UART扩展电路及电子设备的制作方法

本实用新型涉及异步收发传输器
技术领域：
，尤其涉及一种uart扩展电路及电子设备。
背景技术：
：目前市面上的mcu(microcontrolunit，微控制单元)的uart(universalasynchronousreceiver/transmitter，通用异步收发传输器)通道都比较少，在大规模使用uart时，需要进行扩展。然而，目前市面上的数字switch芯片大多只有1个总的控制使能，只能操作芯片中所有通道“开”与“关”，无法对通道进行独立使能控制。因此针对多通道扩展并且需要独立使能通道的电路需求。技术实现要素：本实用新型的主要目的在于提供一种uart扩展电路及电子设备，旨在解决uart扩展电路无法独立使能的技术问题。为实现上述目的，本实用新型提供了一种uart扩展电路，所述uart扩展电路包括微控制单元及多个uart扩展子电路，其中，所述uart扩展子电路的使能输入端用于接收分时复用的使能电信号，所述uart扩展子电路的信号输入端和所述微控制单元的信号发射端连接；所述微控制单元，用于向多个所述uart扩展子电路发送对应的通信电信号；所述uart扩展子电路，用于在接收到所述使能电信号时，根据所述使能电信号截止或传输所述通信电信号。优选地，所述uart扩展子电路包括发射单元、接收单元及选通单元；其中，所述选通单元的使能输入端和所述微控制单元的使能输出端连接，所述选通单元的输出端和所述发射单元的输入端、所述接收单元的输入端连接；所述发射单元的信号输入端和所述微控制单元的信号发射端连接；所述接收单元的信号输出端和所述微控制单元的信号接收端连接。优选地，所述选通单元包括双极管、第一电阻、第二电阻及电容；其中，所述双极管的阳极和所述微控制单元的使能输出端连接，所述双极管的阴极和所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端和所述电容的第一端、所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端和所述电容的第二端连接，所述第二电阻的第二端接地。优选地，所述发射单元包括第三电阻、第四电阻、第五电阻及第一mos管；其中，所述第三电阻的第一端和所述微控制单元的信号发射端连接，所述第三电阻的第二端和所述第四电阻的第一端、所述第一mos管的栅极连接；所述第一mos管的源极接地，所述第一mos管的源极和所述第四电阻的第二端连接；所述第一mos管的漏极和所述第五电阻的第二端连接，所述第五电阻的第一端和电源连接。优选地，所述发射单元还包括第二mos管，所述第二mos管的栅极和所述第二电阻的第一端连接，所述第二mos管的源极和所述第二电阻的第二端连接，所述第二mos管的源极接地，所述第二mos管的漏极和所述第一mos管的漏极连接。优选地，所述发射单元还包括第六电阻和第一三极管；其中，所述第六电阻的第一端和所述第五电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端和所述第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的集电极还和所述uart扩展子电路的信号输出端连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的基极和所述第一mos管的漏极、所述第二mos管的漏极连接。优选地，所述接收单元包括第二三极管，所述第二三极管的集电极和所述微控制单元的信号接收端连接，所述第二三极管的发射极接地。优选地，所述接收单元还包括第三mos管，所述第三mos管的栅极和所述第二mos管的栅极连接，所述第三mos管的源极接地，所述第三mos管的漏极和所述第二三极管的基极连接。优选地，所述接收单元还包括第七电阻、第八电阻、第九电阻及第四mos管；其中，所述第七电阻的第一端和电源连接，所述第七电阻的第二端和所述第三mos管的漏极、所述第四mos管的漏极连接，所述第四mos管的源极接地，所述第四mos管的栅极和所述第九电阻的第一端连接，所述第八电阻的第一端和所述第七电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端和所述第九电阻的第二端、所述uart扩展子电路的信号输入端连接。此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种电子设备，所述电子设备包含如上所述的uart扩展电路。本实用新型通过设置uart扩展电路，所述uart扩展电路包括微控制单元及多个uart扩展子电路，其中，所述uart扩展子电路的使能输入端和微控制单元的使能输出端连接，所述uart扩展子电路的信号输入端和所述微控制单元的信号发射端连接；所述微控制单元，用于向多个所述uart扩展子电路发送对应的电信号；所述uart扩展子电路，用于在接收到所述微控制单元发送的电信号时，基于接收到的电信号启动或截止通信。使得uart分时复用扩展电路能够对mcu的uart进行多路扩展，并且可独立使能通道，在复杂的选通需求中发挥明显的作用。