CN105302759A - 485通信芯片收发数据自动切换电路装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种485通信芯片收发数据自动切换电路装置。该装置包括：485通信芯片的数据发送管脚通过第一电阻与中央处理器的数据接收端连接；485通信芯片的其他管脚通过充电电路与中央处理器的数据发送端连接；充电电路包括：三极管、电解电容、电源、第二电阻及第三电阻，其中，第三电阻用于为三极管限流，一端与三极管的B极连接，另一端与中央处理器的数据发送端连接，三极管的E级连接电源，三极管的C极连接电解电容的正极，电解电容的负极接地，第二电阻与电解电容并联，与电解电容的正负两极相连接，数据接收使能管脚与数据发送使能管脚连接，并与三极管的C极连接，数据接收管脚与三极管的B极连接。

Description

485通信芯片收发数据自动切换电路装置及方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种485通信芯片收发数据自动切换电路装置及方法。

背景技术

随着电子产品功能要求越来越多，电子产品中微控制单元(MicroControlUnit，简称为MCU)承担的工作越来越多，需要的I/O口也越来越多。普通MCU的I/O口一般是10个到35个左右，控制的负载以及信号检测都比较多，I/O口一般都不够用。因此需要对一些控制外设的I/O进行复用设计，以减少I/O口的占用。485通信芯片所需的控制一般需要3个I/O口来控制，即数据发送、数据接收、以及发送和接收切换。

具体地，图1是现有技术中3个I/O的485通信数据发送和接收的电路示意图，如图1所示，485的DI、DO、RE、DE分别用不同的I/O控制，即UART_TXD进行数据发送，UART_RXD进行数据接收，UART_EN进行通信数据收发转换。需要3个MUC的I/O口来操作485通信时的工作时序。

目前大多数设计都是采用3个MCU的I/O口来控制，对数据发送、数据接收、以及发送和接收的控制用不同的I/O口分别来控制。硬件上多占用一个I/O，并且需要单独的软件对收发数据进行处理，以免冲突。

发明内容

鉴于现有技术中485通信芯片需要3个MCU的I/O口来控制并且需要单独的软件来处理的问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的485通信芯片收发数据自动切换电路装置及方法。

本发明提供一种485通信芯片收发数据自动切换电路装置，包括：

485通信芯片的数据发送管脚通过第一电阻与中央处理器的数据接收端连接；485通信芯片的数据接收使能管脚、数据发送使能管脚、以及数据接收使能管脚通过充电电路与中央处理器的数据发送端连接；

充电电路包括：三极管、电解电容、电源、第二电阻及第三电阻，其中，第三电阻用于为三极管限流，一端与三极管的B极连接，另一端与中央处理器的数据发送端连接，三极管的E级连接电源，三极管的C极连接电解电容的正极，电解电容的负极接地，第二电阻与电解电容并联，与电解电容的正负两极相连接，数据接收使能管脚与数据发送使能管脚连接，并与三极管的C极连接，数据接收管脚与数据发送端连接。

本发明还提供了一种485通信芯片收发数据自动切换方法，用于上述485通信芯片收发数据自动切换电路装置，包括：在485通信芯片发送数据时，三极管向电解电容充电，使数据接收使能管脚和数据发送使能管脚处于高电平，使能数据发送管脚；在485通信芯片不发送数据时，电解电容通过第二电阻放电，使数据接收使能管脚和数据发送使能管脚处于低电平，使能数据接收管脚。

本发明有益效果如下：

通过在485通信芯片的数据发送管脚设置一个充放电的电路来实现485通信数据收发自动切换，解决了现有技术中485通信芯片需要3个MCU的I/O口来控制并且需要单独的软件来处理的问题，既减少了MCU的I/O的占用，不用在I/O口不够用时再增加扩展芯片，减小了成本，也同时不用单独的软件控制，减少了软件的工作量。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是现有技术中3个I/O的485通信数据发送和接收的电路示意图；

