CN113722259A - Rs-485与rs-232共用接口电路 - Google Patents

Rs-485与rs-232共用接口电路 Download PDF

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Abstract

本公开提供一种RS‑485与RS‑232共用接口电路，该电路包括：USB转换串口模块，用于将总线接口的第一差分线对和第二差分线对转换为标准串口；RS‑485/RS‑232选择模块，用于接入由标准串口引出的信号线，根据信号线的控制信号的电平状态控制RS‑485接口模式和RS‑232接口模式的转换；其中，RS‑485/RS‑232选择模块包括电气规范转换芯片，电气规范转换芯片包括485/232控制引脚，响应于控制信号处于高电平状态，则485/232控制引脚处于低电平状态，使得电路工作于RS‑232接口模式；响应于控制信号处于低电平状态，则485/232控制引脚处于高电平状态，使得电路工作于RS‑485接口模式。本公开解决了因电气规范不一致而无法使得RS‑485与RS‑232共用同一个物理接口的问题。

Description

RS-485与RS-232共用接口电路
技术领域
本公开涉及电路技术领域，尤其涉及一种RS-485与RS-232共用接口电路。
背景技术
相关技术中，利用基于RS-485与RS-232互相转换的芯片的转换器模块解决在运行设备中既有RS-485接口的设备也有RS-232接口的设备的问题，这种类型的转换器能够将RS-232串口的TXD和RXD信号转换为半双工RS-485的A和B信号，反之亦然。但是外挂转换模块的方式存在着连接不牢靠从而导致通信链路不稳定的问题。
发明内容
有鉴于此，本公开提出了一种RS-485与RS-232共用接口电路。
基于上述目的，本公开提供了一种RS-485与RS-232共用接口电路，包括：
USB转换串口模块，用于将总线接口的第一差分线对和第二差分线对转换为标准串口；
RS-485/RS-232选择模块，用于接入由所述标准串口引出的信号线，根据所述信号线的控制信号的电平状态控制RS-485接口模式和RS-232接口模式的转换；其中，所述RS-485/RS-232选择模块包括电气规范转换芯片，所述电气规范转换芯片包括485/232控制引脚，响应于所述控制信号处于高电平状态，则所述485/232控制引脚处于低电平状态，使得所述电路工作于RS-232接口模式；响应于所述控制信号处于低电平状态，则所述485/232控制引脚处于高电平状态，使得所述电路工作于RS-485接口模式。
从上面所述可以看出，本公开提供的一种RS-485与RS-232共用接口电路，包括：USB转换串口模块，用于将总线接口的第一差分线对和第二差分线对转换为标准串口；RS-485/RS-232选择模块，用于接入由所述标准串口引出的信号线，根据所述信号线的控制信号的电平状态控制RS-485接口模式和RS-232接口模式的转换；其中，所述RS-485/RS-232选择模块包括电气规范转换芯片，所述电气规范转换芯片包括485/232控制引脚，响应于所述控制信号处于高电平状态，则所述485/232控制引脚处于低电平状态，使得所述电路工作于RS-232接口模式；响应于所述控制信号处于低电平状态，则所述485/232控制引脚处于高电平状态，使得所述电路工作于RS-485接口模式。通过RS-485/RS-232选择模块接收的控制信号控制电气规范转换芯片的电平状态，解决了因电气规范不一致而无法使得RS-485与RS-232共用同一个物理接口的问题。使得在汇聚设备主控处理器通过读写操作的USB设备节点，完成数据的接收、发送以及配置电气规范转换芯片端口为RS-485电气规范接口和RS-232电气规范接口的功能。在解决了在项目施工现场使用同一款汇聚设备既可以接入RS-485电气规范接口设备又可以接入RS-232电气规范接口设备的问题的同时，可以根据现场的设备接口数量按需进行模块化接口的配置，增强了汇聚设备接入端口的灵活性、提高了汇聚设备接入设备的能力，拓展了汇聚设备的应用范围，不需要外挂转换模块也使得通信链路更加稳定可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开实施例所提供的一种RS-485与RS-232共用接口电路的示例性电路图。