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本实用新型uart扩展电路第一实施例的结构示意图；图2为本实用新型uart扩展电路第一实施例的电路示意图；图3为本实用新型uart扩展电路一实施例的波形示意图；图4为本实用新型uart扩展电路一实施例的波形示意图。附图标号说明：标号名称标号名称mcu_txmcu的信号发射端mcu微控制单元ch0_rx接收端100发射单元mcu_en_ch0使能输出端200接收单元else_en_ch0使能输出端300选通单元vdd电源d1双极管ch0_tx输出端c1电容mcu_rxmcu的信号接收端q1～q4第一至第四mos管ch0～chn+1uart扩展子电路q5～q6第一至第二三极管本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。参考图1、图2，图1为本实用新型uart扩展电路第一实施例的结构示意图。所述uart扩展电路包括微控制单元mcu及多个uart扩展子电路(参考图1，以ch0～chn+1表示)。所述uart扩展子电路的使能输入端en用于接收分时复用的使能电信号，所述uart扩展子电路的信号输入端和所述微控制单元的信号发射端连接；所述微控制单元mcu，用于向多个所述uart扩展子电路发送对应的通信电信号；所述uart扩展子电路，用于在接收到所述使能电信号时，根据所述使能电信号截止或传输所述通信电信号。需要说明的是，在本实施方式中，所述uart扩展子电路的使能输入端en包含两个输入口，用于接收微控制单元mcu或其他器件发送的使能电信号，其中一个输入口用于接收0使能电信号，另一输入口用于接收1使能电信号。本实施例中以微控制单元mcu根据分时复用的方式发送0使能电信号为例进行说明，具体实施中也可以由其他器件以分时复用的方式发送使能电信号到所述uart扩展子电路。易于理解的是，所述uart扩展子电路的使能输入端en也可以为单输入口，用于接收微控制单元mcu或其他器件发送的使能电信号，所述使能电信号包含0使能电信号与1使能电信号，通过后端电路识别出1使能信号或0使能信号。应当理解的是，一般的uart扩展电路，采用多路切换开关芯片来实现扩展。通过输入不同的二进制组合来选通ch0～ch3。en脚是总的通道使能，高电平时截止所有通道输出，因此其它信号无法单独控制某个通道禁止输出。并且1个芯片只能扩展4路，大规模扩展时，没有成本优势。参考图1，本uart扩展电路中，每个uart扩展子电路都是独立的电路，因此可随意增加通道数量，并且可独立使能通道，在复杂的选通需求中发挥明显的作用及成本优势。可以实现8-20路甚至更多路的uart扩展。需要说明的是，本电路采用分时复用实现扩展目的，微控制单元mcu需要选通某个通道时，将对应通道的mcu_en(mcu的使能输出端)输入“0”，不需要通讯的通道mcu_en都输入“1”，即可实现独立使能目的。当其它优先级别更高的信号需要禁止某个通道通讯时，将对应的else_en(mcu的使能输出端)输入“1”即可禁止对应通道通讯。参考图2，图2为本实用新型uart扩展电路第一实施例的电路示意图，本实施例中以标号为ch0通道对应的uart扩展子电路为例进行说明，标号ch0～chn+1通道对应的uart扩展子电路为同样的电路，所述uart扩展子电路包括发射单元100、接收单元200及选通单元300。需要说明的是，所述发射单元100个所述接收单元200呈对称关系。所述选通单元300的使能输入端和所述微控制单元mcu的使能输出端连接，所述选通单元300的输出端和所述发射单元100的输入端、所述接收单元200的输入端连接；所述发射单元100的信号输入端和所述微控制单元mcu的信号发射端mcu_tx连接；所述接收单元200的信号输出端和所述微控制单元mcu的信号接收端mcu_rx连接。所述选通单元300包括双极管d1、第一电阻r1、第二电阻r2及电容c1；所述双极管d1的阳极和所述微控制单元mcu的使能输出端mcu_en_ch0连接，所述双极管d1的阴极和所述第一电阻r1的第一端连接，所述第一电阻r1的第二端和所述电容c1的第一端、所述第二电阻r2的第一端连接，所述第二电阻r2的第二端和所述电容c1的第二端连接，所述第二电阻r2的第二端接地。所述发射单元100包括第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5及第一mos管q1；所述第三电阻r3的第一端和所述微控制单元mcu的信号发射端mcu_tx连接，所述第三电阻r3的第二端和所述第四电阻r4的第一端、所述第一mos管q1的栅极连接；所述第一mos管q1的源极接地，所述第一mos管q1的源极和所述第四电阻r4的第二端连接；所述第一mos管q1的漏极和所述第五电阻r5的第二端连接，所述第五电阻r5的第一端和电源vdd(本实施例中vdd为3.3v电源)连接。所述发射单元100还包括第二mos管q2，所述第二mos管q2的栅极和所述第二电阻r2的第一端连接，所述第二mos管q2的源极和所述第二电阻r2的第二端连接，所述第二mos管q2的源极接地，所述第二mos管q2的漏极和所述第一mos管q1的漏极连接。