自动切换通信接口电路及电子设备的制作方法

本技术属于船舶电子，尤其涉及一种自动切换通信接口电路及电子设备。

背景技术：

1、nmea0183与nmea2000是船用电子设备领域两种主流通信接口标准，广泛应用于导航仪表、传感器、船载显示终端等海事设备。nmea0183为异步串口通信协议，nmea2000基于can总线实现网络通信，两者的硬件电子特性、通信帧格式互不兼容，对外接口无法直接互通。

2、现有船用电子设备对外接口为协议绑定设计：nmea0183接口仅可对接nmea0183外接设备，nmea2000接口仅可对接nmea2000外接设备。对于功能齐全的船用电子设备，为兼容两类外接设备，需要在产品外壳上同时布置独立的nmea0183接口和nmea2000接口。双对外接口会占用设备面板较多物理空间，受设备外壳尺寸、插接件布局限制，在整机外形尺寸有限、面板位置紧张的小型化船用电子设备上实现较为困难，导致其大多只能二选一，仅配置nmea0183接口或nmea2000接口，无法兼容两种协议的外接设备；当外接设备协议与船用电子设备对外接口协议不一致时，无法直接对接，使用灵活性差。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种自动切换通信接口电路及电子设备，可以解决现有船用电子设备仅配置nmea0183接口或nmea2000接口，无法兼容两种协议的外接设备的问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种自动切换通信接口，包括第一切换模块、第二切换模块、控制模块和接口模块；所述接口模块的第一端同时与所述第一切换模块的第一端和所述控制模块的第一端连接，所述接口模块的第二端同时与所述第一切换模块的第二端和所述控制模块的第二端连接，所述接口模块的第三端与所述第二切换模块的第一端连接，所述接口模块的第四端与所述第二切换模块的第二端连接，所述第一切换模块的第三端、第四端、第五端、第六端分别用于与nmea0183接口电路的同相输入端、nmea2000接口电路的电源端、nmea0183接口电路的反相输入端、nmea2000接口电路的公共地端连接，所述第一切换模块的第一控制端和所述第二切换模块的第一控制端均接入电源电压，所述第一切换模块的第二控制端、所述控制模块的第三端和所述第二切换模块的第二控制端相互连接，所述控制模块的第四端接地，所述第二切换模块的第三端、第四端、第五端、第六端分别用于与nmea0183接口电路的同相输出端、nmea2000接口电路的同相端、nmea0183接口电路的反相输出端、nmea2000接口电路的反相端连接；

3、所述接口模块用于接入外接设备，在接入nmea0183外接设备时，其第一至第四端分别对应nmea0183接口电路的同相输入端、反相输入端、同相输出端和反相输出端，在接入nmea2000外接设备时，其第一至第四端分别对应nmea2000接口电路的电源端、公共地端、同相端和反相端；所述控制模块用于在其第一端与第二端之间的压差小于等于预设电压时，控制其第三端与第四端断开，使所述第一切换模块的第二控制端和所述第二切换模块的第二控制端均与地断开；所述控制模块还用于在其第一端与第二端之间的压差大于预设电压时，控制其第三端与第四端导通，使所述第一切换模块的第二控制端和所述第二切换模块的第二控制端均接地；所述第一切换模块用于在其第二控制端与地断开时，使其第一端与第三端导通、第二端与第五端导通；在其第二控制端接地时，使其第一端与第四端导通、第二端与第六端导通；所述第二切换模块用于在其第二控制端与地断开时，使其第一端与第三端导通、第二端与第五端导通；在其第二控制端接地时，使其第一端与第四端导通、第二端与第六端导通。

4、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述控制模块包括光电耦合器和第一二极管；所述光电耦合器的第一输入端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极同时与所述接口模块的第一端和所述第一切换模块的第一端连接，所述光电耦合器的第二输入端同时与所述接口模块的第二端和所述第一切换模块的第二端连接，所述光电耦合器的第一输出端同时与所述第一切换模块的第二控制端和所述第二切换模块的第二控制端连接，所述光电耦合器的第二输出端接地。

5、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述控制模块还包括第一电阻；所述第一电阻的第一端与所述第一二极管的阴极连接，所述第一电阻的第二端同时与所述接口模块的第一端和所述第一切换模块的第一端连接。

6、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述控制模块还包括第二二极管；所述第二二极管的阴极同时与所述光电耦合器的第一输入端和所述第一二极管的阳极连接，所述第二二极管的阳极同时与所述光电耦合器的第二输入端、所述接口模块的第二端和所述第一切换模块的第二端连接。

7、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一切换模块包括第一继电器；所述第一继电器的第一公共端同时与所述接口模块的第一端和所述控制模块的第一端连接，所述第一继电器的第二公共端同时与所述接口模块的第二端和所述控制模块的第二端连接，所述第一继电器的第一常闭端用于与nmea0183接口电路的同相输入端连接，所述第一继电器的第一常开端用于与nmea2000接口电路的电源端连接，所述第一继电器的第二常闭端用于与nmea0183接口电路的反相输入端连接，所述第一继电器的第二常开端用于与nmea2000接口电路的公共地端连接，所述第一继电器中的线圈的第一端接入电源电压，所述第一继电器中的线圈的第二端同时与所述控制模块的第三端和所述第二切换模块的第二控制端连接。