图2为根据本公开实施例的LTC2873芯片工作模式切换的示意图。
图3为根据本公开实施例的USB转UART模块的电路示意图。
图4为根据本公开实施例的RS-485/RS-232选择模块的电路示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
如背景技术部分所述，相关技术中，利用基于RS-485与RS-232互相转换的芯片的转换器模块解决在运行设备中既有RS-485接口的设备也有RS-232接口的设备的问题，这种类型的转换器能够将RS-232串口的TXD和RXD信号转换为半双工RS-485的A和B信号，反之亦然。但是外挂转换模块的方式存在着连接不牢靠从而导致通信链路不稳定的问题。
在电力通信领域中，存量的在运行设备既有RS-485接口的也有RS-232接口的，这种情况给新增的汇聚设备增加了不同电气规范的物理接口需求，因各地应用场景不一致，导致汇聚设备产品难以做到接口统一将导致产品型号多样，并且在方案实施部署之后也会给后期的运维检修工作带来很大的麻烦，需要设计一种可以根据实际应用场景情况而现场配置的同一物理接口的电路，不仅解决存量和新增设备的两种电气规范的接入需求，而且给后期运维检修带来便利，同时还增强汇聚设备的接口一致性，便于产品升级与维护。
现有基于RS-485与RS-232互相转换的芯片的转换器模块解决方案，这种类型的转换器能够将RS-232串行口的TXD和RXD信号转换为半双工RS-485的A和B信号，反之亦然。另一种解决方案是在汇聚设备主控板设计上同时具备RS-485和RS-232的接口电路，分别使用各自对应的电气接口与设备进行连接通信。
申请人研究发现现有成熟的RS-485转RS-232的转换器模块解决方案，在实验室开发与调试过程中使用灵活方便，但是在某些工业应用场所中，为了满足应用场景的需求而外挂这种类型的转换模块将存在一定的安全隐患。如汇聚设备只有RS-485接口但现场存量设备只有RS-232接口时，因为该转换模块无法直接安装到汇聚设备壳体内部，如采用外挂转换模块的安装方式，虽然能够满足现场的接口转换需求，但是这种外挂转换模块的方式存在如连接不牢固不可靠而导致通信链路的不稳定和不可靠，这在电力通信领域无法接受和使用。
在汇聚设备主控板上设计RS-485和RS-232接口电路再使用两种不同的电气接口，这种解决方案有以下缺点：第一是增加电路板元器件数量和PCB面积，第二是使用不同电气物理接口增加接口数量和设备整体体积；第三是汇聚设备主控设备难以随时适配工业现场存量设备的接口需求，将导致汇聚设备因接口类型和接口数量差异而出现多个型号产品的现象，不利于对后期汇聚设备开展统一管理和升级维护的工作。
有鉴于此，本公开实施例提供了一种RS-485与RS-232共用接口电路，包括：USB转换串口模块，用于将总线接口的第一差分线对和第二差分线对转换为标准串口；RS-485/RS-232选择模块，用于接入由所述标准串口引出的信号线，根据所述信号线的控制信号的电平状态控制RS-485接口模式和RS-232接口模式的转换；其中，所述RS-485/RS-232选择模块包括电气规范转换芯片，所述电气规范转换芯片包括485/232控制引脚，响应于所述控制信号处于高电平状态，则所述485/232控制引脚处于低电平状态，使得所述电路工作于RS-232接口模式；响应于所述控制信号处于低电平状态，则所述485/232控制引脚处于高电平状态，使得所述电路工作于RS-485接口模式。