所述发射单元100还包括第六电阻r6和第一三极管q5；所述第六电阻r6的第一端和所述第五电阻r5的第一端连接，所述第六电阻r6的第二端和所述第一三极管q5的集电极连接，所述第一三极管q5的集电极还和所述uart扩展子电路的信号输出端，即通道ch0的接收端ch0_rx连接，所述第一三极管q5的发射极接地，所述第一三极管q5的基极和所述第一mos管q1的漏极、所述第二mos管q2的漏极连接。需要说明的是，在通道ch0需要通信时，微控制单元mcu的使能输出端mcu_en_ch0输入0使能电信号，使得第二mos管q2截止；此时，若微控制单元mcu的信号发射端mcu_tx输入1电平，则第一mos管q1导通，由于第六电阻r6上拉，将第一三极管q5的基极电平拉低，第一三极管q5截止，集电极处输出1电平至通道ch0的接收端ch0_rx；此时，若微控制单元mcu的信号发射端mcu_tx输入0电平，则第一mos管q1截止，第一三极管q5由于第五电阻r5上拉使得基极导通，第一三极管q5的集电极将ch0的接收端ch0_rx拉低。需要说明的是，在通道ch0需要截止通信时，微控制单元mcu的使能输出端else_en_ch0输入1使能电信号，使得第二mos管q2导通，由于第六电阻r6上拉，将第一三极管q5的基极电平拉低，第一三极管q5截止；此时，微控制单元mcu的信号发射端mcu_tx输入1电平或者0电平，第一三极管q5的集电极处输出1电平至通道ch0的接收端ch0_rx。易于理解的是，参考图3、图4；图3为本实用新型uart扩展电路一实施例的波形示意图；图4为本实用新型uart扩展电路一实施例的波形示意图。为方便解释说明，将mcu_tx的信号记为a，将ch0_rx的信号记为b，将双极管的阴极接收到的信号记为c。在c为0时，a＝b，达到了通信的目的。在c＝1时，无论a＝0或者1，b＝1，达到截止通信的目的。应当理解的是，由上可知，通过对使能端的输入信号，可实现uart扩展电路独立使能。所述接收单元200包括第二三极管q6，所述第二三极管q6的集电极和所述微控制单元mcu的信号接收端mcu_rx连接，所述第二三极管q6的发射极接地。所述接收单元200还包括第三mos管q3，所述第三mos管q3的栅极和所述第二mos管q2的栅极连接，所述第三mos管q3的源极接地，所述第三mos管q3的漏极和所述第二三极管q6的基极连接。所述接收单元200还包括第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9及第四mos管q4；所述第七电阻r7的第一端和电源vdd连接，所述第七电阻r7的第二端和所述第三mos管q3的漏极、所述第四mos管q4的漏极连接，所述第四mos管q4的源极接地，所述第四mos管q4的栅极和所述第九电阻r9的第一端连接，所述第八电阻r8的第一端和所述第七电阻r7的第一端连接，所述第八电阻r8的第二端和所述第九电阻r9的第二端、所述uart扩展子电路的信号输入端，即通道ch0的输出端ch0_tx连接。易于理解的，接收单元200和发射单元100呈对称关系，原理相同。需要说明的是，在通道ch0需要通信时，微控制单元mcu的使能输出端mcu_en_ch0输入0使能电信号，使得第三mos管q3截止；此时，若通道ch0的输出端ch0_tx输入1电平，则第四mos管q4导通，由于第七电阻r7上拉，第二三极管q6放大，集电极处输出1电平到mcu的信号接收端mcu_rx；此时，若通道ch0的输出端ch0_tx输入0电平，则第四mos管q4截止，第二三极管q6截止，集电极处输出0电平到mcu的信号接收端mcu_rx。需要说明的是，在通道ch0需要截止通信时，微控制单元mcu的使能输出端else_en_ch0输入1使能电信号，使得第三mos管q3导通，由于第七电阻r7上拉，第二三极管q6截止，此时，若通道ch0的输出端ch0_tx输入0电平或1电平，第二三极管q6的集电极处输出0电平至mcu的信号接收端mcu_rx。本实用新型通过上述电路，使得uart分时复用扩展电路能够对mcu的uart进行多路扩展，并且可独立使能通道，在复杂的选通需求中发挥明显的作用。此外，为实现上述目的，本实用新型还提出一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的uart扩展电路。需要说明的是，所述电子设备可以为如wherebase充电器等具有多路uart需求的产品，本实用新型不对此加以限制。由于本电子设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。应当理解的是，以上仅为举例说明，对本实用新型的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本实用新型对此不做限制。需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本实用新型的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本实用新型任意实施例所提供的uart扩展电路，此处不再赘述。此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的物品或者系统中还存在另外的相同要素。上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。当前第1页12