一种串口选择处理扩展系统的制作方法

本实用新型涉及信号处理及传输技术领域，具体涉及一种串口选择处理扩展系统。

背景技术：

rs-422是一系列的规定采用4线，全双工，差分传输，多点通信的数据传输协议，rs-422四线接口由于采用单独的发送和接收通道，因此不必控制数据方向，各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式（xon/xoff握手）或硬件方式（一对单独的双绞线）；rs-422的最大传输距离为4000英尺（约1219米），最大传输速率为10mb/s，其平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能达到最大传输距离，只有在很短的距离下才能获得最高速率传输，一般100米长的双绞线上所能获得的最大传输速率仅为1mb/s。

目前处理rs422信号可采用硬件或者软件来实现，一般采用单片机系统加串口扩展芯片来实现，需要采取软件编程开发实现，单片机系统搭建及开发较为复杂；采用硬件实现rs422信号的扩展及处理，能够自适应各种rs422信号传输，避开软件开发过程。而当需要传输一路相同rs422信号时，在采用传统的电气接线并联法时，由于并联时会出现分流现象，分流会使得各路信号减弱，因此为了保证信号的传输强度，传统的电气接线并联法最多只能同时传输3路rs422信号，无法实现3路以上rs422信号的传输。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型要解决的技术问题是：如何提供一种能同时实现3路以上rs422信号传输的串口选择处理扩展系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种串口选择处理扩展系统，包括第一路rs422电平信号、max488第一芯片接收器和多个并联连接的max488芯片发送器，所述max488第一芯片接收器的输入端与第一路rs422电平信号连接，并将接收到的rs422电平信号转换为ttl电平信号，所述max488第一芯片接收器的输出端与并联连接的所述max488芯片发送器的输入端连接，多个所述max488芯片发送器用于将所述max488第一芯片接收器传递的ttl电平信号转换为多路rs422电平信号输出。

这样，将第一路rs422电平信号传输给max488第一芯片接收器，max488第一芯片接收器将接收到的rs422电平信号转换为ttl电平信号进行传输，同时将多个max488芯片发送器并联连接后再与max488第一芯片接收器的输出端进行连接，这样，max488第一芯片接收器输出的一路ttl电平信号形成多个并联连接的ttl信号，这些多个并联连接的ttl信号与多个并联连接的max488芯片发送器一一对应，max488芯片发送器接收到该ttl信号后将进一步使得该ttl信号转换为rs422电平信号后输出，多个并联连接的max488芯片发送器就可以有多个rs422电平信号输出，由此实现了将一路rs422电平信号转换为多路rs422电平信号输出的目的，当并联连接的max488芯片发送器的数量大于3时，即可实现3路以上rs422电平信号的输出。

优选的，还包括第二路rs422电平信号、max488第二芯片接收器和通道选择电路，所述max488第二芯片接收器的输入端与第二路rs422电平信号连接，并将接收到的rs422电平信号转换为ttl电平信号，所述max488第二芯片接收器的输出端与并联连接的所述max488芯片发送器的输入端连接，多个所述max488芯片发送器用于将所述max488第一芯片接收器传递的ttl电平信号转换为多路rs422电平信号输出；所述通道选择电路使得在同一时刻所述max488第一芯片接收器或所述max488第二芯片接收器将信号传递给所述max488芯片发送器。

这样，通过设置第二路rs422电平信号电路，第二路rs422电平信号电路的工作原理与第一路rs422电平信号电路的工作原理一样，在工作时，通过通道选择电路可以在两路复用的信号中选择，实现在一路信号出故障时选择另一路信号，从而实现信号的备份功能。