本公开实施例提供的一种RS-485与RS-232共用接口电路，包括：USB转换串口模块，用于将总线接口的第一差分线对和第二差分线对转换为标准串口；RS-485/RS-232选择模块，用于接入由所述标准串口引出的信号线，根据所述信号线的控制信号的电平状态控制RS-485接口模式和RS-232接口模式的转换；其中，所述RS-485/RS-232选择模块包括电气规范转换芯片，所述电气规范转换芯片包括485/232控制引脚，响应于所述控制信号处于高电平状态，则所述485/232控制引脚处于低电平状态，使得所述电路工作于RS-232接口模式；响应于所述控制信号处于低电平状态，则所述485/232控制引脚处于高电平状态，使得所述电路工作于RS-485接口模式。通过RS-485/RS-232选择模块接收的控制信号控制电气规范转换芯片的电平状态，解决了因电气规范不一致而无法使得RS-485与RS-232共用同一个物理接口的问题。使得在汇聚设备主控处理器通过读写操作的USB设备节点，完成数据的接收、发送以及配置电气规范转换芯片端口为RS-485电气规范接口和RS-232电气规范接口的功能。在解决了在项目施工现场使用同一款汇聚设备既可以接入RS-485电气规范接口设备又可以接入RS-232电气规范接口设备的问题的同时，可以根据现场的设备接口数量按需进行模块化接口的配置，增强了汇聚设备接入端口的灵活性、提高了汇聚设备接入设备的能力，拓展了汇聚设备的应用范围，不需要外挂转换模块也使得通信链路更加稳定可靠。
名词解释如下所述：
RS-485---串行通讯标准；
RS-232---串行通讯标准；
TXD---Transmit Data发送数据(信号)；
RXD---Receive Data接收数据(信号)；
PCB---Printed Circuit Board印制电路板；
DTR---Data Terminal Ready数字终端就绪(信号)；
SPDT---Single Pole Double Throw单刀双掷开关；
NOT---NOT gate非门；
DI---Digital Input数字量输入；
DO---Digital Output数字量输出；
PullUp---上拉(电阻)；
PullDown---下拉(电阻)；
ESD---Electro-Static discharge静电释放；
EEPROM---Electrically Erasable Programmable read only memory带电可擦可编程只读存储器；
Mini-PCIE---基于PCI-E总线的接口；
USB---Universal Serial Bus通用串行总线；
SN---Serial Number产品序列号；
TVS---Transient Voltage Suppressor瞬态二极管；
FUSE---保险丝；
GDT---Gas Discharge Tubes陶瓷气体放电管。
以下，通过具体的实施例进一步详细说明本公开的技术方案。
参考图1，本公开实施例提供的一种RS-485与RS-232共用接口电路，包括：USB转换串口模块，用于将总线接口的第一差分线对和第二差分线对转换为标准串口。其中，USB转换串口模块包括TVS保护器件(Transient Voltage Suppressor，也可称为瞬态二极管)，以及分别与TVS保护器件和Mini-PCIE接口(也可称为基于PCI-E总线的接口)连接的USB_UART芯片。整个电路为板卡式模块，基于USB2.0规范协议，使用的Mini-PCIE接口支持热插拔操作。
在一些可选的实施方式中，图1中的Mini-PCIE接口的第一差分线对USB_P和第二差分线对USB_N连接到板卡上的USB_UART芯片，实现了USB转为4路标准UART串口的功能，差分线对上的TVS保护器件用于保护板卡接口电路并提高板卡热插拔操作的安全性。
在一些可选的实施方式中，本板卡与汇聚设备主控器之间使用USB通信，在主控器的设备目录/dev下识别此板卡为：/dev/ttyUSB0、/dev/ttyUSB1、/dev/ttyUSB2和/dev/ttyUSB4。通过Linux操作***的统一文件读接口函数write()写入配置就实现以软件形式配置板卡工作于RS485还是RS232模式以及写入要发送的数据就实现对外发送数据；通过读接口函数read()来完成数据的读取。
需要说明的是，该电路还包括RS-485/RS-232选择模块，用于接入由所述标准串口引出的信号线，根据所述信号线的控制信号的电平状态控制RS-485接口模式和RS-232接口模式的转换；其中，所述RS-485/RS-232选择模块包括电气规范转换芯片，所述电气规范转换芯片包括485/232控制引脚，响应于所述控制信号处于高电平状态，则所述485/232控制引脚处于低电平状态，使得所述电路工作于RS-232接口模式；响应于所述控制信号处于低电平状态，则所述485/232控制引脚处于高电平状态，使得所述电路工作于RS-485接口模式。
