CN103034604A - Usb和多种串口的转换设备及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种USB和多种串口的转换设备及其实现方法。转换设备包括USB收发器、逻辑模块、收发自动切换模块、RS232收发器、两个RS485收发器以及相应的接口器件,其中两个RS485收发器可以实现RS422收发器的功能;通过使用逻辑模块和收发自动切换模块,使本转换设备在不需要额外操作的情况下,同时具备USB转RS232、USB转RS485、USB转RS422的功能。
Description
技术领域
本发明属于串行通讯领域,涉及计算机常用的USB通讯以及电气类产品常用的RS232、RS485、RS422通讯。
背景技术
串行通讯是指数据信息按顺序逐位传送的通讯方式。按信息的传送方向,可分为单工、半双工和全双工三种;而又可以根据是否需要同步时钟,分为异步串行通讯和同步串行通讯。
USB是Universal Serial BUS(通用串行总线)的缩写,是一个外部总线标准,用于规范计算机与外部设备的连接和通讯。USB接口使用半双工的差分信号进行通讯,支持设备的即插即用和热插拔功能,经历了多个版本的升级,是目前计算机上最常用的通讯接口之一。
RS232、RS485、RS422是电气类产品中常用的异步串行通讯接口,其中RS232和RS422可以实现全双工的通讯模式,RS485和RS422的电气性能完全一样,主要区别是RS422有两对差分信号线,同时实现接收和发送数据,而RS485只有一对差分信号线,分时复用实现接收和发送数据。实现RS232通讯的最少连接包括RXD(接收数据)、TXD(发送数据)、SGND(信号地)。
目前市场上存在类似产品,但不同时具备USB转RS232、USB转RS485、USB转RS422的功能,或者需要通过手工选择的方式实现功能的切换,这给使用者带来不小的麻烦。
发明内容
本发明通过增加逻辑模块(图1-2)和收发自动切换模块(图1-3)的方法,实现转换设备在不需要额外操作的情况下,同时具备USB转RS232、USB转RS485、USB转RS422的功能。
逻辑模块(图1-2)至少能实现对RS232收发器(图1-4)的接收脚(RxOUT)、两个RS485收发器(图1-5和图1-6)的接收脚(RO)的逻辑与功能。
收发自动切换模块(图1-3)和RS485收发器(图1-5)实现RS485串行通讯收发自动切换功能,参考实现电路如图3和图4所示。
附图说明
图1:本发明的原理框图。
图2:一种具备逻辑模块(图1-2)功能的电路图。
图3:一种具有收发自动切换的RS485串行通讯电路图。
图4:又一种具有收发自动切换的RS485串行通讯电路图。
图5:一种USB收发器的电路图。
图6:一种RS232收发器的电路图。
图7:一种RS422收发器的电路图。
具体实施方式
本发明首先将收发自动切换模块(图1-3)和RS485收发器(图1-5)组合成具有收发自动切换功能的RS485收发电路,图3和图4是参考电路,其中RS485_RXD是接收脚,RS485_TXD是发送脚。收发自动切换的RS485收发电路也可以用其他的方法实现。
USB收发器可以使用CP2102,如图5所示,其中RXD是接收脚,TXD是发送脚,也可以使用PL2303、FT2232、CP2104等USB收发器;RS232收发器可以使用SP3232,如图6所示,其中RS232_RXD是接收脚,RS232_TXD是发送脚,也可以使用MAX232等RS232收发器;为了和RS485收发器复用,RS422收发器使用两个RS485收发器,一个负责发射数据,另一个负责接收数据,如图7所示,其中RS422_RXD是接收脚,RS422_TXD是发送脚,RS422_TXD和RS485_TXD为同一个引脚。
本转换设备在通电后,不进行数据传输时,USB收发器(图1-1)的发送脚(TXD)、RS232收发器(图1-4)的接收脚(RS232_RXD)、两个RS485收发器(图1-5和图1-6)的接收脚(RS485_RXD和RS422_RXD)都处于逻辑电平1(高电平)的状态,RS232收发器和两个RS485收发器的接收脚通过逻辑模块(图1-2)进行逻辑与运算,运算结果和USB收发器(图1-1)的接收脚(RXD)相连,图2是实现逻辑与运算的一种电路,也可以通过其他形式的电路实现逻辑与运算。
在进行USB到RS232、RS485、RS422的数据传输时,USB收发器的发送脚按异步串行通信的方式发送,经驱动电路后,与RS232收发器的发送脚(RS232_TXD)和RS485收发器的发送脚(RS485_TXD)(也即RS422收发器的发送脚)相连,分别转换成RS232电平和RS485电平输出;在进行RS232、RS485、RS422到USB的数据传输时,RS232收发器的接收脚(RxOUT),RS485收发器的接收脚(RS485_RXD),RS422收发器的接收脚(RS422_RXD)分时单个有效,经逻辑模块后,与USB收发器的接收脚(RXD)相连。
Claims (8)
1.一种USB和多种串口的转换设备,其特征在于:在不需要额外操作的情况下,同时具备USB转RS232、USB转RS485、USB转RS422的功能。
2.根据权利要求1所述的转换设备,其特征在于:通过增加逻辑模块(2)和收发自动切换模块(3)的方法来实现。
3.根据权利要求1所述的转换设备,应包括USB收发器(1)、逻辑模块(2)、收发自动切换模块(3)、RS232收发器(4)、两个RS485收发器(5和6)以及相应的接口器件。
4.根据权利要求3所述的两个RS485收发器(5和6),其特征在于:一个RS485收发器(5)实现收发功能,另一个RS485收发器(6)只实现接收功能;RS485收发器(5)的发送功能与RS485收发器(6)的接收功能组合成全双工的RS422串行通讯。
5.根据权利要求3所述的收发自动切换模块(3)和RS485收发器(5),其特征在于:RS485串行通讯可以实现收发自动切换功能。
6.根据权利要求3所述的RS232收发器(4),应至少能实现RS232串行通讯的数据收发。
7.根据权利要求3所述的转换设备,其特征在于:在通电后,不进行数据传输时,USB收发器(1)的发送脚(TXD)、RS232收发器(4)的接收脚(RxOUT)、两个RS485收发器(5和6)的接收脚(RO)都处于逻辑电平1(高电平)的状态。
8.根据权利要求3所述的逻辑模块(2),应至少能实现对RS232收发器(4)的接收脚(RxOUT)、两个RS485收发器(5和6)的接收脚(RO)的逻辑与功能。
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