一种LED显示屏串口兼容的应用电路的制作方法

一种led显示屏串口兼容的应用电路
技术领域
1.本实用新型实施例涉及led显示屏控制技术，尤其涉及一种led显示屏串口兼容的应用电路。


背景技术：

2.led显示屏控制卡在不同的应用场景下会用到不同协议的外设，比如说温湿度传感器、亮度传感器、气象监测传感器、空气质量监测等外设，这些传感器的协议通常是uart、rs232、rs485中的一种，一般情况led显示屏控制卡只支持一种串口协议，如果需要支持其他串口，则需要另外加上串口转换控制电路，或者对预留的电路部分进行硬件更改，但考虑到led显示屏控制卡通常是装在户外，不方便对led显示屏控制卡的硬件进行更改。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种led显示屏串口兼容的应用电路，以实现了uart、 rs485、rs232三种串口的兼容，提升了用户的体验。
4.本实用新型实施例提供了一种led显示屏串口兼容的应用电路，包括：
5.接口电路，所述接口电路用于连接不同串口协议的外部设备以传输数据信号；
6.转换电路，所述转换电路与所述接口电路连接，用于根据控制信号进行切换以连接所述外部设备并传输所述数据信号；
7.控制电路，所述控制电路与所述转换电路连接，用于根据用户需求生成所述控制信号并将所述数据信号传输到led显示屏的主控芯片中。
8.可选的，所述接口电路包括接口j1、电阻r4和电阻r5，所述接口j1的第2引脚连接到所述电阻r4的第一端，所述电阻r4的第二端连接到信号端tx_a，所述接口j1的第3引脚连接到所述电阻r5的第一端，所述电阻r5的第二端连接到信号端rx_b。
9.可选的，所述接口电路用于连接rs232、rs485和uart三种串口协议的外部设备。
10.可选的，所述转换电路包括第一转换电路和第二转换电路，所述第一转换电路用于控制所述接口电路连接符合rs485串口协议的外部设备，所述第二转换电路用于控制所述接口电路连接符合rs232串口协议的外部设备。
11.可选的，所述第一转换电路包括电阻r12、电阻r13和芯片u3，所述电阻 r12的第一端接地，所述电阻r12的第二端连接到所述芯片u3的第7引脚，所述电阻r13的第一端连接到电压端vcc5v0_sys，所述电阻r13的第二端连接到所述芯片u3的第6引脚。
12.可选的，所述第二转换电路包括磁珠l1、磁珠l2、电容c4、芯片u2、电容c2、电容c3、电容c5、电容c6、esd二极管ed2和esd二极管ed1，所述电感l2的第一端连接到所述电压端vcc5v0_sys，所述磁珠l2的第二端连接到所述芯片u2的第16引脚，所述磁珠l1的第一端连接到电压端vcc_3v3，所述磁珠l1的第二端连接到所述电容c4的第一端，所述电容c4的第二端接地，所述电容c2的第一端连接到所述芯片u2的第1引脚，所述电容c2的第二端连接到所述芯片u2的第3引脚，所述电容c3的第一端连接到所述芯片u2的第4引脚，所述电容c3的第
二端连接到所述芯片u2的第5引脚，所述电容c5的第一端连接到所述芯片u2的第2引脚，所述电容c5的第二端接地，所述电容c6的第一端连接到所述芯片u2的第6引脚，所述电容c6的第二端接地，所述esd二极管ed2的第一端连接到所述芯片u2的第14引脚，所述 esd二极管ed2的第二端连接到所述esd二极管ed1的第二端，所述esd二极管ed1的第一端连接到所述信号端rx_b。
13.可选的，所述控制电路包括第一控制电路、第二控制电路和第三控制电路，所述第一控制电路用于控制所述接口电路连接符合uart串口协议的外部设备，所述第二控制电路用于控制所述接口电路连接符合rs485串口协议的外部设备，所述第三控制电路用于控制述接口电路连接符合rs232串口协议的外部设备。
14.可选的，所述第一控制电路包括双p沟道场效应管u1、电容c1、电阻r3、电阻r2、三极管q1和电阻r1，所述电容c1的第一端连接到所述双p沟道场效应管u1的第4引脚，所述电容c1的第二端连接到所述电阻r3的第一端，所述电阻r3的第二端连接到所述电阻r2的第一端，所述电阻r2的第二端连接到所述三极管q1的第三端，所述三极管q1的第二端接地，所述三极管q1 的第一端连接到所述电阻r1的第一端，所述电阻r1的第二端连接到信号端 uart_en。
