一种用于防止RS485设备错接的通信设备的制作方法

本实用新型实施例涉及通信技术领域，特别涉及一种用于防止RS485设备错接的通信设备。

背景技术：

随着现场工业设备智能化数字化的发展，总线通信控制越来越普遍，在现场总线中，RS485总线因为价格低、性能稳定和成熟度高等特点被广泛应用。RS485总线是一种串行总线，采用差分信号在A、B两根线上传输。在通信系统中，从机的AB口通过RS485通信电路直接并入主机的AB口即可实现从机和主机之间的通信。

在线路连接时，要求A线连接A口，B线连接B口，在线路连接完成后，由主机向从机发送信息，测试从机工作是否正常，然而在实际应用过程中经常会出现A、B线接反的情况，此时，从机无法正常工作，需要调试线路直到全部设备正常工作。

如果系统中存在多台设备，接线后的调试工作量大，调试过程繁琐。

技术实现要素：

为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种用于防止RS485设备错接的通信设备。该技术方案如下：

第一方面，提供了一种用于防止RS485设备错接的通信设备，该通信设备包括AB线切换电路、AB信号线检测电路、传输电路、控制电路和电源电路；

所述控制电路包括控制芯片，所述AB信号线检测电路包括运算放大器，所述AB线切换电路包括单刀双掷开关芯片，所述传输电路包括通信接口芯片；

所述AB信号线检测电路的输入端连接所述通信设备的AB线接口，所述AB信号线检测电路的输出端与所述控制芯片的捕获口连接；

所述控制芯片的输出端连接所述AB线切换电路的控制端，所述AB线切换电路的信号传输端与所述传输电路中的所述通信接口芯片的差分信号端连接；

所述传输电路中的所述通信接口芯片与所述控制芯片连接；

所述电源电路与所述控制芯片的电源端连接。

可选的，所述AB线切换电路包括两个切换支路，每个所述切换支路包括一个单刀双掷开关芯片、三极管、电容、电阻和二极管；

在每个所述切换支路中，所述单刀双掷开关芯片的开关动端与所述AB线接口中的一个接口连接，所述单刀双掷开关芯片的两个输出端对应两个信号输出端；

所述单刀双掷开关芯片的第一控制端连接三极管的集电极，所述单刀双掷开关芯片的所述第一控制端还连接有并联的电容；

所述单刀双掷开关芯片的所述第一控制端和第二控制端之间连接一个二极管；

所述三极管的基极通过一个电阻连接所述控制芯片的一个输出端，所述三极管的基极和发射极之间连接有一个电阻，所述三极管的发射极接地。

可选的，在所述AB信号线检测电路中，所述运算放大器的同相输入端通过电阻连接一个AB线接口，所述运算放大器的反相输入端通过电阻连接另一个AB线接口；

所述运算放大器的输出端连接所述控制芯片的捕获口。

可选的，所述传输电路还包括逻辑缓冲器；

所述通信接口芯片的数据输入端连接第一逻辑缓冲器的输出端，所述第一逻辑缓冲器的输入端连接所述控制电路中的所述控制芯片的数据信号发送端；

所述通信接口芯片的数据输出端连接第二逻辑缓冲器的输入端，所述第二逻辑缓冲器的输出端连接所述控制电路中的所述控制芯片的数据信号接收端；

所述通信接口芯片的差分信号端与所述AB线切换电路的信号传输端连接。

可选的，所述电源电路包括稳压芯片；

所述稳压芯片的输入端连接外部电源，所述稳压芯片的输入端连接有并联的电容；

所述稳压芯片的输出端与所述控制芯片的电源端连接，所述稳压芯片的输出端还连接有并联的电容。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

该用于防止RS485设备接错的通信设备，包括AB线切换电路、AB信号线检测电路、传输电路、控制电路和电源电路，AB信号线检测电路的输入端连接通信设备的AB线接口，AB信号线检测电路的输出端与控制芯片的捕获口连接；控制芯片的输出端连接AB线切换电路的控制端，AB线切换电路的信号传输端与传输电路中的通信接口芯片的差分信号端连接；传输电路中的通信接口芯片与控制芯片连接；电源电路与控制芯片的电源端连接；解决了调试AB线必须到安装现场，操作复杂导致调试效率不高的问题；达到了在接线过程中无需分辨AB线，接线完成后自动将接错的AB线切换为正确的连接方式，提高安装效率、简化调试流程的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例示出的一种用于防止RS485设备错接的通信设备的结构框图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种控制电路的电路原理图；

