CN205880862U

CN205880862U - 串口通信扩展板

Info

Publication number: CN205880862U
Application number: CN201620382949.7U
Authority: CN
Inventors: 徐美发; 张卫东; 王红如; 张世强
Original assignee: BEIJING GZXA SYSTEM CONTROL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING GZXA SYSTEM CONTROL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2016-04-28
Filing date: 2016-04-28
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2026-04-28

Abstract

本实用新型公开了一种串口通信扩展板，包括：双口RAM、DSP芯片、CPLD芯片、两个带四路RS422的UART芯片、光电隔离芯片以及串口收发器；其中：所述双口RAM的输入输出端连DSP；双口RAM与DSP芯片的控制信号输出端均连接CPLD；所述CPLD分别连接两个带四路RS422的UART芯片，两个带四路RS422的UART芯片均连接光电隔离芯片，所述光电隔离芯片连串口收发器；所述DSP芯片还通过数据总线、地址总线及控制总线连接两个带四路RS422的UART芯片。该方案通过两个带四路RS422的UART芯片来实现串口扩展和协议转换，扩展的串口数为8个，满足现场的复杂应用；此外，转换出的串口数据通过光电隔离芯片后接到串口收发器上，通过数据光电隔离的办法来解决串口干扰问题，从而提高板卡的稳定性和可靠性。

Description

串口通信扩展板

技术领域

本实用新型涉及串口通信技术领域，尤其涉及一种串口通信扩展板。

背景技术

串口通信作为一种常用的通信方式普遍应用于嵌入式***中。随着科技的进步***完成的功能越来越多，需要集成的外部设备也越来越多，串口作为一种常用的接口方式应用比较普遍，很多外设提供的接口都是串口。这样对***的串口数量就提出了一定的要求。

随着人们对设备运行效率要求越来越高，对设备的可用性和可靠性要求也越来越高，设备冗余和通信方式冗余作为提高可用性的常规手段经常被应用到设计中，冗余的加入对串口的数量提出了更高的要求。此外，串口通信作为不同种设备通信的一种方式，如何实现不同种设备可靠通信的同时不造成相互的影响，干扰不相互串入对接口的设计也提出了更高的要求。

图1为现有串口扩展方案示意图；现有的串口扩展采用处理器加逻辑器件来实现，ISA总线的数据传给处理器，处理器把数据转发给CPLD/FPGA逻辑器件，逻辑器件把ISA协议的数据转换成串口数据，一般协议转换出的串口数1到4个。逻辑器件把ISA的数据以串口数据格式和协议直连传给串口收发器，串口收发器把串口数据转成相应的逻辑电平和外部设备连接。从图中可以看出，现有方案中串口扩展通信一般都是1-4个扩展，扩展的数量很有限；此外，CPLD/FPGA出来的串口信号直连到串口收发器，外部的干扰容易直接进入板卡内部，影响板卡稳定可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种串口通信扩展板，增大了扩展的串口数量，且解决串口干扰问题，提高板卡的稳定性和可靠性。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种串口通信扩展板，包括：双口RAM、DSP芯片、CPLD芯片、两个带四路 RS422的UART芯片、光电隔离芯片以及串口收发器；其中：

双口RAM与DSP芯片的控制信号输出端均连接CPLD；所述CPLD分别连接两个带四路RS422的UART芯片，两个带四路RS422的UART芯片均连接光电隔离芯片，所述光电隔离芯片连串口收发器；

所述DSP芯片还通过数据总线、地址总线及控制总线分别连接两个带四路RS422的UART芯片，以及双口RAM。

进一步的，还包括：电源管理芯片，其分别连DSP芯片、双口RAM、CPDL芯片以及两个带四路RS422的UART芯片。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，通过两个带四路RS422的UART芯片来实现串口扩展和协议转换，扩展的串口数为8个，满足现场的复杂应用；此外，转换出的串口数据通过光电隔离芯片后接到串口收发器上，通过数据光电隔离的办法来解决串口干扰问题，从而提高板卡的稳定性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为本实用新型背景技术提供的现有串口扩展方案示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种串口通信扩展板的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的串口通信扩展板通过ASIC实现串口扩展原理图；其中的，a～b为UART串口芯片电路图；c与e为电源滤波电路，d为上拉电路；

图4为本实用新型实施例提供的串口通信扩展板光电隔离串口数据的原理图；其中的，a～b为信号差分传输以及光电隔离示意图，c～d为终端匹配电阻示意图，e为上拉电路。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

图2为本实用新型实施例提供的一种串口通信扩展板的示意图。如图2所示，其主要包括：双口RAM、DSP芯片、CPLD芯片、两个带四路RS422的UART芯片、光电隔离芯片以及串口收发器；其中：

此外，还包括：电源管理芯片，其分别连DSP芯片、双口RAM、CPDL芯片以及两个带四路RS422的UART芯片。

本实施例中，串口通信扩展板是一块智能通讯板。该板采用DSP芯片作为CPU，管理8路隔离RS422通讯口。上位主CPU和DSP通过对双口RAM的访问实现数据交换。板卡内的CPLD芯片负责板卡内部的译码和控制逻辑生成，采用CPLD能大大减少板卡上的器件数及提高板卡的保密性能。板卡中的两个带四路RS422的UART芯片，选用ASIC型号为16C554，选用2块ASIC总共可扩展出8个串口。ASIC转换输出的串口数据通过光电隔离后经过串口收发器连接到外部设备，提高抗干扰能力。

图3为串口通信扩展板通过ASIC实现串口扩展原理图。串口通信扩展板通过ASIC实现串口扩展，UART串口芯片(如图3中的a～b)选用16C554DIQ，每片16c554DIQ可以扩展4路串口，选用2片16C554总共可扩展出8个串口；图3中的c和e部分为电源滤波电路，用于减少电源干扰，提高稳定性；图3中的D部分为上拉电路，用于保证可靠的信号高电平。

图4为串口通信扩展板光电隔离串口数据的原理图。图4中的a～b负责RS422信号的差分传输以及光电隔离，光电隔离芯片选用HCPL-0601，为了保证RS422通信稳定可靠，串口通信扩展板通过光电隔离串口数据，并在422接口终端设有终端匹配电阻(图4中的c～d)，即隔离了内外干扰也阻止了信号反射，大大提高了***的稳定性和可靠性。图4中e为图4中的上拉电路，给信号提供可靠的高电平；a～b所示电路中器件SN65LBC184D为RS422接口电路，用于提供可靠的差分信号传输。

本实用新型上述方案中，通过两个带四路RS422的UART芯片来实现串口扩展和协议转换，扩展的串口数为8个，满足现场的复杂应用；此外，转换出的串口数据通过光电隔离芯片后接到串口收发器上，通过数据光电隔离的办法来解决串口干扰问题，从而提高板卡的稳定性和可靠性。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims

1.一种串口通信扩展板，其特征在于，包括：双口RAM、DSP芯片、CPLD芯片、两个带四路RS422的UART芯片、光电隔离芯片以及串口收发器；其中：

2.根据权利要求1所述的一种串口通信扩展板，其特征在于，还包括：电源管理芯片，其分别连DSP芯片、双口RAM、CPDL芯片以及两个带四路RS422的UART芯片。