本发明涉及通信领域，尤其涉及一种多路复用隔离全双工通信模块。
背景技术：
在工业通讯现场会存在各式各样的通讯设备，不同的通讯设备的通讯接口往往是不同的，例如有usb通讯接口、rs232通讯接口或者ttl通讯接口。但是以上各通讯接口的通讯信号的传输距离往往局限于几米之内，若想实现长距离的传输，则需要一种模块将上述通讯信号转换成统一的工业通讯方式（485的通讯方式），以便适合工业通信现场。
技术实现要素：
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种多路复用隔离全双工通信模块，以便将rs232/usb/ttl转换成rs485全双工通信，适合工业通信现场，传输距离长，差分信号抗干扰性好。
为了实现上述目的，本发明提出了一种多路复用隔离全双工通信模块，包括拨码开关，所述拨码开关分别与usb接口单元、rs232接口单元、ttl接口单元、发送单元以及接收单元相连接；通过所述拨码开关，所述usb接口单元可以分别与发送单元以及接收单元相连接；通过所述拨码开关，所述rs232接口单元可以分别与发送单元以及接收单元相连接；通过所述拨码开关，所述ttl接口单元可以分别与发送单元以及接收单元相连接。
优选的是，所述usb接口单元包括型号为ft232rl的接口转换芯片（u1），所述接口转换芯片（u1）的4引脚和20引脚接至+5v电源，该+5v电源还经并联的第三电容（c3）以及第四电容（c4）接地（gnd）；所述接口转换芯片（u1）的16引脚和15引脚分别经第四电阻（r4）以及第五电阻（r5）接至usb接线端子（p1）的第四接线端以及第三接线端；所述usb接线端子（p1）的第一接线端接至二极管（d1）的正极，所述二极管（d1）的负极接至+5v电源，所述usb接线端子（p1）的第一接线端还经第一电容（c1）接地（gnd），所述usb接线端子（p1）的第二接线端接地（gnd）；所述接口转换芯片（u1）的19引脚经第十一电阻（r11）接至+5v电源；其17引脚经第五电容（c5）接地（gnd）；所述接口转换芯片（u1）的25引脚、7引脚、18引脚、21引脚以及26引脚均接地（gnd）；所述接口转换芯片（u1）的22引脚经第十五电阻（r15）接至第二发光二极管（led2）的负极，所述第二发光二极管（led2）的正极接至+5v电源；所述接口转换芯片（u1）的23引脚经第十三电阻（r13）接至第一发光二极管（led1）的负极，所述第一发光二极管（led1）的正极接至+5v电源；所述接口转换芯片（u1）的1引脚经第一电阻（r1）接至+5v电源，该1引脚还连接至拨码开关（s1）的1引脚；所述接口转换芯片（u1）的5引脚经第二电阻（r2）接至+5v电源，该2引脚还连接至拨码开关（s1）的5引脚。
优选的是，所述多路复用隔离全双工通信模块还包括电源转换单元，所述电源转换单元包括型号为if0505s-1w的dc/dc转换器（u7），所述dc/dc转换器（u7）的1引脚接至+5v电源，其2引脚接地（gnd）；其4引脚接第一地（gnd-s），其6引脚输出+5v-s电源，并且所述dc/dc转换器（u7）的6引脚还经并联的第十电解电容（c10）以及第十一电容（c11）接至第一地（gnd-s）。
优选的是，所述rs232接口单元包括型号为max3232eue的双向转换芯片（u6），所述双向转换芯片（u6）的6引脚经第七电容（c7）接地（gnd），其13引脚和14引脚分别接至rs232接线端子（p3）的第二接线端以及第一接线端，所述rs232接线端子（p3）的第三接线端接至+5v电源，其第四接线端接地（gnd）；所述双向转换芯片（u6）的2引脚经第九电容（c9）接至+5v电源，其16引脚也接至+5v电源，该+5v电源还经第十二电容（c12）接地（gnd）；所述双向转换芯片（u6）的1引脚经第十三电容（c13）接至其3引脚；所述双向转换芯片（u6）的4引脚经第八电容（c8）接至其5引脚；所述双向转换芯片（u6）的15引脚接地（gnd），其12引脚和11引脚分别接至拨码开关（s1）的2引脚以及6引脚。