15.可选的，所述第二控制电路包括双p沟道场效应管u4、电容c7、电阻r6、电阻r7、三极管q2和电阻r8，所述电容c7的第一端连接到所述双p沟道场效应管u4的第4引脚，所述电容c7的第二端连接到所述电阻r6的第一端，所述电阻r6的第二端连接到所述电阻r7的第一端，所述电阻r7的第二端连接到所述三极管q2的第三端，所述三极管q2的第二端接地，所述三极管q2的第一端连接到所述电阻r8的第一端，所述电阻r8的第二端连接到信号端 r485_en。
16.可选的，所述第三控制电路包括双p沟道场效应管u5、电容c8、电阻r9、电阻r10、三极管q3和电阻r11，所述电容c8的第一端连接到所述双p沟道场效应管u5的第4引脚，所述电容c8的第二端连接到所述电阻r9的第一端，所述电阻r9的第二端连接到所述电阻r10的第一端，所述电阻r10的第二端连接到所述三极管q3的第三端，所述三极管q3的第二端接地，所述三极管 q3的第一端连接到所述电阻r11的第一端，所述电阻r11的第二端连接到信号端rs232_en。
17.本实用新型实施例公开了一种led显示屏串口兼容的应用电路，包括：接口电路，所述接口电路用于连接不同串口协议的外部设备以传输数据信号；转换电路，所述转换电路与所述接口电路连接，用于根据控制信号进行切换以连接所述外部设备并传输所述数据信号；控制电路，所述控制电路与所述转换电路连接，用于根据用户需求生成所述控制信号并将所述数据信号传输到led显示屏的主控芯片中。本实用新型实施例提供的一种led显示屏串口兼容的应用电路通过切换不通电路传输，解决了led显示屏控制卡无法同时支持rs232、 rs485、uart三种串口协议的问题，实现了uart、rs485、rs232三种串口的兼容，提升了用户的体验。
附图说明
18.图1为本实用新型实施例一提供的一种led显示屏串口兼容的应用电路的模块连接图；
19.图2为本实施例二中接口电路的电路图；
20.图3为本实施例二中第一转换电路的电路图；
21.图4为本实施例二中第二转换电路的电路图；
22.图5为本实施例二中第一控制电路的电路图；
23.图6为本实施例二中第二控制电路的电路图；
24.图7为本实施例二中第三控制电路的电路图；
25.图8为本实施例二中mos管的结构示意图。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
27.在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
28.此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。举例来说，在不脱离本技术的范围的情况下，可以将第一模块为第二模块，且类似地，可将第二模块称为第一模块。第一模块和第二模块两者都是模块，但其不是同一模块。术语“第一”、“第二”等而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
29.实施例一
30.图1为本实用新型实施例一提供的一种led显示屏串口兼容的应用电路的模块连接图，本实用新型实施例提供的一种led显示屏串口兼容的应用电路适用于led显示屏连接多种不同串口协议的情况，具体地，本实用新型实施例一提供的一种led显示屏串口兼容的应用电路包括：接口电路1、转换电路2和控制电路3。
31.接口电路1，所述接口电路1用于连接不同串口协议的外部设备以传输数据信号。