8、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第二切换模块包括第二继电器；所述第二继电器的第一公共端与所述接口模块的第三端连接，所述第二继电器的第二公共端与所述接口模块的第四端连接，所述第二继电器的第一常闭端用于与nmea0183接口电路的同相输出端连接，所述第二继电器的第一常开端用于与nmea2000接口电路的同相端连接，所述第二继电器的第二常闭端用于与nmea0183接口电路的反相输出端连接，所述第二继电器的第二常开端用于与nmea2000接口电路的反相端连接，所述第二继电器中的线圈的第一端接入电源电压，所述第二继电器中的线圈的第二端同时与所述第一切换模块的第二控制端和所述控制模块的第三端连接。

9、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述自动切换通信接口电路还包括续流模块；所述续流模块的第一端与所述第一继电器中的线圈的第一端连接，所述续流模块的第二端同时与所述第一继电器中的线圈的第二端、所述第二继电器中的线圈的第二端和所述控制模块的第三端连接；

10、所述续流模块用于为所述第一继电器中的线圈和所述第二继电器中的线圈提供续流通路。

11、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述续流模块包括第三二极管；所述第三二极管的阴极与所述第一继电器中的线圈的第一端连接，所述第三二极管的阳极同时与所述第一继电器中的线圈的第二端、所述第二继电器中的线圈的第二端和所述控制模块的第三端连接。

12、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述自动切换通信接口电路还包括限流模块；所述限流模块的第一端接入电源电压，所述限流模块的第二端同时与所述第一继电器中的线圈的第一端和所述第二继电器中的线圈的第一端连接；

13、所述限流模块用于限制流入所述第一继电器中的线圈和所述第二继电器中的线圈的电流。

14、第二方面，本技术实施例提供了一种电子设备，包括第一方面中任一项所述的自动切换通信接口电路。

15、本技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

16、本技术实施例提供了一种自动切换通信接口电路，包括第一切换模块、第二切换模块、控制模块和接口模块；接口模块的第一端同时与第一切换模块的第一端和控制模块的第一端连接，接口模块的第二端同时与第一切换模块的第二端和控制模块的第二端连接，接口模块的第三端与第二切换模块的第一端连接，接口模块的第四端与第二切换模块的第二端连接，第一切换模块的第三端、第四端、第五端、第六端分别用于与nmea0183接口电路的同相输入端、nmea2000接口电路的电源端、nmea0183接口电路的反相输入端、nmea2000接口电路的公共地端连接，第一切换模块的第一控制端和第二切换模块的第一控制端均接入电源电压，第一切换模块的第二控制端、控制模块的第三端和第二切换模块的第二控制端相互连接，控制模块的第四端接地，第二切换模块的第三端、第四端、第五端、第六端分别用于与nmea0183接口电路的同相输出端、nmea2000接口电路的同相端、nmea0183接口电路的反相输出端、nmea2000接口电路的反相端连接。

17、接口模块用于接入外接设备，在接入nmea0183外接设备时，其第一至第四端分别对应nmea0183接口电路的同相输入端、反相输入端、同相输出端和反相输出端，在接入nmea2000外接设备时，其第一至第四端分别对应nmea2000接口电路的电源端、公共地端、同相端和反相端。控制模块用于在其第一端与第二端之间的压差小于等于预设电压时（表征接口模块接入nmea0183外接设备），控制其第三端与第四端断开，使第一切换模块的第二控制端和第二切换模块的第二控制端均与地断开；控制模块还用于在其第一端与第二端之间的压差大于预设电压时（表征接口模块接入nmea2000外接设备），控制其第三端与第四端导通，使第一切换模块的第二控制端和第二切换模块的第二控制端均接地。第一切换模块用于在其第二控制端与地断开时，使其第一端与第三端导通、第二端与第五端导通；在其第二控制端接地时，使其第一端与第四端导通、第二端与第六端导通；第二切换模块用于在其第二控制端与地断开时，使其第一端与第三端导通、第二端与第五端导通；在其第二控制端接地时，使其第一端与第四端导通、第二端与第六端导通。

18、本技术提供的自动切换通信接口电路设置单路接口模块，接口模块可接入nmea0183外接设备或nmea2000外接设备，当接口模块接入nmea0183外接设备时，控制模块的第一端与第二端之间的压差小于等于预设电压，控制其第三端与第四端断开，进而使第一切换模块的第二控制端和第二切换模块的第二控制端均与地断开，如此第一切换模块使其第一端与第三端导通、第二端与第五端导通，第二切换模块使其第一端与第三端导通、第二端与第五端导通，最终实现nmea0183外接设备与nmea0183接口电路的连通，从而使nmea0183外接设备与船用电子设备之间能够正常通信。当接口模块接入nmea2000外接设备时，控制模块的第一端与第二端之间的压差大于预设电压，控制其第三端与第四端导通，进而使第一切换模块的第二控制端和第二切换模块的第二控制端均接地，如此第一切换模块使其第一端与第四端导通、第二端与第六端导通，第二切换模块使其第一端与第四端导通、第二端与第六端导通，最终实现nmea2000外接设备与nmea2000接口电路的连通，从而使nmea2000外接设备与船用电子设备之间能够正常通信。

19、本技术通过单路接口模块实现两种协议外接设备的适配对接，无需在面板上同时布置两组独立的接口，并且控制模块可根据其第一端与第二端之间的压差自动识别外接设备协议，自动控制第一切换模块和第二切换模块动作，实现nmea0183接口电路与nmea2000接口电路的自动切换，无需人工干预，减少了对外接口数量，节省了设备面板空间，缓解了小型化船用电子设备面板的插接件布局压力，提升了船用电子设备对外接口的使用灵活性。

20、可以理解的是，上述第二方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。