一种自适应TTL或RS232的通讯电路的制作方法

一种自适应ttl或rs232的通讯电路
技术领域
1.本实用新型涉及计算机通讯技术，具体地涉及一种自适应ttl或rs232的通讯电路。


背景技术：

2.目前市面上一些外设产品，接口通讯是ttl信号或rs232信号，此时需要拆机才能选配主机与外设的通讯方式，可通过0ω电阻的选焊，或拨码开关选通，或是使用一些较为复杂的自适应电路来进行适配。
3.现有的自适应电路存在以下缺点：
4.①
申请号200810040738.5，专利名称“一种自适应电路及其处理方法”，此专利文献的技术方案缺点是需要由主控mcu进行串口通讯方式的判断，以及需要mcu进行串口ttl或rs232的选通，不仅增加了软件的工作量，还使电路的兼容性得以下降。
5.②
申请号201610822905.6，专利名称“一种自适应ttl以及rs232串口通讯的方法”，此专利文献的技术方案缺点是ttl或rs232的判断及选通自锁电路较为复杂，使用到了一系列的ic，成本较贵，逻辑较复杂。
6.③
申请号201510361884.8，专利名称“一种串口ttl/rs232电平自适应装置”，此专利文献的技术方案缺点是不支持在主机不断电的情况下重新插入外部设备进行再次自适应通讯；即假设本次外设是ttl或rs232通讯，在主机不断电的情况下，更换成rs232或ttl的外设，主机无法通讯。


技术实现要素：

7.本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种自适应ttl或rs232的通讯电路，采用分立元件搭建信号检测模块，当检测到rs232信号输入时，自动转换成ttl信号输出，当检测到ttl信号输入时，保持ttl信号输出。
8.本实用新型是这样实现的：一种自适应ttl或rs232的通讯电路，包括：
9.第一通讯端，用于输入ttl信号或rs232信号；
10.第二通讯端，用于输出ttl信号；
11.第一信号转换模块，用于ttl信号与rs232信号之间转换；
12.第一通路选择模块，包括第一信号端、第二信号端、第三信号端与控制端，当所述控制端为低电平时，所述第一信号端与所述第三信号端导通，当所述控制端为高电平时，所述第二信号端与所述第三信号端导通；
13.所述第一通讯端与所述第一信号转换模块的输入端、所述第一通路选择模块的第一信号端连接，所述第一信号转换模块的输出端与所述第一通路选择模块的第二信号端连接，所述第一通路选择模块的第三信号端与所述第二通讯端连接；
14.信号检测模块，包括npn型三极管的集电极与第一电阻的一端、二极管的正极连接，第一电阻的另一端与电源端、第二电阻的一端连接，npn型三极管的基极与第二电阻的
另一端、第三电阻的一端连接，二极管的负极与电容的一端、第四电阻的一端、所述第一通路选择模块的控制端连接，npn型三极管的发射极、电容的另一端、第四电阻的另一端均接地，第三电阻的另一端与所述第一通讯端连接。
15.进一步地，还包括：
16.第三通讯端，用于输出ttl信号或rs232信号；
17.第四通讯端，用于输入ttl信号；
18.第二信号转换模块，与所述第一信号转换模块的功能相同；
19.第二通路选择模块，与所述第一通路选择模块的功能相同；
20.所述第四通讯端与所述第二信号转换模块的输入端、所述第二通路选择模块的第一信号端连接，所述第二信号转换模块的输出端与所述第二通路选择模块的第二信号端连接，所述第二通路选择模块的第三信号端与所述第三通讯端连接，所述第二通路选择模块的控制端与所述第一通路选择模块的控制端连接。
21.进一步地，还包括：外设接口，所述外设接口的tx端与所述第一通讯端连接，所述外设接口的rx端与所述第三通讯端连接。
22.进一步地，所述外设接口与指纹仪模块或摄像头模块或传感器模块连接。
23.进一步地，还包括：主机接口，所述主机接口的rx端与所述第二通讯端连接，所述主机接口的tx端与所述第四通讯端连接。
24.进一步地，所述主机接口与mcu连接，所述主机接口的rx端与第一稳压管的负极、第五电阻的一端连接，第五电阻的另一端与所述第二通讯端连接，所述主机接口的tx端与第二稳压管的负极、第六电阻的一端连接，第六电阻的另一端与所述第四通讯端连接，第一稳压管的正极与第二稳压管的正极均接地。
25.进一步地，所述第一信号转换模块与所述第二信号转换模块合并为整体的信号转换模块。