优选的，所述通道选择电路包括第一通道选择电路和第二通道选择电路；

所述第一通道选择电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电流继电器k1、电流断电延时继电器k4和max488第一芯片发送器，所述电阻r1的一端与所述第一路rs422电平信号的输出端连接，所述电阻r1的另一端通过电阻r3接地，所述max88第一芯片发送器的输入端用于与所述max488第一芯片接收器的输出端连接，并将接收到的ttl电平信号转换为rs422电平信号，所述max488第一芯片发送器的输出端与电流断电延时继电器k4的一端连接，所述电流断电延时继电器k4的另一端与所述电阻r2的一端连接，所述电阻r2的另一端接地，所述电流继电器k1的一端与所述电阻r2接地的一端连接，所述电流继电器的另一端连接在所述电阻r1和所述电阻r3之间，所述电阻r1的阻值和所述电阻r3的阻值之和等于所述电阻r2的阻值，所述电流断电延时继电器k4的第一常开触点与所述电流继电器k1串联，所述max488第一芯片接收器的输出端经过所述电流继电器k1的常闭触点和所述电流断电延时继电器k4的第二常开触点形成的串联电路后，再分别与所述max488第一芯片发送器的输入端和所述max488芯片发送器的输入端连接；

所述第二通道选择电路包括电阻r4、电阻r5、电阻r6、电流断电延时继电器k2、电流继电器k3和max488第二芯片发送器，所述电阻r4的一端与所述第二路rs422电平信号的输出端连接，所述电阻r4的另一端通过电阻r6接地，所述max88第二芯片发送器的输入端用于与所述max488第二芯片接收器的输出端连接，并将接收到的ttl电平信号转换为rs422电平信号，所述max488第二芯片发送器的输出端与电流断电延时继电器k2的一端连接，所述电流断电延时继电器k2的另一端与所述电阻r5的一端连接，所述电阻r5的另一端接地，所述电流继电器k3的一端与所述电阻r5接地的一端连接，所述电流继电器的另一端连接在所述电阻r4和所述电阻r6之间，所述电阻r4的阻值和所述电阻r6的阻值之和等于所述电阻r5的阻值，所述电流断电延时继电器k2的第一常开触点与所述电流继电器k3串联，所述max488第二芯片接收器的输出端经所述电流继电器k3的常闭触点和所述电流断电延时继电器k2的第二常开触点形成的串联电路后，再分别与所述max488第二芯片发送器的输入端和所述max488芯片发送器的输入端连接；

所述电流继电器k3的常开触点并联连接在所述电流继电器k1的常闭触点和所述电流断电延时继电器k4的第二常开触点组成的串联电路两端；

所述电流继电器k1的常开触点并联连接在所述电流继电器k3的常闭触点和所述电流断电延时继电器k2的第二常开触点组成的串联电路两端。

这样，当max第一芯片接收器出现故障，max第二芯片接收器正常工作时，max488第一芯片发送器的输出端输出的电平信号与第一路rs422电平信号将出现差异，使得电阻r1和电阻r2所在回路的电流不相等，此时电流继电器k1将有电流通过，电流断电延时继电器k4断电，电流继电器k1的常闭触点断开，电流继电器k1的常开触点闭合，max488第二芯片发送器的输出端将输出与第二路rs422电平信号相同的电平信号，电阻r4和电阻r5所在回路的电流相等，此时电流继电器k3上无电流，电流继电器k3的常闭触点闭合，电流断电延时继电器k2上有电流，电流断电延时继电器k2的两个常开触点闭合，经过电流断电延时继电器k4的延时时间后，电流断电延时继电器k4的两个常开触点断开，电流继电器k1断电，电流继电器k1的常开触点断开，max488第二芯片接收器的输出端经电流断电延时继电器k2的第二常开触点和电流继电器k3的常闭触点后与max488芯片发送器的输入端连接，max488第二芯片接收器输出的ttl电平信号经max488芯片发送器后转换为rs422电平信号输出。

当max第二芯片接收器出现故障，max第一芯片接收器正常工作时，max488第二芯片发送器的输出端输出的电平信号与第二路rs422电平信号将出现差异，使得电阻r4和电阻r5所在回路的电流不相等，此时电流继电器k3将有电流通过，电流断电延时继电器k2断电，电流继电器k3的常闭触点断开，电流继电器k3的常开触点闭合，max488第一芯片发送器的输出端将输出与第一路rs422电平信号相同的电平信号，电阻r1和电阻r2所在回路的电流相等，此时电流继电器k1上无电流，电流继电器k1的常闭触点闭合，电流断电延时继电器k4上有电流，电流断电延时继电器k4的两个常开触点闭合，经过电流断电延时继电器k2的延时时间后，电流断电延时继电器k2的两个常开触点断开，电流继电器k3断电，电流继电器k3的常开触点断开，max488第一芯片接收器的输出端经电流断电延时继电器k4的第二常开触点和电流继电器k1的常闭触点后与max488芯片发送器的输入端连接，max488第一芯片接收器输出的ttl电平信号经max488芯片发送器后转换为rs422电平信号输出。