优选的是，所述ttl接口单元包括ttl接线端子（p4），所述ttl接线端子（p4）的第四接线端接地（gnd），其第三接线端接至+5v电源，所述ttl接线端子（p4）的第二接线端以及第一接线端分别连接至拨码开关（s1）的3引脚以及7引脚；所述拨码开关（s1）的13引脚、14引脚、15引脚以及16引脚相连接，其连接端与发送单元相连接，所述拨码开关（s1）的9引脚、10引脚、11引脚以及12引脚相连接，其连接端与接收单元相连接。
优选的是，所述发送单元包括型号为pmbt2907的第一三极管（q1），所述第一三极管（q1）的基极经第六电阻（r6）连接至拨码开关（s1），该基极还经第三电阻（r3）连接至+5v电源，所述第一三极管（q1）的发射极接至+5v电源，其集电极经第八电阻（r8）连接至型号为ps2561的第一光电耦合隔离器（u2）的1引脚，所述第一光电耦合隔离器（u2）的1引脚还经第十电阻（r10）接地（gnd），所述第一光电耦合隔离器（u2）的2引脚接地（gnd）；其3引脚接第一地（gnd-s），其4引脚经第七电阻（r7）接至+5v-s电源，该4引脚还经第九电阻（r9）连接至型号为sn65lbc176d的第一差动总线收发器（u3）的4引脚；所述第一差动总线收发器（u3）的3引脚和2引脚相连接，其连接端经第十二电阻（r12）连接至+5v-s电源；所述第一差动总线收发器（u3）的5引脚接第一地（gnd-s），其8引脚接至+5v-s电源，该8引脚还经第二电容（c2）接第一地（gnd-s），所述第一差动总线收发器（u3）的6引脚经第十四电阻（r14）连接至+5v-s电源，该6引脚还连接至第二接线端子（p2）的第一接线端，该第一接线端还经型号为smbj12ca的第二瞬态抑制二极管（tv2）接第一地（gnd-s）；所述第一差动总线收发器（u3）的7引脚经第十六电阻（r16）连接至第一地（gnd-s），该7引脚还连接至第二接线端子（p2）的第二接线端，该第二接线端还经第一瞬态抑制二极管（tv1）接第一地（gnd-s）。
优选的是，所述接收单元包括第二差动总线收发器（u4），其8引脚接至+5v-s电源，该8引脚还经第六电容（c6）接第一地（gnd-s），所述第二差动总线收发器（u4）的6引脚经第十八电阻（r18）连接至+5v-s电源，该6引脚还连接至第二接线端子（p2）的第三接线端，该第三接线端还经第三瞬态抑制二极管（tv3）接第一地（gnd-s）；所述第二差动总线收发器（u4）的7引脚经第二十二电阻（r22）连接至第一地（gnd-s），该7引脚还连接至第二接线端子（p2）的第四接线端，该第四接线端还经第四瞬态抑制二极管（tv4）接第一地（gnd-s）；所述第二差动总线收发器（u4）的3引脚、4引脚以及2引脚分别经第二十四电阻（r24）、第二十一电阻（r21）、第二十五电阻（r25）接第一地（gnd-s），所述第二差动总线收发器（u4）的5引脚接第一地（gnd-s），其1引脚经第二十电阻（r20）接至第二三极管（q2）的基极，该基极还经第十七电阻（r17）连接至+5v-s电源，其发射极接至+5v-s电源，其集电极经第二十三电阻（r23）连接至第二光电耦合隔离器（u5）的1引脚，所述第二光电耦合隔离器（u5）的2引脚接第一地（gnd-s），其3引脚接地（gnd），其4引脚经第十九电阻（r19）接至+5v电源，该4引脚还连接至所述拨码开关（s1）。
