCB结构，包括通过中央处理单元连接的以太网模块和串口自适应模块，其中，所述的中央处理单元内核为Cortex-M3，Cortex-M3采用哈佛结构，内部含有若干条通用异步总线口；所述的串口自适应模块设置有SP3232EEY串口芯片，SP3232EEY串口芯片与Cortex-M3内部的4个通用异步总线口配合连接。

进一步改进，所述的SP3232EEY串口芯片提供的串口包括RS232串口、RS422串口和RS485串口，每个串口端口配置独立的虚拟IP。

本实用新型有益效果在于：

1、串口自适应：利用Cortex-M3内部提供的4个通用异步总线口配合SP3232EEY串口芯片实现RS232余RS422，RS485之间的自适应切换，波特率可设置。

2、串口的IP配置：可为每个串口端口配置一个虚拟IP可实现通过通用一步端口配置检查其他IP设备的功能。

3、采用PCB结构设计：可嵌入基站双工器模块中，便于一体化设计。

4、串口的抗干扰能力：采用差分线设计大大减少了共模信号的干扰。

附图说明

图1为本实用新型模块结构示意图。

图2为串口自适应模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型结构如图1所示，包括通过中央处理单元连接的以太网模块和串口自适应模块，其中，所述的中央处理单元内核为Cortex-M3，Cortex-M3采用哈佛结构，内部含有若干条通用异步总线口。

所述的串口自适应模块如图2所示，设置有SP3232EEY串口芯片，SP3232EEY串口芯片与Cortex-M3内部的4个通用异步总线口配合连接。所述的SP3232EEY串口芯片提供的串口包括RS232串口、RS422串口和RS485串口，每个串口端口配置独立的虚拟IP。

本实用新型工作环境要求如下：

工作温度：低温 -25℃；

高温 65℃；

相对湿度 95％（40℃）；

振动 10Hz～30Hz，0.75mm；

30Hz～55Hz，0.25mm；

振动方向 三个方向；

冲击 6g，18ms。

低噪声放大模块的MTBF指标大于100000h。

本实用新型具体应用途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。