图3是根据一示例性实施例示出的一种AB信号线检测电路的电路原理图；

图4是根据一示例性实施例示出的一种AB线切换电路的电路原理图；

图5是根据一示例性实施例示出的一种传输电路的电路原理图；

图6是根据一示例性实施例示出的一种电源电路的电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

请参考图1，其示出了本实用新型一个实施例提供的用于防止RS485设备错接的通信设备的结构框图。如图1所示，该用于防止RS485设备错接的通信设备包括AB线切换电路120、AB信号线检测电路130、传输电路150、控制电路110和电源电路140。

控制电路110包括控制芯片，AB信号线检测电路130包括运算放大器，AB线切换电路120包括单刀双掷开关芯片，传输电路150包括通信接口芯片。

AB信号线检测电路130的输入端连接该通信设备的AB线接口121。

AB信号线检测电路130用于检测AB线接口是否有数据传输。

AB线接口121包括两个接口即A口和B口，分别用于连接A线和B线，当A口接A线，B口接B线时，控制芯片能够正确接收数据。

AB信号线检测电路130的输出端与控制芯片的捕获口连接。

当AB线接口121有数据传输时，捕获口翻转电平；当AB线接口121无数据传输时，控制芯片的捕获口电平不发生变化。

该通信设备通过AB线接口121连接AB线，实现与其他通信设备的数据传输。

控制芯片的输出端连接AB线切换电路120的控制端。

控制芯片输出控制信号，控制信号用于控制AB线切换电路120工作。

当捕获口的电平翻转，但控制芯片无法正确接收数据时，说明A线、B线接错对应的A口、B口，即A线接入B口，B线接入A口，此时控制芯片输出控制信号，控制信号控制AB线切换电路120工作，令控制芯片能够正确接收数据。

AB线切换电路120的信号传输端与传输电路150中的通信接口芯片的差分信号端连接。

AB线切换电路120用于切换AB线。

传输电路150中的通信接口芯片与控制芯片连接。

电源电路140与控制芯片的电源端连接，电源电路用于为AB线切换电路120、AB信号线检测电路130、传输电路150、控制电路110供电。

本实用新型实施例示例性地示出了一种用于防止RS485设备错接的通信设备的电路原理图，图2示出了控制电路的电路原理图，图3示出了AB信号线检测电路的电路原理图，图4示出了AB线切换电路的电路原理图，图5示出了传输电路的电路原理图，图6示出了电源电路的电路原理图。

可选的，控制芯片为单片机芯片。比如单片机芯片的型号为STM32F030K6T6。

可选的，控制芯片U1还连接有外接控制器件P1。

如图3所示，在AB信号线检测电路中，运算放大器U2的同相输入端通过电阻R41连接一个AB线接口，比如连接AB线接口中的A；运算放大器U2的反相输入端通过电阻R42连接另一个AB线接口，比如连接AB线接口中的B。

运算放大器U2的输出端连接控制芯片U1的捕获口A-B CAP。

AB线切换电路包括两个切换支路，每个切换支路包括一个单刀双掷开关芯片、三极管、电容、电阻和二极管。

在每个切换支路中，单刀双掷开关芯片的开关动端与AB线接口中的一个接口连接，单刀双掷开关芯片的两个输出端对应两个信号输出端；单刀双掷开关芯片的第一控制端连接三极管的集电极，单刀双掷开关芯片的第一控制端还连接有并联的电容；单刀双掷开关芯片的第一控制端和第二控制端之间连接一个二极管；三极管的基极通过一个电阻连接控制芯片的一个输出端，三极管的基极和发射极之间连接有一个电阻，三极管的发射极接地。

如图4所示，AB线切换电路包括单刀双掷开关芯片Relay1和单刀双掷开关芯片Relay2，单刀双掷开关芯片Relay1的开关动端1连接A口，单刀双掷开关芯片Relay2的开关动端1连接B口。