图2是本发明实施例的485通信芯片收发数据自动切换电路装置的结构示意图；

图3是本发明实施例的485通信芯片收发数据自动切换电路装置的优选结构示意图；

图4是本发明实施例的通信数据发送和接收自动切换波形的示意图；

图5是本发明实施例的485通信芯片内部逻辑示意图；

图6是本发明实施例的485通信芯片收发数据自动切换方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了解决现有技术中485通信芯片需要3个MCU的I/O口来控制并且需要单独的软件来处理的问题，本发明提供了一种485通信芯片收发数据自动切换电路装置及方法，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

装置实施例

根据本发明的实施例，提供了一种485通信芯片收发数据自动切换电路装置，图2是本发明实施例的485通信芯片收发数据自动切换电路装置的结构示意图，如图2所示，485通信芯片1的数据发送管脚10通过第一电阻2与中央处理器的数据接收端连接；485通信芯片1的数据接收使能管脚12、数据发送使能管脚14、以及数据接收管脚16通过充电电路3与中央处理器的数据发送端连接；

充电电路3包括：三极管30、电解电容32、电源34、第二电阻36、第三电阻38，其中，第三电阻38用于为三极管30限流，一端与三极管30的B极连接，另一端与中央处理器的数据发送端连接，三极管30的E级连接电源34，三极管30的C极连接电解电容32的正极，电解电容32的负极接地，第二电阻36与电解电容32并联，与电解电容32的正负两极相连接，数据接收使能管脚12与数据发送使能管脚14连接，并与三极管30的C极连接，数据接收管脚16与中央处理器的数据发送端连接。

优选地，为了保证充电电路更加安全，充电电路3进一步包括：

设置于所述数据接收管脚16与所述数据发送端之间的第四电阻，所述数据接收管脚16与所述数据发送端通过所述第四电阻连接，所述第四电阻用于将所述充电电路3与外部电路进行隔离。

设置于所述数据接收使能管脚12与所述三极管30的C极之间的第五电阻，所述数据接收使能管脚12与所述数据发送使能管脚14连接后，通过所述第五电阻与所述三极管30的C极连接，所述第五电阻用于将所述充电电路3与外部电路进行隔离

优选地，在本发明实施例中，第一电阻2的阻值为1K，第二电阻36的阻值为6.8K，第三电阻38的阻值为1K。第四电阻的阻值为100欧，第五电阻的阻值为1K。

以下结合附图，对本发明实施例的上述技术方案进行详细说明。

图3是本发明实施例的485通信芯片收发数据自动切换电路装置的优选结构示意图，如图3所示，将CPU数据发送端(UART_TXD)和CPU数据收发控制端(UART_EN)通过R1(上述第三电阻38)，R3(上述第二电阻36)，R4(上述第五电阻)，R2(上述第四电阻)，E1(上述电解电容32)，P1(上述三极管30)组成的电路，R5为上述第一电阻，最后只用UART_TXD即可以实现485通信的收发数据切换。在电路中，当485芯片处于发送数据状态时，此时通过三极管P1，电解电容E1充电，使得收发使能控制脚维持在高电平。当485芯片不发送数据的时候，电解电容E1的储电通过R3放掉，收发使能脚变为低电平，随时进行数据接收的准备。在图4所示的波形图中可以明确的看到，波形1为数据发送DI，波形2为数据接收使能RE、DE。当波形1有数据发送时，波形2维持在高电平。当没有数据发送的时候，波形2波形维持在低电平。在图5中，RE、DE脚(芯片的2、3脚)为高电平时，数据处于发送状态，通过A、B把数据发送出去。当RE、DE脚(芯片的2、3脚)为低电平时，数据处于接收状态，此时准备把对方发过来的数据进行接收。

综上所述，本发明实施例的技术方案将485电路中的数据发送脚和数据收发使能切换的管脚连接一起复用。通过三极管和电解电容设定恰当的参数，组成充电电路。通过电解电容和电阻设定恰当的参数，组成放电回路。数据发送时通过充电电路，485使能处于数据发送状态。485接收数据时，使能端处于数据接收状态。