本发明的该方案的有益效果在于上述多路复用隔离全双工通信模块能够将rs232/usb/ttl转换成rs485全双工通信，适合工业通信现场，传输距离长，差分信号抗干扰性好。
附图说明
图1示出了本发明所涉及的usb接口单元的电路原理图。
图2示出了本发明所涉及的rs232接口单元的电路原理图。
图3示出了本发明所涉及的ttl接口单元的电路原理图。
图4示出了本发明所涉及的发送单元的电路原理图。
图5示出了本发明所涉及的接收单元的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
如图1-5所示，本发明所涉及的多路复用隔离全双工通信模块包括拨码开关s1，所述拨码开关s1分别与usb接口单元、rs232接口单元、ttl接口单元、发送单元以及接收单元相连接。
具体的所述usb接口单元如图1所示，其包括型号为ft232rl的接口转换芯片u1，所述接口转换芯片u1的4引脚和20引脚接至+5v电源，该+5v电源还经并联的第三电容c3以及第四电容c4接地gnd；所述接口转换芯片u1的16引脚和15引脚分别经第四电阻r4以及第五电阻r5接至usb接线端子p1的第四接线端以及第三接线端；所述usb接线端子p1的第一接线端接至二极管d1的正极，所述二极管d1的负极接至+5v电源，所述usb接线端子p1的第一接线端还经第一电容c1接地gnd，所述usb接线端子p1的第二接线端接地gnd；所述接口转换芯片u1的19引脚经第十一电阻r11接至+5v电源；其17引脚经第五电容c5接地gnd；所述接口转换芯片u1的25引脚、7引脚、18引脚、21引脚以及26引脚均接地gnd；所述接口转换芯片u1的22引脚经第十五电阻r15接至第二发光二极管led2的负极，所述第二发光二极管led2的正极接至+5v电源；所述接口转换芯片u1的23引脚经第十三电阻r13接至第一发光二极管led1的负极，所述第一发光二极管led1的正极接至+5v电源；所述接口转换芯片u1的1引脚经第一电阻r1接至+5v电源，该1引脚还连接至拨码开关s1的1引脚；所述接口转换芯片u1的5引脚经第二电阻r2接至+5v电源，该2引脚还连接至拨码开关s1的5引脚。
为了满足供电的需求，所述多路复用隔离全双工通信模块还包括电源转换单元，如图1所示，所述电源转换单元包括型号为if0505s-1w的dc/dc转换器u7，所述dc/dc转换器u7的1引脚接至+5v电源，其2引脚接地gnd；其4引脚接第一地gnd-s，其6引脚输出+5v-s电源，并且所述dc/dc转换器u7的6引脚还经并联的第十电解电容c10以及第十一电容c11接至第一地gnd-s。
如图2所示，所述rs232接口单元包括型号为max3232eue的双向转换芯片u6，所述双向转换芯片u6的6引脚经第七电容c7接地gnd，其13引脚和14引脚分别接至rs232接线端子p3的第二接线端以及第一接线端，所述rs232接线端子p3的第三接线端接至+5v电源，其第四接线端接地gnd；所述双向转换芯片u6的2引脚经第九电容c9接至+5v电源，其16引脚也接至+5v电源，该+5v电源还经第十二电容c12接地gnd；所述双向转换芯片u6的1引脚经第十三电容c13接至其3引脚；所述双向转换芯片u6的4引脚经第八电容c8接至其5引脚；所述双向转换芯片u6的15引脚接地gnd，其12引脚和11引脚分别接至拨码开关s1的2引脚以及6引脚。
如图3所示，所述ttl接口单元包括ttl接线端子p4，所述ttl接线端子p4的第四接线端接地gnd，其第三接线端接至+5v电源，所述ttl接线端子p4的第二接线端以及第一接线端分别连接至拨码开关s1的3引脚以及7引脚。所述拨码开关s1的13引脚、14引脚、15引脚以及16引脚相连接，其连接端与发送单元相连接，所述拨码开关s1的9引脚、10引脚、11引脚以及12引脚相连接，其连接端与接收单元相连接。