26.进一步地，所述第四电阻的阻值远大于所述第一电阻的阻值。
27.进一步地，所述二极管为发光二极管。
28.进一步地，所述第一通讯端是用于输出ttl信号；
29.所述第二通讯端是用于输入ttl信号或rs232信号；
30.所述第三电阻的另一端与所述第二通讯端连接。
31.本实用新型的优点在于：1、采用分立元件搭建信号检测模块，成本低，易调试；当检测到rs232信号输入时，自动转换成ttl信号输出，当检测到ttl信号输入时，保持ttl信号输出，自适应通讯。2、不用mcu介入检测ttl或rs232信号，降低了软件工作量，提高了电路的兼容性。3、支持在主机不断电的情况下，重新与外设进行自适应通讯。4、在检测到外设接口为rs232信号时，能将主机接口的ttl信号转换成rs232信号给外设接口。5、在主机接口的rx端与tx端设置稳压管，对可能出现的信号电平进行限幅，保护mcu。
附图说明
32.下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。
33.图1是本实用新型的自适应ttl或rs232的通讯电路的示意图。
34.图2是本实用新型中信号检测模块的示意图。
35.图3是本实用新型中信号转换模块、通路选择模块、外设接口与mcu的连接示意图一。
36.图4是本实用新型中信号转换模块、通路选择模块、外设接口与mcu的连接示意图二。
具体实施方式
37.本实用新型实施例通过提供一种自适应ttl或rs232的通讯电路，解决了背景技术中三件专利文献存在的缺点，实现了成本低、易调试、提高电路的兼容性、支持主机不断电时重新与外设通讯的技术效果。
38.本实用新型实施例中的技术方案为解决上述缺点，总体思路如下：
39.根据rs232信号的通讯方式：-3～-15v为逻辑“1”，3～15v为逻辑“0”；ttl信号的通讯方式：2～5v为逻辑“1”，0～0.8v为逻辑“0”；rs232信号的外部设备与ttl信号的外部设备在上电时的初始状态都是“1”，采用分立元件搭建信号检测模块，当检测到rs232信号的外部设备时，信号检测模块输出高电平至通路选择模块的控制端，自动将rs232信号转换成ttl信号并传输给主机，当检测到ttl信号的外部设备时，信号检测模块输出低电平至通路选择模块的控制端，保持ttl信号并传输给主机，实现自适应通讯。
40.为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
41.参阅图1至图3，本实用新型的实施例一。
42.一种自适应ttl或rs232的通讯电路，包括：第一通讯端a1，用于输入ttl信号或rs232信号；第二通讯端a2，用于输出ttl信号；第一信号转换模块，用于ttl信号与rs232信号之间转换；第一通路选择模块u1，包括第一信号端s1、第二信号端s2、第三信号端s3与控制端det，当所述控制端det为低电平时，所述第一信号端s1与所述第三信号端s3导通，当所述控制端det为高电平时，所述第二信号端s2与所述第三信号端s3导通；所述第一通讯端a1与所述第一信号转换模块的输入端、所述第一通路选择模块u1的第一信号端s1连接，所述第一信号转换模块的输出端与所述第一通路选择模块u1的第二信号端s2连接，所述第一通路选择模块u1的第三信号端s3与所述第二通讯端a2连接；即当第一通路选择模块u1的控制端det为低电平时，第一通讯端a1的信号直接传给第二通讯端a2，当第一通路选择模块u1的控制端det为高电平时，第一通讯端a1的信号经过第一信号转换模块的转换再传给第二通讯端a2。第一通讯端a1的信号来自外设，第二通讯端a2将信号传给主机。
43.信号检测模块u4，包括npn型三极管q1的集电极与第一电阻r1的一端、二极管d1的正极连接，第一电阻r1的另一端与电源端、第二电阻r2的一端连接，npn型三极管q1的基极与第二电阻r2的另一端、第三电阻r3的一端连接，二极管d1的负极与电容c1的一端、第四电阻r4的一端、所述第一通路选择模块u1的控制端det连接，npn型三极管q1的发射极、电容c1的另一端、第四电阻r4的另一端均接地，第三电阻r3的另一端与所述第一通讯端a1连接。电源端为5.0v，电容c1还没有充电。根据rs232信号的通讯方式：-3～-15v为逻辑“1”，3～15v为逻辑“0”；ttl信号的通讯方式：2～5v为逻辑“1”，0～0.8v为逻辑“0”；rs232信号的外部设备与ttl信号的外部设备在上电时的初始状态都是“1”。如果外设是ttl信号通讯，外部设备先将ttl信号的逻辑“1”即2～5v发送给第一通讯端a1，并经过第三电阻r3加载在npn型三极