本发明实施例的技术方案的数据收发不需要3个MCU的I/O口来控制，也不用通过单独的软件来处理。只需要通过和485通信芯片的数据发送管脚，加上一个充放电的电路就可以实现自动的485通信数据收发自动切换。这样既减少了MCU的I/O的占用，不用在I/O口不够用时再增加扩展芯片，减小了成本，也同时不用单独的软件控制，减少了软件的工作量。

方法实施例

根据本发明的实施例，提供了一种485通信芯片收发数据自动切换方法，用于上述装置，图6是本发明实施例的485通信芯片收发数据自动切换方法的流程图，如图6所示，根据本发明实施例的485通信芯片收发数据自动切换方法包括如下处理：

步骤601，在所述485通信芯片发送数据时，所述三极管向所述电解电容充电，使所述数据接收使能管脚和数据发送使能管脚处于高电平，使能所述数据发送管脚；

步骤602，在所述485通信芯片不发送数据时，所述电解电容通过所述第二电阻放电，使所述数据接收使能管脚和数据发送使能管脚处于低电平，使能所述数据接收管脚。

在图4所示的波形图中可以明确的看到，波形1为数据发送DI，波形2为数据接收使能RE、DE。当波形1有数据发送时，波形2维持在高电平。当没有数据发送的时候，波形2波形维持在低电平。在图5中，RE、DE脚(芯片的2、3脚)为高电平时，数据处于发送状态，通过A、B把数据发送出去。当RE、DE脚(芯片的2、3脚)为低电平时，数据处于接收状态，此时准备把对方发过来的数据进行接收。

综上所述，根据本发明实施例的技术方案的数据收发不需要3个MCU的I/O口来控制，也不用通过单独的软件来处理。只需要通过和485通信芯片的数据发送管脚，加上一个充放电的电路就可以实现自动的485通信数据收发自动切换。这样既减少了MCU的I/O的占用，不用在I/O口不够用时再增加扩展芯片，减小了成本，也同时不用单独的软件控制，减少了软件的工作量。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟***或者其它设备固有相关。各种通用***也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类***所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的客户端中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个客户端中。可以把实施例中的模块组合成一个模块，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者客户端的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的加载有排序网址的客户端中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (6)

1.一种485通信芯片收发数据自动切换电路装置，其特征在于，包括：

485通信芯片的数据发送管脚通过第一电阻与中央处理器的数据接收端连接；所述485通信芯片的数据接收使能管脚、数据发送使能管脚、以及数据接收管脚通过充电电路与中央处理器的数据发送端连接；

所述充电电路包括：三极管、电解电容、电源、第二电阻及第三电阻，其中，所述第三电阻用于为所述三极管限流，一端与所述三极管的B极连接，另一端与所述中央处理器的数据发送端连接，所述三极管的E级连接所述电源，所述三极管的C极连接所述电解电容的正极，所述电解电容的负极接地，所述第二电阻与所述电解电容并联，与所述电解电容的正负两极相连接，所述数据接收使能管脚与所述数据发送使能管脚连接，并与所述三极管的C极连接，所述数据接收管脚与所述数据发送端连接。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述充电电路进一步包括：设置于所述数据接收管脚与所述数据发送端之间的第四电阻，所述数据接收管脚与所述数据发送端通过所述第四电阻连接，所述第四电阻用于将所述充电电路与外部电路进行隔离。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述充电电路进一步包括：设置于所述数据接收使能管脚与所述三极管的C极之间的第五电阻，所述数据接收使能管脚与所述数据发送使能管脚连接后，通过所述第五电阻与所述三极管的C极连接，所述第五电阻用于将所述充电电路与外部电路进行隔离。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一电阻的阻值为1K，所述第二电阻的阻值为6.8K，所述第三电阻的阻值为1K。

5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第四电阻的阻值为100欧，所述第五电阻的阻值为1K。

6.一种485通信芯片收发数据自动切换方法，用于上述权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，包括：

在所述485通信芯片发送数据时，所述三极管向所述电解电容充电，使所述数据接收使能管脚和数据发送使能管脚处于高电平，使能所述数据发送管脚；

在所述485通信芯片不发送数据时，所述电解电容通过所述第二电阻放电，使所述数据接收使能管脚和数据发送使能管脚处于低电平，使能所述数据接收管脚。