在一些可选的实施方式中，电气规范转换芯片可以为LTC2873芯片。
具体地，从标准串口引出的TXD、RXD和DTR信号线首先经过隔离芯片然后其中的DTR信号线通过NOT非门后连接到LTC2873芯片的485/232输入控制选择引脚。当DTR控制信号为高电平时，LTC2873的485/232控制引脚为低电平，此时电路工作于RS-232模式；当DTR控制信号为低电平时，LTC2873的485/232控制引脚为高电平，此时电路工作于RS-485模式。
参考图2，LTC2873芯片作为电气规范转换芯片的工作模式，包括：LTC2873数据输出RO(一共4路)引脚经过隔离芯片后直接连接到USB-UART芯片的串口RXD(1,2,3,4)引脚。为了保证LTC2873芯片空闲时处接收数据的状态，需要利用USB-UART芯片的TXD(1,2,3,4)引脚经过逻辑控制后连接到LTC2873的#RE485和DE485/F232引脚。TXD引脚首先经过隔离芯片，将信号一分为二：一路经过图1中左上部的SPDT单刀双掷的模拟开关(即第一开关)，连接B2输入引脚，SPDT输出引脚A连接至NOT非门的A输入，NOT的输出Y连接到LTC2873的#RE485和DE485/F232两个输入引脚；另一路经过图1中左下部的SPDT单刀双掷的模拟开关(即第二开关)，连接B1输入引脚，SPDT输出引脚A连接至LTC2873的DI输入引脚。LTC2873对外通信端口A/DO和B/RI也连接到图1中右半部分的上下两个SPDT单刀双掷的模拟开关(即第三开关和第四开关)的A引脚。四个SPDT单刀双掷的模拟开关分别接有上拉电阻PullUp或者下拉电阻PullDown，它们的S输入控制端均连接到DTR经过NOT非门的输出端Y信号线。
在一些可选的实施方式中，图1中左上部的SPDT为第一开关，左下部的SPDT为第二开关，右上部的SPDT为第三开关，右下部的SPDT为第四开关，下部的NOT非门为第一非门，上部的NOT非门为第二非门。其中，在本申请的电路中NOT非门可以起到反相器的作用，也可以用反相器代替。
具体地，当控制信号DTR逻辑为0时，第一非门将由输出端Y输出逻辑为1的信号，此时，第一开关接通输入端B2，TXD信号接入输入端B2，经由输出端A输出至第二非门，由第二非门的输出端Y输出至LTC2873芯片。第二开关接通输入端S，并且输入端S的逻辑为1，接通输入端B2，由输入端B2接入第一下拉电阻，经由输入端B2和输出端A的信号的逻辑为0。第三开关接通输入端S，并且输入端S的逻辑为1，接通输入端B2，由输入端B2接入第一上拉电阻，经由输入端B2和输出端A的信号的逻辑为1。第四开关接通输入端S，并且输入端S的逻辑为1，接通输入端B2，由输入端B2接入第二下拉电阻，经由输入端B2和输出端A的信号的逻辑为0。
在一些可选的实施方式中，电气规范转换芯片包括#RE485引脚、DE485/F232引脚、DI引脚、RO引脚、A/DO(1-4路)引脚和B/RI(1-4路)引脚，其中#RE485引脚、DE485/F232引脚、DI引脚和RO引脚为输入引脚，A/DO(1-4路)引脚和B/RI(1-4路)引脚为输出引脚。在电气规范转换芯片的#RE485引脚和DE485/F232引脚接入的TXD为低电平时，发送使能，而当接入的TXD为高电平时，接收使能。DI引脚连接第二开关的输出端A，所以DI引脚的逻辑为0。A/DO引脚此时由于第三开关输出的信号以及第一上拉电阻的作用处于高电平，而B/RI引脚此时由于第四开关的输出信号以及第二下拉电阻的作用处于低电平。
需要说明的是，当处于RS-485接口模式时，LTC2873芯片的输入输出逻辑包括：
当TXD为低电平0时，LTC2873芯片发送使能，驱动RS-485总线上的输出为DI＝0，即RS-485总线上的输出逻辑为0。
当TXD为高电平1时，LTC2873芯片接收使能，不驱动RS-485总线，此时RS-485总线上的逻辑电平由A/DO-B/RI决定，A/DO＞B/RI时逻辑为1，A/DO＜B/RI时逻辑为0，RS-485总线上的输出逻辑为1。