如图4所示，所述发送单元包括型号为pmbt2907的第一三极管q1，所述第一三极管q1的基极经第六电阻r6连接至拨码开关s1，该基极还经第三电阻r3连接至+5v电源，所述第一三极管q1的发射极接至+5v电源，其集电极经第八电阻r8连接至型号为ps2561的第一光电耦合隔离器u2的1引脚，所述第一光电耦合隔离器u2的1引脚还经第十电阻r10接地gnd，所述第一光电耦合隔离器u2的2引脚接地gnd；其3引脚接第一地gnd-s，其4引脚经第七电阻r7接至+5v-s电源，该4引脚还经第九电阻r9连接至型号为sn65lbc176d的第一差动总线收发器u3的4引脚；所述第一差动总线收发器u3的3引脚和2引脚相连接，其连接端经第十二电阻r12连接至+5v-s电源；所述第一差动总线收发器u3的5引脚接第一地gnd-s，其8引脚接至+5v-s电源，该8引脚还经第二电容c2接第一地gnd-s，所述第一差动总线收发器u3的6引脚经第十四电阻r14连接至+5v-s电源，该6引脚还连接至第二接线端子p2的第一接线端，该第一接线端还经型号为smbj12ca的第二瞬态抑制二极管tv2接第一地gnd-s；所述第一差动总线收发器u3的7引脚经第十六电阻r16连接至第一地gnd-s，该7引脚还连接至第二接线端子p2的第二接线端，该第二接线端还经第一瞬态抑制二极管tv1接第一地gnd-s。
如图5所示，所述接收单元包括第二差动总线收发器u4，其8引脚接至+5v-s电源，该8引脚还经第六电容c6接第一地gnd-s，所述第二差动总线收发器u4的6引脚经第十八电阻r18连接至+5v-s电源，该6引脚还连接至第二接线端子p2的第三接线端，该第三接线端还经第三瞬态抑制二极管tv3接第一地gnd-s；所述第二差动总线收发器u4的7引脚经第二十二电阻r22连接至第一地gnd-s，该7引脚还连接至第二接线端子p2的第四接线端，该第四接线端还经第四瞬态抑制二极管tv4接第一地gnd-s。所述第二差动总线收发器u4的3引脚、4引脚以及2引脚分别经第二十四电阻r24、第二十一电阻r21、第二十五电阻r25接第一地gnd-s，所述第二差动总线收发器u4的5引脚接第一地gnd-s，其1引脚经第二十电阻r20接至第二三极管q2的基极，该基极还经第十七电阻r17连接至+5v-s电源，其发射极接至+5v-s电源，其集电极经第二十三电阻r23连接至第二光电耦合隔离器u5的1引脚，所述第二光电耦合隔离器u5的2引脚接第一地gnd-s，其3引脚接地gnd，其4引脚经第十九电阻r19接至+5v电源，该4引脚还连接至所述拨码开关s1。
在具体的使用过程中，以将usb通讯信号转换成rs485全双工通信为例进行说明，拨通拨码开关s1的1通道以及5通道，使得拨码开关s1的1引脚与16引脚导通，5引脚与12引脚导通，此时通过所述拨码开关s1将usb接口单元分别与发送单元以及接收单元相连通。当发送信息时，所述usb接口单元中的usb接线端子p1接入usb通讯信号，该usb通讯信号通过发送单元进行发送，由于本发明所涉及的多路复用隔离全双工通信模块的工作模式是全双工，因此在发送信息的同时，也可以通过接收单元接收外界传输过来的信息，进而传输至所述usb接口单元中，最终通过所述usb接线端子p1传输出去。将rs232以及ttl通讯信号转换成rs485全双工通信的过程同上述原理类似，在此不做赘述。
本发明所涉及的多路复用隔离全双工通信模块能够将rs232/usb/ttl转换成rs485全双工通信，适合工业通信现场，传输距离长，差分信号抗干扰性好。