单刀双掷开关芯片Relay1的第一控制端2连接有并联的电容C21、C22。单刀双掷开关芯片Relay1的第一控制端2和第二控制端5之间连接有二极管D1。

三极管Q1的集电极连接单刀双掷开关芯片Relay1的第一控制端2，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极通过电阻R12连接控制芯片的输出端RELY1，三极管Q1的基极和发射极之间连接有电阻R11。

单刀双掷开关芯片Relay1的两个输出端对应两个信号输出端，一个信号输出端对应两个信号输出端，一个信号输出端连接A线，一个信号输出端连接B线。单刀双掷开关芯片Relay1根据控制芯片U1发送的控制信号选择一个信号输出端。

单刀双掷开关芯片Relay2的第一控制端2连接有并联的电容C23、C24。单刀双掷开关芯片Relay2的第一控制端2和第二控制端5之间连接有二极管D2。

三极管Q2的集电极连接单刀双掷开关芯片Relay2的第一控制端2，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极通过电阻R13连接控制芯片的输出端RELY2，三极管Q2的基极和发射极之间连接有电阻R14。

单刀双掷开关芯片Relay2的两个输出端对应两个信号输出端，一个信号输出端对应两个信号输出端，一个信号输出端连接A线，一个信号输出端连接B线。单刀双掷开关芯片Relay2根据控制芯片U1发送的控制信号选择一个信号输出端。

如图5所示，传输电路还包括逻辑缓冲器。

通信接口芯片U3的数据输入端连接第一逻辑缓冲器U4的输出端，第一逻辑缓冲器44的输入端连接控制电路中的控制芯片U1的数据信号发送端485-TX；

通信接口芯片U3的数据输出端连接第二逻辑缓冲器U5的输入端，第二逻辑缓冲器U5的输出端连接控制电路中的控制芯片U1的数据信号接收端485-RX；

通信接口芯片U3的差分信号端与AB线切换电路的信号传输端485-Net1、485-Net2连接。

通信接口芯片U3的差分信号端还连接有电阻、电容、双向稳压二极管。

其中，电容、电阻和双向稳压二极管的具体连接方式请参见图5，这里不再赘述。

如图6所示，电源电路包括稳压芯片U6；稳压芯片U6的输入端IN连接外部电源CN1，稳压芯片U6的输入端IN连接有并联的电容。

稳压芯片U6的输出端IN与控制芯片U1的电源端连接，稳压芯片U1的输出端OUT还连接有并联的电容。

其中，电容的具体连接方式请参见图6，这里不再赘述。

本实用新型实施例提供的一种用于防止RS485设备接错的通信设备的工作原理为：

由AB信号线检测电路检测该通信设备的AB接口是否有数据传输，当有数据传输时，控制电路中控制芯片的捕获口翻转电平，控制芯片检测是否能够正确接收数据，若能够正确接收数据，则说明用于与其他通信设备连接的RS485设备没有接错该通信设备的AB接口；若不能够正确接收数据，则说明用于与其他通信设备连接的RS485设备接错该通信设备的AB接口，控制芯片向AB线切换电路发送控制信号，根据控制信号AB线切换电路中的单刀双掷开关芯片工作，切换AB线电路也即交换A线和B线，切换A线和B线后控制芯片能够正确接收数据。

综上所述，本实用新型实施例提供的用于防止RS485设备接错的通信设备，包括AB线切换电路、AB信号线检测电路、传输电路、控制电路和电源电路，AB信号线检测电路的输入端连接通信设备的AB线接口，AB信号线检测电路的输出端与控制芯片的捕获口连接；控制芯片的输出端连接AB线切换电路的控制端，AB线切换电路的信号传输端与传输电路中的通信接口芯片的差分信号端连接；传输电路中的通信接口芯片与控制芯片连接；电源电路与控制芯片的电源端连接；解决了调试AB线必须到安装现场，操作复杂导致调试效率不高的问题；达到了在接线过程中无需分辨AB线，接线完成后自动将接错的AB线切换为正确的连接方式，提高安装效率、简化调试流程的效果。

需要说明的是：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。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。