USB_UART在空闲状态输出TXD为高电平，故LTC2873工作于RS-485接口模式时，整体电路处于接收状态。
在一些可选的实施方式中，当控制信号DTR为1时，第一非门的输入端A接入DTR信号，并在输出端Y将该信号的逻辑反向为0，第一开关接通输入端S，并接入逻辑为0的信号经由第一非门的输出端Y输出，但由于输入端B1接入第二上拉电阻，将输出端A的输出信号的逻辑拉高为1。第二开关接通输入端S，且逻辑为0，接通输入端B1以接入TXD信号，经由输出端A输出。第三开关接通输入端S，且逻辑为0，接通输入端B1，而由于接入为NC，所以相当于未连接。第四开关与第三开关情况类似，接通输入端S的逻辑为0，输出端A相当于未连接。LTC2873芯片的#RE485引脚和DE485/F232引脚此时接收使能，DI引脚通过第二开关的输出端A接入TXD信号，A/DO引脚输出的为经由DI引脚接入的TXD信号，而B/RI引脚输出与TXD信号相对应的RXD信号。
需要说明的是，当处于RS-232接口模式时，LTC2873芯片的输入输出逻辑包括：将根据TXD驱动A/DO输出，接收B/RI为输入接口，实现普通串口的收发数据功能。
在一些可选的实施方式中，图1所示的电路图中，最右端为RS-485和RS-232的对外接口电路和耐高压陶瓷气体放电管GDT、FUSE保险丝以及TVS保护管三重保护的保护电路，FUSE保险丝完成在TVS起动电压(比如50V)以上且在GDT启动电压(比如300V)以下时分担浪涌电压的功能，这样对外接口的浪涌保护设计就得到了保证。
参考图3，USB转换串口模块，通过Mini-PCIE接口发送和接收USB信号，USB信号属于敏感信号，经过ESD抑制器SRV05-4，通过内部的ESD静电二极管可以泄放掉线路上的部分ESD干扰；其后的两个TVS吸收线路的浪涌功率，进一步提高电路的抗干扰能力；USB转串口芯片为FT4232，可以输出四路UART串口信号，在本设计中每一路串口只用到三根信号线：两根数据线TXD和RXD，以及作为后续电路的控制信号的DTR；93LC46B为EEPROM存储器，用于存储FT4232的如SN号等配置信息，实现同一个汇聚设备主控同时识别多块本设计的板卡，进一步提高汇聚设备的模块化程度以及提升接入设备数量的能力；SG-310SCF为12MHz的晶振，为模块提供稳定的工作时钟。
参考图4，RS-485/RS-232选择模块，由图3中USB转换串口模块输出的四路串口信号分别经过了四路同样的模式选择电路后输出为RS-485或RS-232信号。其中的隔离芯片可以选用型号为ADUM5401CRWZ的芯片。隔离芯片可以将TXD、RXD以及DTR信号进行隔离，同时产生隔离后的+5VDC电压VDD_485以及地信号VSS_485。四路串口信号分别使用四路不同的电源和地信号，提高抗扰性。参考表1，不同接口模式下各个开关接入的信号不同，隔离器之后的电路即为功能切换电路的具体实现：SPDT为单刀双掷开关，S端等于逻辑“1”时，A端和B2端接通；S端等于逻辑“0”时，A端和B1端接通。NOT非门可以利用反相器代替，A端为逻辑“1”时，Y端为逻辑“0”；A端为逻辑“0”时，Y端为逻辑“1”。LTC2873为485/232选择芯片，将串口信号转化为RS-485或RS-232信号。RS-232的逻辑0电压范围为+5V～+15V，逻辑1电压范围为-5V～-15V；而RS-485的逻辑0以A和B两线间电压差电压为-2V～-6V，逻辑1以两线间电压差为+2V～+6V。为了保证对外接口电气安全，需要将DTR信号默认设置为逻辑“1”，本电路中将DTR经过NOT反向后作为后续电路的控制信号，这样本电路的默认状态就是RS-232模式。
表1控制信号与控制对象的关系
Figure BDA0003176257180000091
在一些可选的实施方式中，在RS-485接口模式下，对于DTR信号的信号逻辑控制过程包括：
DTR为逻辑“0”，经过NOT反向为逻辑“1”时，LTC2873的485/232引脚为逻辑“1”，芯片此时工作在RS-485模式；SPDT1受该信号控制，接通B2端与A端，即LTC2873的#RE485和DE485/F232两个引脚与TXD信号接通；SPDT2受该信号控制，接通B2端与A端即LTC2873的DI引脚接1k的下拉电阻，逻辑被拉低为“0”。SPDT3和SPDT4同样受该信号控制，接通B2端与A端，即LTC2873的485总线输出端分别接510R的上拉和下拉电阻，其中上拉电压为+3.3V。