32.在本实施例中，所述接口电路1用于连接rs232、rs485和uart三种串口协议的外部设备。rs232是“数据终端设备(dte)和数据通讯设备(dce)之间串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25个脚的db-25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。rs485是一个定义平衡数字多点系统中的驱动器和接收器的电气特性的标准，该标准由电信行业协会和电子工业联盟定义。使用该标准的数字通信网络能在远距离条件下以及电子噪声大的环境下有效传输信号。uart为通用异步收发传输器(universal asynchronous receiver/transmitter)，uart将要传输的资料在串行通信与并行通信之间加以转换。作为把并行输入信号转成串行输出信号的芯片，uart通常
被集成于其他通讯接口的连结上。
33.转换电路2，所述转换电路2与所述接口电路1连接，用于根据控制信号进行切换以连接所述外部设备并传输所述数据信号。
34.在本实施例中，所述转换电路2包括第一转换电路21和第二转换电路22，所述第一转换电路21用于控制所述接口电路1连接符合rs485串口协议的外部设备，所述第二转换电路22用于控制所述接口电路1连接符合rs232串口协议的外部设备。转换电路2在不同协议中，进行启动的电路也不相同，例如在rs485设备进行数据传输时，此时接口电路1将数据通过第一转换电路21 传输到控制电路3中。
35.控制电路3，所述控制电路3与所述转换电路2连接，用于根据用户需求生成所述控制信号并将所述数据信号传输到led显示屏的主控芯片中。所述控制电路3包括第一控制电路31、第二控制电路32和第三控制电路33，所述第一控制电路31用于控制所述接口电路1连接符合uart串口协议的外部设备，所述第二控制电路32用于控制所述接口电路1连接符合rs485串口协议的外部设备，所述第三控制电路33用于控制述接口电路1连接符合rs232串口协议的外部设备。
36.在本实施例中，通过不同控制电路3对应不同转换电路2，实现了接口电路1连接可支持uart、rs385、rs232三种不同协议的温湿度传感器、亮度传感器、气象监测传感器、空气质量监测等外设。通过将不同协议的设备数据传输到led显示屏的主控芯片中，解决了led显示屏控制卡无法支持rs23、 rs485、uart三种不同协议外设的问题。
37.本实用新型实施例公开了一种led显示屏串口兼容的应用电路，包括：接口电路，所述接口电路用于连接不同串口协议的外部设备以传输数据信号；转换电路，所述转换电路与所述接口电路连接，用于根据控制信号进行切换以连接所述外部设备并传输所述数据信号；控制电路，所述控制电路与所述转换电路连接，用于根据用户需求生成所述控制信号并将所述数据信号传输到led显示屏的主控芯片中。本实用新型实施例提供的一种led显示屏串口兼容的应用电路通过切换不通电路传输，解决了led显示屏控制卡无法同时支持rs232、 rs485、uart三种串口协议的问题，实现了uart、rs485、rs232三种串口的兼容，提升了用户的体验。
38.实施例二
39.图1为本实用新型实施例二提供的一种led显示屏串口兼容的应用电路的模块连接图，本实用新型实施例提供的一种led显示屏串口兼容的应用电路适用于led显示屏连接多种不同串口协议的情况，具体地，本实用新型实施例一提供的一种led显示屏串口兼容的应用电路包括：接口电路1、转换电路2和控制电路3。
40.接口电路1，所述接口电路1用于连接不同串口协议的外部设备以传输数据信号。
41.在本实施例中，参阅图2，图2为本实施例中接口电路1的电路图，所述接口电路1包括接口j1、电阻r4和电阻r5，所述接口j1的第2引脚连接到所述电阻r4的第一端，所述电阻r4的第二端连接到信号端tx_a，所述接口j1 的第3引脚连接到所述电阻r5的第一端，所述电阻r5的第二端连接到信号端rx_b。所述接口电路1用于连接rs232、rs485和uart三种串口协议的外部设备。rs232是“数据终端设备(dte)和数据通讯设备(dce)之间串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25个脚的db-25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。rs485是一个定义平衡数字多点系统中的
