一种兼容rs232和rs485的系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种兼容RS232和RS485的系统，包含：主控模块；RS232转换模块，与所述主控模块连接；RS485转换模块，与所述主控模块连接；通用接口，分别与所述RS232转换模块及RS485转换模块连接；第一信号选择模块，分别与所述主控模块及RS232转换模块连接；第二信号选择模块，分别与所述主控模块及RS485转换模块连接；第一电源控制模块，分别与所述主控模块及RS232转换模块连接；第二电源控制模块，分别与所述主控模块及RS485转换模块连接；电源模块，分别与主控模块、RS232转换模块、RS485转换模块、第一信号选择模块、第二信号选择模块、第一电源控制模块及第二电源控制模块连接。本发明通过控制芯片的工作电源，降低功耗，并且能够防止信号串接。
【专利说明】—种兼容RS232和RS485的系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业控制通信【技术领域】，具体涉及一种兼容RS232和RS485的系统。
【背景技术】
[0002]两个不相连的设备之间要进行互相通信，就要有一座桥梁把二者连接起来，那就是传输通路与通信协议。传输通路由传输介质与传输接口组成，传输介质可分为有线和无线传输介质两大类。有线传输介质在数据传输中只作为传输介质，而非信号载体。计算机网络中流行使用的有线传输介质为:铜线和玻璃纤维。而在应用中主要有两种基本的铜线类型:双绞线和同轴电缆。
[0003]现有技术中工业现场控制系统中一般都采用RS232和RS485总线标准进行数据传输。
[0004]对于RS232和RS485之间，一般采用RS232/RS485的转换器来实现RS232和RS485数据的转换。RS232和RS485接口的转换主要用到的是转换器芯片，将RS232信号转换成RS485信号或将RS485信号转换成RS232信号，RS-485网络通常采用特性阻抗为120 Ω双绞线作传输介质，传输速率300b/iTll5.2kb/s兼容，为异步半双工结构。
[0005]RS-485应用于一对多点的主从应答式通信系统中，相对于RS-232等全双工总线效率低了许多，因此性能好的RS232转RS485转换器非常重要，但是加工控成本较高。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种兼容RS232和RS485的系统，通过控制芯片的工作电源，降低功耗，并且能够防止信号串接。
[0007]为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现:一种兼容RS232和RS485的系统，其特点是，包含:
主控模块；
RS232转换模块，所述RS232转换模块的第一数据接收端与所述主控模块的数据发送端连接，所述RS232转换模块的第一数据发送端与所述主控模块的数据接收端连接；
RS485转换模块，所述RS485转换模块的第二数据接收端与所述主控模块的数据发送端连接，所述RS485转换模块的第二数据发送端与所述主控模块的数据接收端连接；
通用接口，分别与所述RS232转换模块的第一数据输入端及第一数据输出端连接，并且与RS485转换模块的第二数据输入端及第二数据输出端连接；
第一信号选择模块，所述第一信号选择模块的信号输入端与所述主控模块的控制信号输出端连接，所述第一信号选择模块的输出端连接RS232转换模块的第一数据发送端，所述第一信号选择模块的输入端连接主控模块的数据发送端；
第二信号选择模块，所述第二信号选择模块的信号输入端与所述主控模块的控制信号输出端连接，所述第二信号选择模块的输出端连接RS485转换模块的第二数据发送端，所述第二信号选择模块的输入端连接主控模块的数据发送端； 第一电源控制模块，所述第一电源控制模块的信号输入端与所述主控模块的控制信号输出端连接，所述第一电源控制模块的控制端连接RS232转换模块的供电端口 ；
第二电源控制模块，所述第二电源控制模块的信号输入端与所述主控模块的控制信号输出端连接，所述第二电源控制模块的控制端连接RS485转换模块的供电端口 ；
电源模块，分别连接主控模块、第一信号选择模块、第二信号选择模块、第一电源控制模块及第二电源控制模块的供电端口 ；
当通用接口输入RS232数据时，主控模块发出控制信号至第一信号选择模块及第一电源控制模块，控制RS232转换模块的工作；
当通用接口输入RS485数据时，主控模块发出控制信号至第二信号选择模块及第二电源控制模块，控制RS485转换模块的工作。
[0008]所述的通用接口连接外部的RS232接口或RS485接口。
[0009]兼容RS232和RS485的系统进一步包含一信号处理模块；