管q1的基极，此时npn型三极管q1的基极电平大于npn型三极管q1导通的阈值，从而npn型三极管q1导通，npn型三极管q1的集电极变为低电平，二极管d1截止，第一通路选择模块u1的控制端det为低电平，第一通讯端a1的信号直接传给第二通讯端a2，外设与主机进行ttl信号通讯；在通讯的过程中，ttl信号为方波，外设再将ttl信号的逻辑“0”即0～0.8v发送给第一通讯端a1，由于电源端5.0v经过第二电阻r2作用于npn型三极管q1的基极，此时npn型三极管q1的基极仍然为高电平，大于npn型三极管q1导通的阈值，npn型三极管q1保持导通，npn型三极管q1的集电极仍然为低电平，二极管d1保持截止，第一通路选择模块u1的控制端det保持低电平，外设与主机保持ttl信号通讯。如果外设是rs232信号通讯，外部设备先将rs232信号的逻辑“1”即-3～-15v发送给第一通讯端a1，此时npn型三极管q1的基极电平低于npn型三极管q1导通的阈值，npn型三极管q1处于截止状态，npn型三极管q1的集电极为高电平，二极管d1导通，电容c1迅速充电，电容c1充电时间为0.1秒，这样输出高电平给第一通路选择模块u1的控制端det，从而第一通讯端a1的rs232信号经过第一信号转换模块的转换成ttl信号再传给第二通讯端a2，外设与主机进行rs232信号至ttl信号通讯；在通讯的过程中，rs232信号为方波，外设再将rs232信号的逻辑“0”即3～15v发送给第一通讯端a1，此时npn型三极管q1的基极电平变成高于npn型三极管q1导通的阈值，npn型三极管q1变成导通状态，npn型三极管q1的集电极变为低电平，二极管d1变成截止状态，此时电容c1只能通过第四电阻r4进行放电，这样继续输出高电平给第一通路选择模块u1的控制端det；第四电阻r4的阻值远大于所述第一电阻r1的阻值，使得电容c1的放电时间远大于充电时间，于是在电容c1放电使第一通路选择模块u1的控制端det变为低电平之前，外设再将rs232信号的逻辑“1”即-3～-15v发送给第一通讯端a1，此时npn型三极管q1变为截止状态，二极管d1变为导通状态，电源端5.0v又通过第一电阻r1、二极管d1给电容c1充电，使第一通路选择模块u1的控制端det维持在高电平，外设与主机维持rs232信号至ttl信号通讯。
44.信号检测模块u4在检测到外设的rs232信号输入时，本实用新型自动将其转换成ttl信号输出给主机，当检测到外设的ttl信号输入时，本实用新型保持ttl信号输出给主机，自适应通讯。
45.当第一通讯端a1与外设断开时，第一通讯端a1悬空，电源端5.0v通过第二电阻r2作用于npn型三极管q1的基极，使npn型三极管q1导通，npn型三极管q1的集电极为低电平，二极管d1截止，电容c1只能通过第四电阻r4放电，当电容c1放电至低电平后，为下一次插入外设提供初始状态的判断。因此本实用新型支持在主机无需断电的情况下，可以再次插入外设，重新与外设进行自适应通讯。
46.第三通讯端a3，用于输出ttl信号或rs232信号；第四通讯端a4，用于输入ttl信号；第二信号转换模块，与所述第一信号转换模块的功能相同；所述第一信号转换模块与所述第二信号转换模块合并为整体的信号转换模块u3；此整体的信号转换模块u3的型号是max232。第二通路选择模块u2，与所述第一通路选择模块u1的功能相同；第一通路选择模块u1与第二通路选择模块u2的型号都是tmux7219。
47.所述第四通讯端a4与所述第二信号转换模块的输入端、所述第二通路选择模块u2的第一信号端s1连接，所述第二信号转换模块的输出端与所述第二通路选择模块u2的第二信号端s2连接，所述第二通路选择模块u2的第三信号端s3与所述第三通讯端a3连接，所述第二通路选择模块u2的控制端det与所述第一通路选择模块u1的控制端det连接。即当第二
通路选择模块u2的控制端det为低电平时，第四通讯端a4的信号直接传给第三通讯端a3，当第二通路选择模块u2的控制端det为高电平时，第四通讯端a4的信号经过第二信号转换模块的转换再传给第三通讯端a3。第四通讯端a4的信号来自主机，第三通讯端a3将信号传给外设。