由此，当其中一个max488芯片发送器出现故障时，另一路的max488芯片发送器所在电路能自动导通，从而实现rs422电平信号的传递，保证了信号传递的可靠性。

优选的，所述max488芯片发送器共12个，12个所述max488芯片发送器并联连接，用于将所述max488第一芯片接收器或所述max488第二芯片接收器的一路rs422电平信号扩展为12路rs422电平信号。

这样，通过并联设置12个max488芯片发送器，可以实现将一路rs422电平信号扩展为12路rs422电平信号的目的。

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式的电路示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

如附图1所示，一种串口选择处理扩展系统，包括第一路rs422电平信号、max488第一芯片接收器和多个并联连接的max488芯片发送器，max488第一芯片接收器的输入端与第一路rs422电平信号连接，并将接收到的rs422电平信号转换为ttl电平信号，max488第一芯片接收器的输出端与并联连接的max488芯片发送器的输入端连接，多个max488芯片发送器用于将max488第一芯片接收器传递的ttl电平信号转换为多路rs422电平信号输出。

这样，将第一路rs422电平信号传输给max488第一芯片接收器，max488第一芯片接收器将接收到的rs422电平信号转换为ttl电平信号进行传输，同时将多个max488芯片发送器并联连接后再与max488第一芯片接收器的输出端进行连接，这样，max488第一芯片接收器输出的一路ttl电平信号形成多个并联连接的ttl信号，这些多个并联连接的ttl信号与多个并联连接的max488芯片发送器一一对应，max488芯片发送器接收到该ttl信号后将进一步使得该ttl信号转换为rs422电平信号后输出，多个并联连接的max488芯片发送器就可以有多个rs422电平信号输出，由此实现了将一路rs422电平信号转换为多路rs422电平信号输出的目的，当并联连接的max488芯片发送器的数量大于3时，即可实现3路以上rs422电平信号的输出。本方案的系统同样适合于rs485信号的扩展处理。

在本实施例中，还包括第二路rs422电平信号、max488第二芯片接收器和通道选择电路，max488第二芯片接收器的输入端与第二路rs422电平信号连接，并将接收到的rs422电平信号转换为ttl电平信号，max488第二芯片接收器的输出端与并联连接的max488芯片发送器的输入端连接，多个max488芯片发送器用于将max488第一芯片接收器传递的ttl电平信号转换为多路rs422电平信号输出；通道选择电路使得在同一时刻max488第一芯片接收器或max488第二芯片接收器将信号传递给max488芯片发送器。

这样，通过设置第二路rs422电平信号电路，第二路rs422电平信号电路的工作原理与第一路rs422电平信号电路的工作原理一样，在工作时，通过通道选择电路可以在两路复用的信号中选择，实现在一路信号出故障时选择另一路信号，从而实现信号的备份功能。

在本实施例中，通道选择电路包括第一通道选择电路和第二通道选择电路；

第一通道选择电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电流继电器k1、电流断电延时继电器k4和max488第一芯片发送器，电阻r1的一端与第一路rs422电平信号的输出端连接，电阻r1的另一端通过电阻r3接地，max88第一芯片发送器的输入端用于与max488第一芯片接收器的输出端连接，并将接收到的ttl电平信号转换为rs422电平信号，max488第一芯片发送器的输出端与电流断电延时继电器k4的一端连接，电流断电延时继电器k4的另一端与电阻r2的一端连接，电阻r2的另一端接地，电流继电器k1的一端与电阻r2接地的一端连接，电流继电器的另一端连接在电阻r1和电阻r3之间，电阻r1的阻值和电阻r3的阻值之和等于电阻r2的阻值，电流断电延时继电器k4的第一常开触点与电流继电器k1串联，max488第一芯片接收器的输出端经电流继电器k1的常闭触点和电流断电延时继电器k4的第二常开触点形成的串联电路后，再分别与max488第一芯片发送器的输入端和max488芯片发送器的输入端连接；