所述信号处理模块设置在所述主控模块的控制信号输出端与所述第二电源控制模块的信号输入端之间，其信号输入端与所述主控模块的控制信号输出端连接，其信号输出端与所述第二电源控制模块的信号输入端连接；
所述信号处理模块的供电端口连接所述电源模块。
[0010]所述的信号处理模块为一非门芯片。
[0011]所述的第一电源控制模块包含三极管及场效应晶体管；
所述三极管的基极通过一第一电阻连接至所述主控模块的控制信号输出端；
所述三极管的发射极接地；
所述三极管的集电极与所述场效应晶体管的栅极端连接；
所述场效应晶体管的漏极端连接至电源模块；
所述场效应晶体管的源极端通过一第二电阻连接至所述RS232转换模块的供电端口 ；并联的第一电容与第二电容，其并联的一端连接所述场效应晶体管的漏极端，同时与电源模块连接，其并联的另一端接地；
并联的第三电容与第四电容，其并联的一端连接所述场效应晶体管的源极端，同时与第二电阻连接，其并联的另一端接地；
并联的第五电容与第六电容，其并联的一端连接所述RS232转换模块的供电端口，同时与第二电阻连接，其并联的另一端接地。
[0012]所述的第一电源控制模块进一步包含一第三电阻；
所述的第三电阻的一端连接场效应晶体管的漏极端，其另一端连接场效应晶体管的栅极端。
[0013]所述的第一电源控制模块进一步包含一第四电阻；
所述的第四电阻的一端连接三极管的基极，同时连接第一电阻的一端，其另一端接地。
[0014]所述的第二电源控制模块的电路结构与所述第一电源控制模块的电路结构相同。
[0015]所述的RS232转换模块包含MAX232芯片。
[0016]所述的RS485转换模块包含MAX485芯片。
[0017]本发明一种兼容RS232和RS485的系统与现有技术相比具有以下优点:由于采用第一电源控制模块和第二电源控制模块分别控制RS232转换模块、RS485转换模块的工作电压，当其中一个芯片工作时，另一个芯片断电，降低功耗；由于设有信号处理模块，能够防止信号串接。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明一种兼容RS232和RS485的系统的整体结构示意图；
图2为RS232转换模块的整体结构示意图；
图3为RS485转换模块的整体结构示意图；
图4为第一信号选择模块的整体结构示意图；
图5为第二信号选择模块的整体结构示意图；
图6为信号处理模块的整体结构示意图；
图7为第一电源控制模块的整体结构示意图；
图8为第二电源控制模块的整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
[0020]如图1所示，结合图2-8所示，一种兼容RS232和RS485的系统，包含:主控模块1(CPU)；RS232转换模块2 (MAX232芯片，型号为MAX3223E，如图2所示)，所述RS232转换模块2的第一数据接收端T1IN (TXD1)与所述主控模块1的数据发送端连接，所述RS232转换模块2的第一数据发送端R10UT (RS232_RXD1)与所述主控模块1的数据接收端连接；RS485转换模块3 (MAX485芯片，型号为SP3072E，如图3所示)，所述RS485转换模块3的第二数据接收端端DI (TXD1)与所述主控模块1的数据发送端连接，所述RS485转换模块3的第二数据发送端R0 (RS485_RXD1)与所述主控模块1的数据接收端连接；通用接口 4，分别与所述RS232转换模块2的第一数据输入端R1IN (LINE1_BR)及第一数据输出端T10UT(LINE1_AT)连接，并且还与RS485转换模块3的第二数据输入端B (LINE1_BR)及第二数据输出端A (LINE1_AT)连接；第一信号选择模块5 (型号为74LVC1G126SE-7的单通道BUFFERGATE，如图4所示)，所述第一信号选择模块5的信号输入端0E (UART_RS232_SEL1)与所述主控模块1的控制信号输出端连接，所述第一信号选择模块5的输出端A (RS232_RXD1)连接RS232转换模块2的第一数据发送端，所述第一信号选择模块5的输入端Y (RXD1)连接主控模块1的数据发送端；第二信号选择模块6 (型号为74LVC1G126SE-7的单通道BUFFERGATE，如图5所示)，所述第二信号选择模块6的信号输入端0E (UART_RS232_SEL1)与所述主控模块1的控制信号输出端连接，所述第二信号选择模块6的输出端A (RS232_RXD1)连接RS485转换模块3的第二数据发送端，所述第二信号选择模块6的输入端Y (RXD1)连接主控模块1的数据发送端；第一电源控制模块7，所述第一电源控制模块7的信号输入端(UART_RS232_SEL1)与所述主控模块1的控制信号输出端连接，其所述第一电源控制模块7的控制端连接RS232转换模块2的供电端口(VDD3V3_RS232_1);第二电源控制模块8，所述第二电源控制模块8的信号输入端(UART_RS485_SEL1)与所述主控模块1的控制信号输出端连接，其所述第二电源控制模块8的控制端连接RS485转换模块3的供电端口(VDD3V3_RS485_1);电源模块9 (VDD3P3V)，分别连接主控模块1、第一信号选择模块5、第二信号选择模块6、第一电源控制模块7及第二电源控制模块8的供电端口 VCC (VDD3P3V);信号处理模块10 (型号为SN74LVC2G，此芯片为非门芯片，如图6所示)；所述信号处理模块10设置在所述主控模块1的控制信号输出端与所述第二电源控制模块8的信号输入端之间，其信号输入端1A (UART_RS232_SEL1)与所述主控模块1的控制信号输出端连接，其信号输出端1Y (UART_RS485_SEL1)与所述第二电源控制模块8的信号输入端连接；所述信号处理模块10的供电端口 VCC (VDD3P3V)连接所述电源模块9。
[0021]如图7所示，第一电源控制模块7包含三极管Q1及场效应晶体管Q2 ;所述三极管Q1的基极通过一第一电阻R1连接至所述主控模块1的控制信号输出端UART_RS232_SEL1 ；所述三极管Q1的发射极接地；所述三极管Q1的集电极与所述场效应晶体管Q2的栅极端连接；所述场效应晶体管Q2的漏极端连接至电源模块9 ;所述场效应晶体管Q2的源极端通过一第二电阻R2连接至所述RS232转换模块2的供电端口 ；并联的第一电容C1与第二电容C2，其并联的一端连接所述场效应晶体管Q2的漏极端，同时与电源模块9连接，其并联的另一端接地；并联的第三电容C3与第四电容C4，其并联的一端连接所述场效应晶体管Q2的源极端，同时与第二电阻连接，其并联的另一端接地；并联的第五电容C5与第六电容C6，其并联的一端连接所述RS232转换模块2的供电端口 VDD3V3_RS232_1，同时与第二电阻R2连接，其并联的另一端接地；第一电源控制模块7进一步包含一第三电阻R3 ;所述的第三电阻R3的一端连接场效应晶体管Q2的漏极端，其另一端连接场效应晶体管Q2的栅极端，所述的第一电源控制模块7进一步包含一第四电阻R4 ;所述的第四电阻R4的一端连接三极管Q1的基极，同时连接第一电阻R1的一端，其另一端接地。
[0022]如图8所示，所述的第二电源控制模块8的电路结构与所述第一电源控制模块7的电路结构相同；其中所述三极管Q3的基极通过一第一电阻R1连接至所述主控模块1的控制信号输出端UART_RS485_SEL1 ;所述场效应晶体管Q4的源极端通过一第二电阻R2连接至所述RS232转换模块2的供电端口 VDD3V3_RS485_1。
[0023]具体应用:通用接口 4连接外部的RS232接口或RS485接口，因此通过连接的线路获知输入的是RS232信号或者是RS信号。
[0024]当数据以RS232处理时，主控模块1发出信号UART_RS_232_SEL1为高电平，此时Q1 导通，Q2 的 1PIN 为低电平，Q2 导通，VDD3V3_RS232_1=VDD3P3V。
[0025]当数据以RS485处理时，主控模块1发出信号UART_RS_485_SEL1为高电平，此时Q3导通，Q4的1PIN为低电平，Q5导通，VDD3V3_RS485_1=VDD3P3V ;此时Y输出为A的输入即 RXD1=RS485_RXD1。
[0026]本发明通过UART_RS232_SEL1 和 UART_RS485_SEL1 的高低来实现 RS232 和 RS485的切换，主控模块1仅仅输出UART_RS_232_SEL1，而UART_RS_485_SEL1信号由UART_RS_232_SEL1信号通过非门获得，即信号处理模块10，RS232数据通信时，主控模块1发出UART_RS_232_SEL1=1，此时 UART_RS_485_SEL1 通过该非门电路可知 UART_RS_485_SEL1=0。则 VDD3V3_RS232=VDD3V3，VDD3V3_RS485=0V, RS232 转换模块 2 电路工作，RS485 转换模块3因为电路供电电压VDD3V3_RS485=0，不会工作，RS485转换模块3是处于断电状态的，保证信号不会串到RS485上去。因此，本发明可开关控制RS232转换模块2，RS485转换模块3的工作电源，当RS232转换模块2工作时，RS485转换模块3处于断电状态，降低功耗。
[0027]尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
【权利要求】