48.信号检测模块u4在检测到外设采用rs232信号通讯时，本实用新型自动将主机的ttl信号转换成rs232信号输出给外设，当检测到外设采用ttl信号通讯时，本实用新型保持主机与外设进行ttl信号通讯。
49.外设接口j1，所述外设接口j1的tx端与所述第一通讯端a1连接，所述外设接口j1的rx端与所述第三通讯端a3连接。所述外设接口j1与指纹仪模块或摄像头模块或传感器模块连接。
50.主机接口j2，所述主机接口j2的rx端与所述第二通讯端a2连接，所述主机接口j2的tx端与所述第四通讯端a4连接。所述主机接口j2与mcu连接，所述主机接口j2的rx端与第一稳压管d2的负极、第五电阻r5的一端连接，第五电阻r5的另一端与所述第二通讯端a2连接，所述主机接口j2的tx端与第二稳压管d3的负极、第六电阻r6的一端连接，第六电阻r6的另一端与所述第四通讯端a4连接，第一稳压管d2的正极与第二稳压管d3的正极均接地；设置稳压管，对可能出现的信号电平进行限幅，限制在-0.6v～5.6v,保护mcu。由于电容c1初始状态为低电平，当连接的外设采用rs232信号通讯时，电容c1会有0.1秒的充电，电容c1处于0.1秒的低电平，在这个时间中，rs232的信号的逻辑“1”即-3～-15v会由第一通讯端a1直接传给第二通讯端a2，稳压管就对-3～-15v进行限幅，保护mcu。
51.所述二极管d1为发光二极管d1。当第一通讯端a1输入rs232信号时，由于rs232信号是方波，发光二极管d1周期性地在导通状态与截止状态之间转换，因此发光二极管d1就会产生闪烁，提示人们外设是采用rs232信号通讯。
52.本实用新型的自适应ttl或rs232的通讯电路的工作方式：外设接口j1插入外部设备，如果检测到外部设备是采用ttl信号通讯，将外部设备的ttl信号直接传给主机，将主机的ttl信号直接传给外部设备；当检测到外部设备是采用rs232信号通讯，就将外部设备的rs232信号转换成ttl信号再传给主机，将主机的ttl信号转换成rs232信号再传给外部设备；在无需主机断电的情况下，可以重新插或者更换插入外部设备；信号检测模块u4采用分立元件，成本低，易调试，不用mcu介入检测ttl信号或rs232信号，降低了在mcu中的软件工作量，同时mcu不参与通路选择的控制，提高了电路的兼容性及适应性。
53.参阅图4，本实用新型的实施例二。
54.所述第一通讯端a1是用于输出ttl信号；所述第二通讯端a2是用于输入ttl信号或rs232信号；所述第三电阻r3的另一端与所述第二通讯端a2连接。第二通讯端a2的信号来自外设，第一通讯端a1将信号传给主机。在本实用新型的实施例二，如果外设采用rs232信号通讯，rs232信号进入第二通讯端a2，是先经过第一通路选择模块u1再经过第一信号转换模块转换成ttl信号，传给第一通讯端a1。
55.还有在本实用新型的实施例二，第三通讯端a3是用于输入ttl信号；第四通讯端a4是用于输出ttl信号或rs232信号；第三通讯端a3的信号来自主机，第四通讯端a4将信号传给外设。如果外设采用rs232信号通讯，主机的ttl信号进入第三通讯端a3，是先经过第二通路选择模块u2再经过第二信号转换模块转换成rs232信号，传给第四通讯端a4。
56.而在本实用新型的实施例一，如果外设采用rs232信号通讯，rs232信号进入第一通讯端a1，是先经过第一信号转换模块再经过第一通路选择模块u1转换成ttl信号，传给第二通讯端a2；主机的ttl信号进入第四通讯端a4，是先经过第二信号转换模块再经过第二通路选择模块u2转换成rs232信号，传给第三通讯端a3。
57.外设接口j1，所述外设接口j1的tx端与所述第二通讯端a2连接，所述外设接口j1的rx端与所述第四通讯端a4连接。
58.主机接口j2，所述主机接口j2的rx端与所述第一通讯端a1连接，所述主机接口j2的tx端与所述第三通讯端a3连接。
59.本实用新型的实施例二是在技术构思不变的基础上，提供了另一种电路连接方式，其他未述部分请参考本实用新型的实施例一。
60.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。