对于TXD信号的信号逻辑控制过程包括：
TXD发送逻辑“1”时，经过NOT反向为逻辑“0”，LTC2873的#RE485有效，芯片处于RS-485模式下的接收器模式，此时输出AB端为高阻状态，总线上的上拉电阻将总线A拉高、下拉电阻将总线B拉低，输出端差分线压差A-B大于+2V，小于+6V，此时485总线上的逻辑为“1”，即RS-485发送“1”。
TXD发送逻辑“0”时，经过NOT反向为逻辑“1”，LTC2873的DE485/F232有效，芯片处于485模式下的驱动器模式，将驱动总线输出逻辑为DI端的逻辑“0”，由于芯片的驱动能力(-7V～+12V)大于总线的上下拉能力，所以此时能够正常驱动总线压差大于-6V，小于-2V，此时485总线上的逻辑为“0”，即RS-485发送逻辑“0”。
对于RXD信号的信号逻辑控制过程包括：
芯片默认为接收器状态，当总线AB的压差小于200mV时，RO引脚即RXD信号接收到逻辑“0”；当总线的压差大于200mV时，RO引脚即RX信号接收到逻辑“1”，该信号经过隔离器直接发送到FT4232后转化为USB信号，再传输至汇聚设备的主控制器。
在一些可选的实施方式中，在RS-232接口模式下，对于DTR信号的信号逻辑控制过程包括：
DTR信号为逻辑“1”，经过NOT反向为逻辑“0”，LTC2873的485/232引脚为逻辑“0”，芯片为RS-232模式；SPDT1受该信号控制，接通B1端与A端，即LTC2873的#RE485和DE485/F232两个引脚通过1k上拉电阻拉高为逻辑“1”，RS-232模式选择为高速模式；SPDT2同时受该信号控制，接通B1端与A端即LTC2873的DI引脚接TXD信号，该信号直接在LTC2873的DO端以RS-232电平发送出去；SPDT3和SPDT4同样受该信号控制，接通B1端与A端，即LTC2873的输出端断开与上拉电阻的连接，对232信号的传输没有作用。LTC2873的DO端接收到RS-232电平后，在RO端产生的串口信号经过隔离器后发送至FT4232转化为USB信号，再传输至汇聚设备的主控制器。
在一些可选的实施方式中，所述电气规范转换芯片，还包括：#RE485引脚、DE485/F232引脚和DI引脚；所述RS-485/RS-232选择模块，还包括：与所述#RE485引脚和DE485/F232引脚连接的第一开关、与所述DI引脚连接的第二开关、第三开关、第四开关、第一485总线输出端和第二485总线输出端；其中，所述第三开关连接于所述第一485总线输出端，所述第四开关连接于所述第二485总线输出端。
在一些可选的实施方式中，所述RS-485/RS-232选择模块，还包括：接入所述第二开关的第一下拉电阻、接入所述第四开关的第二下拉电阻和接入所述第三开关的第一上拉电阻；所述信号线，包括：数字终端就绪信号线和发送数据信号线；所述数字终端就绪信号线输出的控制信号为逻辑0时，所述控制信号通过所述第一反相器反向为逻辑1，所述第一开关将所述发送数据信号线接入所述#RE485引脚和DE485/F232引脚；所述第二开关将第一下拉电阻接入所述DI引脚，将上述DI引脚的逻辑拉低为0；所述第三开关将所述第一上拉电阻接入所述第一485总线输出端；所述第四开关将所述第二下拉电阻接入所述第二485总线输出端。
在一些可选的实施方式中，所述发送数据信号线发送逻辑为1时，所述#RE485引脚有效，所述第一485总线输出端和第二485总线输出端为高阻状态，所述电气规范转换芯片工作于所述RS-485接口模式下的接收器模式；其中，所述电气规范转换芯片用于接收电路中的使能，不驱动所述第一485总线输出端和第二485总线输出端。
在一些可选的实施方式中，所述数据发送端信号线发送逻辑为0时，所述DE485/F232引脚有效，所述电气规范转换芯片工作于所述RS-485接口模式下的驱动器模式；其中，所述电气规范转换芯片用于发送使能，驱动第一485总线输出端和第二485总线输出端的逻辑为0。