1.一种兼容RS232和RS485的系统，其特征在于，包含: 主控模块(1); RS232转换模块(2)，所述RS232转换模块(2)的第一数据接收端与所述主控模块(1)的数据发送端连接，所述RS232转换模块(2)的第一数据发送端与所述主控模块(1)的数据接收端连接； RS485转换模块(3)，所述RS485转换模块(3)的第二数据接收端与所述主控模块(1)的数据发送端连接，所述RS485转换模块(3)的第二数据发送端与所述主控模块(1)的数据接收端连接； 通用接口(4)，分别与所述RS232转换模块(2)的第一数据输入端及第一数据输出端连接，并且与RS485转换模块(3)的第二数据输入端及第二数据输出端连接； 第一信号选择模块(5),所述第一信号选择模块(5)的信号输入端与所述主控模块(1)的控制信号输出端连接，所述第一信号选择模块(5)的输出端连接RS232转换模块(2)的第一数据发送端，所述第一信号选择模块(5)的输入端连接主控模块(1)的数据发送端； 第二信号选择模块(6)，所述第二信号选择模块(6)的信号输入端与所述主控模块(1)的控制信号输出端连接，所述第二信号选择模块(6)的输出端连接RS485转换模块(3)的第二数据发送端，所述第二信号选择模块(6)的输入端连接主控模块(1)的数据发送端； 第一电源控制模块(7)，所述第一电源控制模块(7)的信号输入端与所述主控模块(1)的控制信号输出端连接，所述第一电源控制模块(7)的控制端连接RS232转换模块(2)的供电端口 ； 第二电源控制模块(8 )，所述第二电源控制模块(8 )的信号输入端与所述主控模块(1)的控制信号输出端连接，所述第二电源控制模块(8)的控制端连接RS485转换模块(3)的供电端口 ； 电源模块(9)，分别连接主控模块(1)、第一信号选择模块(5)、第二信号选择模块(6)、第一电源控制模块(7)及第二电源控制模块(8)的供电端口 ； 当通用接口(4)输入RS232数据时，主控模块(1)发出控制信号至第一信号选择模块(5)及第一电源控制模块(7)，控制RS232转换模块(2)的工作； 当通用接口(4)输入RS485数据时，主控模块(1)发出控制信号至第二信号选择模块(6)及第二电源控制模块(8)，控制RS485转换模块(3)的工作。
2.如权利要求1所述的兼容RS232和RS485的系统，其特征在于，所述的通用接口(4)连接外部的RS232接口或RS485接口。
3.如权利要求1所述的兼容RS232和RS485的系统，其特征在于，进一步包含一信号处理模块(10)； 所述信号处理模块(10)设置在所述主控模块(1)的控制信号输出端与所述第二电源控制模块(8)的信号输入端之间，其信号输入端与所述主控模块(1)的控制信号输出端连接，其信号输出端与所述第二电源控制模块(8)的信号输入端连接； 所述信号处理模块(10 )的供电端口连接所述电源模块(9 )。
4.如权利要求3所述的兼容RS232和RS485的系统，其特征在于，所述的信号处理模块(10)为一非门芯片。
5.如权利要求1或3所述的兼容RS232和RS485的系统，其特征在于，所述的第一电源控制模块(7 )包含三极管(Q1)及场效应晶体管(Q2 ); 所述三极管(Q1)的基极通过一第一电阻(R1)连接至所述主控模块(1)的控制信号输出端； 所述三极管(Q1)的发射极接地； 所述三极管(Q1)的集电极与所述场效应晶体管(Q2)的栅极端连接； 所述场效应晶体管(Q2)的漏极端连接至电源模块(9)； 所述场效应晶体管(Q2)的源极端通过一第二电阻(R2)连接至所述RS232转换模块(2)的供电端口； 并联的第一电容(C1)与第二电容(C2)，其并联的一端连接所述场效应晶体管(Q2)的漏极端，同时与电源模块(9)连接，其并联的另一端接地； 并联的第三电容(C3)与第四电容(C4)，其并联的一端连接所述场效应晶体管(Q2)的源极端，同时与第二电阻连接，其并联的另一端接地； 并联的第五电容(C5)与第六电容(C6)，其并联的一端连接所述RS232转换模块(2)的供电端口，同时与第二电阻(R2)连接，其并联的另一端接地。
6.如权利要求5所述的兼容RS232和RS485的系统，其特征在于，所述的第一电源控制模块(7)进一步包含一第三电阻(R3)； 所述的第三电阻(R3)的一端连接场效应晶体管(Q2)的漏极端，其另一端连接场效应晶体管(Q2)的栅极端。
7.如权利要求5所述的兼容RS232和RS485的系统，其特征在于，所述的第一电源控制模块(7 )进一步包含一第四电阻(R4 ); 所述的第四电阻(R4)的一端连接三极管(Q1)的基极，同时连接第一电阻(R1)的一端，其另一端接地。
8.如权利要求5所述的兼容RS232和RS485的系统，其特征在于，所述的第二电源控制模块(8)的电路结构与所述第一电源控制模块(7)的电路结构相同。
9.如权利要求1所述的兼容RS232和RS485的系统，其特征在于，所述的RS232转换模块(2)包含MAX232芯片。
10.如权利要求1所述的兼容RS232和RS485的系统，其特征在于，所述的RS485转换模块(3 )包含MAX485芯片。
【文档编号】G05B19/418GK104298212SQ201410599941
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】何鑫 申请人:上海斐讯数据通信技术有限公司