驱动器和接收器的电气特性的标准，该标准由电信行业协会和电子工业联盟定义。使用该标准的数字通信网络能在远距离条件下以及电子噪声大的环境下有效传输信号。uart为通用异步收发传输器 (universal asynchronous receiver/transmitter)，uart将要传输的资料在串行通信与并行通信之间加以转换。作为把并行输入信号转成串行输出信号的芯片， uart通常被集成于其他通讯接口的连结上。
42.转换电路2，所述转换电路2与所述接口电路1连接，用于根据控制信号进行切换以连接所述外部设备并传输所述数据信号。
43.在本实施例中，所述转换电路2包括第一转换电路21和第二转换电路22，所述第一转换电路21用于控制所述接口电路1连接符合rs485串口协议的外部设备，所述第二转换电路22用于控制所述接口电路1连接符合rs232串口协议的外部设备。转换电路2在不同协议中，进行启动的电路也不相同，例如在rs485设备进行数据传输时，此时接口电路1将数据通过第一转换电路21 传输到控制电路3中。
44.参阅图3，图3为本实施例中第一转换电路21的电路图，所述第一转换电路21包括电阻r12、电阻r13和芯片u3，所述电阻r12的第一端接地，所述电阻r12的第二端连接到所述芯片u3的第7引脚，所述电阻r13的第一端连接到电压端vcc5v0_sys，所述电阻r13的第二端连接到所述芯片u3的第6 引脚。
45.参阅图4，图4为本实施例中第二转换电路22的电路图，所述第二转换电路22包括磁珠l1、磁珠l2、电容c4、芯片u2、电容c2、电容c3、电容c5、电容c6、esd二极管ed2和esd二极管ed1，所述电感l2的第一端连接到所述电压端vcc5v0_sys，所述磁珠l2的第二端连接到所述芯片u2的第16 引脚，所述磁珠l1的第一端连接到电压端vcc_3v3，所述磁珠l1的第二端连接到所述电容c4的第一端，所述电容c4的第二端接地，所述电容c2的第一端连接到所述芯片u2的第1引脚，所述电容c2的第二端连接到所述芯片 u2的第3引脚，所述电容c3的第一端连接到所述芯片u2的第4引脚，所述电容c3的第二端连接到所述芯片u2的第5引脚，所述电容c5的第一端连接到所述芯片u2的第2引脚，所述电容c5的第二端接地，所述电容c6的第一端连接到所述芯片u2的第6引脚，所述电容c6的第二端接地，所述esd二极管ed2的第一端连接到所述芯片u2的第14引脚，所述esd二极管ed2的第二端连接到所述esd二极管ed1的第二端，所述esd二极管ed1的第一端连接到所述信号端rx_b。
46.控制电路3，所述控制电路3与所述转换电路2连接，用于根据用户需求生成所述控制信号并将所述数据信号传输到led显示屏的主控芯片中。所述控制电路3包括第一控制电路31、第二控制电路32和第三控制电路33，所述第一控制电路31用于控制所述接口电路1连接符合uart串口协议的外部设备，所述第二控制电路32用于控制所述接口电路1连接符合rs485串口协议的外部设备，所述第三控制电路33用于控制述接口电路1连接符合rs232串口协议的外部设备。
47.参阅图5，图5为本实施例中第一控制电路31的电路图，所述第一控制电路31包括双p沟道场效应管u1、电容c1、电阻r3、电阻r2、三极管q1和电阻r1，所述电容c1的第一端连接到所述双p沟道场效应管u1的第4引脚，所述电容c1的第二端连接到所述电阻r3的第一端，所述电阻r3的第二端连接到所述电阻r2的第一端，所述电阻r2的第二端连接到所述三极管q1的第三端，所述三极管q1的第二端接地，所述三极管q1的第一端连接到所述电阻 r1的第一端，所述电阻r1的第二端连接到信号端uart_en。
48.在本实施例中，当j1需要作为uart接口使用时,arm将uart_en拉高， q1三极管lmbt3904的基极为高，基极和发射极对的电压差vbe大于导通电压，达到q1三极管lmbt3904的导通条件，三极管导通，集电极为低，从而使得场效应管的栅极(g1，g2)为低电平，栅极(g1,g2)和源极(s1,s2)形成负压差vgs，达到场效应管的导通条件，双p沟道场效应管导通，源极(s1,s2) 的uart3_tx、uart3_rx正常输入到漏极(d1，d2)的tx_a、rx_b，使 j1作为uart来使用。