第二通道选择电路包括电阻r4、电阻r5、电阻r6、电流断电延时继电器k2、电流继电器k3和max488第二芯片发送器，电阻r4的一端与第二路rs422电平信号的输出端连接，电阻r4的另一端通过电阻r6接地，max88第二芯片发送器的输入端用于与max488第二芯片接收器的输出端连接，并将接收到的ttl电平信号转换为rs422电平信号，max488第二芯片发送器的输出端与电流断电延时继电器k2的一端连接，电流断电延时继电器k2的另一端与电阻r5的一端连接，电阻r5的另一端接地，电流继电器k3的一端与电阻r5接地的一端连接，电流继电器的另一端连接在电阻r4和电阻r6之间，电阻r4的阻值和电阻r6的阻值之和等于电阻r5的阻值，电流断电延时继电器k2的第一常开触点与电流继电器k3串联，max488第二芯片接收器的输出端经电流继电器k3的常闭触点和电流断电延时继电器k2的第二常开触点形成的串联电路后，再分别与max488第二芯片发送器的输入端和max488芯片发送器的输入端连接；

电流继电器k3的常开触点并联连接在电流继电器k1的常闭触点和电流断电延时继电器k4的第二常开触点组成的串联电路两端；

电流继电器k1的常开触点并联连接在电流继电器k3的常闭触点和电流断电延时继电器k2的第二常开触点组成的串联电路两端。

当max488第一芯片接收器出现故障，max488第二芯片接收器正常工作时，max488第一芯片发送器的输出端输出的电平信号与第一路rs422电平信号将出现差异，使得电阻r1和电阻r2所在回路的电流不相等，此时电流继电器k1将有电流通过，电流断电延时继电器k4断电，电流继电器k1的常闭触点断开，电流继电器k1的常开触点闭合，max488第二芯片发送器的输出端将输出与第二路rs422电平信号相同的电平信号，电阻r4和电阻r5所在回路的电流相等，此时电流继电器k3上无电流，电流继电器k3的常闭触点闭合，电流断电延时继电器k2上有电流，电流断电延时继电器k2的两个常开触点闭合，经过电流断电延时继电器k4的延时时间后，电流断电延时继电器k4的两个常开触点断开，电流继电器k1断电，电流继电器k1的常开触点断开，max488第二芯片接收器的输出端经电流断电延时继电器k2的第二常开触点和电流继电器k3的常闭触点后与max488芯片发送器的输入端连接，max488第二芯片接收器输出的ttl电平信号经max488芯片发送器后转换为rs422电平信号输出。

当max488第二芯片接收器出现故障，max488第一芯片接收器正常工作时，max488第二芯片发送器的输出端输出的电平信号与第二路rs422电平信号将出现差异，使得电阻r4和电阻r5所在回路的电流不相等，此时电流继电器k3将有电流通过，电流断电延时继电器k2断电，电流继电器k3的常闭触点断开，电流继电器k3的常开触点闭合，max488第一芯片发送器的输出端将输出与第一路rs422电平信号相同的电平信号，电阻r1和电阻r2所在回路的电流相等，此时电流继电器k1上无电流，电流继电器k1的常闭触点闭合，电流断电延时继电器k4上有电流，电流断电延时继电器k4的两个常开触点闭合，经过电流断电延时继电器k2的延时时间后，电流断电延时继电器k2的两个常开触点断开，电流继电器k3断电，电流继电器k3的常开触点断开，max488第一芯片接收器的输出端经电流断电延时继电器k4的第二常开触点和电流继电器k1的常闭触点后与max488芯片发送器的输入端连接，max488第一芯片接收器输出的ttl电平信号经max488芯片发送器后转换为rs422电平信号输出。

在本实施例中，max488芯片发送器共12个，12个max488芯片发送器并联连接，用于将max488第一芯片接收器或max488第二芯片接收器的一路rs422电平信号扩展为12路rs422电平信号。

这样，通过并联设置12个max488芯片发送器，可以实现将一路rs422电平信号扩展为12路rs422电平信号的目的。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。