在一些可选的实施方式中，所述RS-485/RS-232选择模块，还包括：接入所述第一开关的第二上拉电阻；所述数字终端就绪信号线输出的控制信号为逻辑1时，所述控制信号通过所述第一反相器反向为逻辑0，所述485/232控制引脚为逻辑0，所述第一开关在所述控制信号的控制下，将第二上拉电阻接入#RE485引脚和DE485/F232引脚；所述第二开关在所述控制信号的控制下，将所述发送数据信号线接入所述DI引脚；所述第三开关在所述控制信号的控制下断开所述第一485总线输出端接入的第一上拉电阻；所述第四开关在所述控制信号的控制下断开所述第二485总线输出端接入的第二下拉电阻。
在一些可选的实施方式中，所述电气规范转换芯片，还包括：连接第一485总线输出端的A/DO引脚和连接第二485总线输出端的B/RI引脚；处于所述RS-232接口模式下的所述电气规范转换芯片，用于根据所述发送数据信号线驱动所述A/DO引脚输出，并接收所述B/RI引脚为输入接口，将所述B/RI引脚作为普通串口以收发数据。
从上面所述可以看出，本公开提供的一种RS-485与RS-232共用接口电路，包括：USB转换串口模块，用于将总线接口的第一差分线对和第二差分线对转换为标准串口；RS-485/RS-232选择模块，用于接入由所述标准串口引出的信号线，根据所述信号线的控制信号的电平状态控制RS-485接口模式和RS-232接口模式的转换；其中，所述RS-485/RS-232选择模块包括电气规范转换芯片，所述电气规范转换芯片包括485/232控制引脚，响应于所述控制信号处于高电平状态，则所述485/232控制引脚处于低电平状态，使得所述电路工作于RS-232接口模式；响应于所述控制信号处于低电平状态，则所述485/232控制引脚处于高电平状态，使得所述电路工作于RS-485接口模式。通过RS-485/RS-232选择模块接收的控制信号控制电气规范转换芯片的电平状态，解决了因电气规范不一致而无法使得RS-485与RS-232共用同一个物理接口的问题。使得在汇聚设备主控处理器通过读写操作的USB设备节点，完成数据的接收、发送以及配置电气规范转换芯片端口为RS-485电气规范接口和RS-232电气规范接口的功能。在解决了在项目施工现场使用同一款汇聚设备既可以接入RS-485电气规范接口设备又可以接入RS-232电气规范接口设备的问题的同时，可以根据现场的设备接口数量按需进行模块化接口的配置，增强了汇聚设备接入端口的灵活性、提高了汇聚设备接入设备的能力，拓展了汇聚设备的应用范围，不需要外挂转换模块也使得通信链路更加稳定可靠。
本公开实施例中提供的一种RS-485与RS-232共用接口电路，能够减少接口数量，并且能够杜绝RS-485与RS-232互相接错的现象；模块化设计理念，能够支持热插拔，灵活性高；接口简单，可以支持远程修改接口工作模式，方便施工现场部署；汇聚设备接口统一，支持远程升级与设备管理与维护。
上述对本申请中特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
上述对本公开特定实施例进行了描述。其他实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本公开的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本公开难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本公开难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本公开的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本公开。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。
本公开旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种RS-485与RS-232共用接口电路，其中，包括：
USB转换串口模块，用于将总线接口的第一差分线对和第二差分线对转换为标准串口；