49.参阅图6，图6为本实施例中第二控制电路32的电路图，所述第二控制电路32包括双p沟道场效应管u4、电容c7、电阻r6、电阻r7、三极管q2和电阻r8，所述电容c7的第一端连接到所述双p沟道场效应管u4的第4引脚，所述电容c7的第二端连接到所述电阻r6的第一端，所述电阻r6的第二端连接到所述电阻r7的第一端，所述电阻r7的第二端连接到所述三极管q2的第三端，所述三极管q2的第二端接地，所述三极管q2的第一端连接到所述电阻 r8的第一端，所述电阻r8的第二端连接到信号端r485_en。
50.在本实施例中，当j1需要作为rs485接口使用时,arm将rs485_en拉高，q2三极管lmbt3904的基极为高，基极和发射极对的电压差vbe大于导通电压，达到q2三极管lmbt3904的导通条件，三极管导通，集电极为低，从而使得场效应管的栅极(g1，g2)为低电平，栅极(g1,g2)和源极(s1,s2)形成负压差vgs，达到场效应管的导通条件，双p沟道场效应管导通，源极(s1,s2) 的uart3_tx、uart3_rx正常输入到漏极(d1，d2)的tx_a、rx_b，使 j1作为rs485来使用。
51.参阅图7，图7为本实施例中第三控制电路33的电路图，所述第三控制电路33包括双p沟道场效应管u5、电容c8、电阻r9、电阻r10、三极管q3和电阻r11，所述电容c8的第一端连接到所述双p沟道场效应管u5的第4引脚，所述电容c8的第二端连接到所述电阻r9的第一端，所述电阻r9的第二端连接到所述电阻r10的第一端，所述电阻r10的第二端连接到所述三极管q3的第三端，所述三极管q3的第二端接地，所述三极管q3的第一端连接到所述电阻r11的第一端，所述电阻r11的第二端连接到信号端rs232_en。
52.在本实施例中，当j1需要作为rs232接口使用时,arm将rs232_en拉高， q2三极管lmbt3904的基极为高，基极和发射极对的电压差vbe大于导通电压，达到q2三极管lmbt3904的导通条件，三极管导通，集电极为低，从而使得场效应管的栅极(g1，g2)为低电平，栅极(g1,g2)和源极(s1,s2)形成负压差vgs，达到场效应管的导通条件，双p沟道场效应管导通，源极(s1,s2) 的uart3_tx、uart3_rx正常输入到漏极(d1，d2)的tx_a、rx_b，使 j1作为rs232来使用。
53.图8为本实施例中双p沟道场效应管u1、双p沟道场效应管u4和双p沟道场效应管u5的结构示意图，双p沟道场效应管u1、双p沟道场效应管u4 和双p沟道场效应管u5为双p沟道场效应管apm4953。通过双p沟道场效应管的栅极(g1,g2)和源极(s1，s2)之间的压差来决定场效应管的导通与否，从而利用场效应管的开关特性来实现在一个接口上实现uart、rs485、rs232这三种不同的协议。
54.在本实施例中，通过不同控制电路3对应不同转换电路2，实现了接口电路1连接可支持uart、rs385、rs232三种不同协议的温湿度传感器、亮度传感器、气象监测传感器、空气质量监测等外设。通过将不同协议的设备数据传输到led显示屏的主控芯片中，解决了led显示屏控制卡无法支持rs23、 rs485、uart三种不同协议外设的问题。
55.本实用新型实施例公开了一种led显示屏串口兼容的应用电路，包括：接口电路，所述接口电路用于连接不同串口协议的外部设备以传输数据信号；转换电路，所述转换电路与所述接口电路连接，用于根据控制信号进行切换以连接所述外部设备并传输所述数据信号；控制电路，所述控制电路与所述转换电路连接，用于根据用户需求生成所述控制信号并将所述数据信号传输到led显示屏的主控芯片中。本实用新型实施例提供的一种led显示屏串口兼容的应用电路通过切换不通电路传输，解决了led显示屏控制卡无法同时支持rs232、 rs485、uart三种串口协议的问题，实现了uart、rs485、rs232三种串口的兼容，提升了用户的体验。