RS-485/RS-232选择模块，用于接入由所述标准串口引出的信号线，根据所述信号线的控制信号的电平状态控制RS-485接口模式和RS-232接口模式的转换；其中，所述RS-485/RS-232选择模块包括电气规范转换芯片，所述电气规范转换芯片包括485/232控制引脚，响应于所述控制信号处于高电平状态，则所述485/232控制引脚处于低电平状态，使得所述电路工作于RS-232接口模式；响应于所述控制信号处于低电平状态，则所述485/232控制引脚处于高电平状态，使得所述电路工作于RS-485接口模式。
2.根据权利要求1所述的电路，其中，所述RS-485/RS-232选择模块，还包括：隔离芯片；
所述隔离芯片，用于隔离所述信号线，并产生隔离后的电压和地信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述RS-485/RS-232选择模块，还包括：分别与所述隔离芯片和485/232控制引脚连接的第一反相器；
所述控制信号默认设置为逻辑1，所述控制信号通过所述第一反相器接入所述485/232控制引脚，将所述电路的初始状态控制为所述RS-232接口模式。
4.根据权利要求3所述的电路，其中，所述电气规范转换芯片，还包括：#RE485引脚、DE485/F232引脚和DI引脚；所述RS-485/RS-232选择模块，还包括：与所述#RE485引脚和DE485/F232引脚连接的第一开关、与所述DI引脚连接的第二开关、第三开关、第四开关、第一485总线输出端和第二485总线输出端；其中，所述第三开关连接于所述第一485总线输出端，所述第四开关连接于所述第二485总线输出端。
5.根据权利要求4所述的电路，其中，所述RS-485/RS-232选择模块，还包括：接入所述第二开关的第一下拉电阻、接入所述第四开关的第二下拉电阻和接入所述第三开关的第一上拉电阻；
所述信号线，包括：数字终端就绪信号线和发送数据信号线；
所述数字终端就绪信号线输出的控制信号为逻辑0时，所述控制信号通过所述第一反相器反向为逻辑1，所述第一开关将所述发送数据信号线接入所述#RE485引脚和DE485/F232引脚；所述第二开关将第一下拉电阻接入所述DI引脚，将上述DI引脚的逻辑拉低为0；所述第三开关将所述第一上拉电阻接入所述第一485总线输出端；所述第四开关将所述第二下拉电阻接入所述第二485总线输出端。
6.根据权利要求5所述的电路，其中，所述发送数据信号线发送逻辑为1时，所述#RE485引脚有效，所述第一485总线输出端和第二485总线输出端为高阻状态，所述电气规范转换芯片工作于所述RS-485接口模式下的接收器模式；其中，所述电气规范转换芯片用于接收电路中的使能，不驱动所述第一485总线输出端和第二485总线输出端。
7.根据权利要求6所述的电路，其中，所述数据发送端信号线发送逻辑为0时，所述DE485/F232引脚有效，所述电气规范转换芯片工作于所述RS-485接口模式下的驱动器模式；其中，所述电气规范转换芯片用于发送使能，驱动第一485总线输出端和第二485总线输出端的逻辑为0。
8.根据权利要求5所述的电路，其中，所述RS-485/RS-232选择模块，还包括：接入所述第一开关的第二上拉电阻；
所述数字终端就绪信号线输出的控制信号为逻辑1时，所述控制信号通过所述第一反相器反向为逻辑0，所述485/232控制引脚为逻辑0，所述第一开关在所述控制信号的控制下，将第二上拉电阻接入#RE485引脚和DE485/F232引脚；所述第二开关在所述控制信号的控制下，将所述发送数据信号线接入所述DI引脚；所述第三开关在所述控制信号的控制下断开所述第一485总线输出端接入的第一上拉电阻；所述第四开关在所述控制信号的控制下断开所述第二485总线输出端接入的第二下拉电阻。
9.根据权利要求4所述的电路，其中，所述电气规范转换芯片，还包括：连接第一485总线输出端的A/DO引脚和连接第二485总线输出端的B/RI引脚；
处于所述RS-232接口模式下的所述电气规范转换芯片，用于根据所述发送数据信号线驱动所述A/DO引脚输出，并接收所述B/RI引脚为输入接口，将所述B/RI引脚作为普通串口以收发数据。
10.根据权利要求1所述的电路，其中，所述电气规范转换芯片为LTC2873芯片。
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