一种基于电平转换芯片的控制电路的制作方法

1.本实用新型涉及电子电路设计技术领域，尤其是一种基于电平转换芯片的控制电路。


背景技术：

2.rs485(典型的串行通讯标准)是一个定义平衡数字多点系统中的驱动器和接收器的电气特性的标准，该标准由电信行业协会和电子工业联盟定义。使用该标准的数字通信网络能在远距离条件下以及电子噪声大的环境下有效传输信号。rs-485使得连接本地网络以及多支路通信链路的配置成为可能。rs485采用平衡发送和差分接收方式实现通信：发送端将串行口的ttl电平信号转换成差分信号a，b两路输出，经过线缆传输之后在接收端将差分信号还原成ttl(transistor transistor logic)电平信号。由于传输线通常使用双绞线，又是差分传输，所以有极强的抗共模干扰的能力，总线收发器灵敏度很高，可以检测到低至200mv电压。故传输信号在千米之外都是可以恢复。rs485最大的通信距离约为1219m，最大传输速率为10mb/s，传输速率与传输距离成反比，在10kb/s的传输速率下，才可以达到最大的通信距离，如果需传输更长的距离，需要加485中继器。rs485采用半双工工作方式，支持多点数据通信。rs485总线网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构。即采用一条总线将各个节点串接起来，不支持环形或星型网络。如果需要使用星型结构，就必须使用485中继器或者485集线器才可以。rs485总线一般最大支持32个节点，如果使用特制的485芯片，可以达到128个或者256个节点，最大的可以支持到400个节点。
3.re*和de为rs485芯片内部接收使能信号(低电平有效)和发送使能信号(高电平有效)，可以通过gpio(general-purpose input/output，通用输入输出控制引脚)控制pin高低电平来控制接收和发送数据。但通过gpio控制存在时间延迟问题，会导致传输错误，同时限制传输速率。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种基于电平转换芯片的控制电路，用于解决现有通过gpio控制存在时间延迟，导致传输错误，同时限制传输速率的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：
6.本实用新型一种基于电平转换芯片的控制电路，包括电平转换芯片，所述控制电路还包括反相器，所述反相器的输入端连接tx信号，输出端连接所述电平转换芯片的使能信号端。
7.进一步地，所述控制电路还包括二极管d，所述二极管d的正极连接反相器的输入端，负极连接tx信号。
8.进一步地，所述控制电路还包括rc电路，所述rc电路中电阻r1的两端分别连接反相器的输入端和tx信号，电容c的两端分别连接反相器的输入端和地。
9.进一步地，所述控制电路还包括上拉电阻r3、电阻r4和电阻r5，电阻r3的两端分别
连接电源和rx信号，电阻r4的两端分别连接电源和反相器的输出端，电阻r5的两端分别连接电源和电平转换芯片的a端口。
10.进一步地，所述控制电路还包括下拉电阻r7，所述电阻r7的两端分别连接电平转换芯片的b端口和地。
11.进一步地，所述反相器的型号为sn74lvc1g06dckr。
12.进一步地，所述电平转换芯片为uart转rs485的转换芯片。
13.实用新型内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是实用新型所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
14.本实用新型利用uart模块的发送数据信号tx空闲时保持高电平的特点，以及rs485串口总线无数据时呈高阻态的特性，通过在输出tx信号端增加反相器控制re*和de信号。空闲时电平转换芯片保持接收状态，需要输出时变为发送状态，以实现rs485电平转换模块数据传输方向自动控制。能够节省gpio控制逻辑设计，防止产生传输错误问题，提高传输速率，可以灵活适配使用，无需硬件改动适配不同模式。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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。
16.图1是本实用新型所述控制电路实施例的结构图。
具体实施方式
17.为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。
18.如图1所示，本实用新型基于电平转换芯片的控制电路包括电平转换芯片和反相器，反相器的输入端连接tx信号，输出端连接所述电平转换芯片的使能信号端。反相器的型号为sn74lvc1g06dckr。电平转换芯片为uart转rs485的转换芯片。
19.在反相器输入端增加肖特基二极管d，二极管d的正极连接反相器的输入端，负极连接tx信号。在电平转换芯片的a增加上拉电阻r5。b端口增加下拉电阻r7。
20.控制电路还包括rc电路进行滤波，rc电路中电阻r1的两端分别连接反相器的输入端和tx信号，电容c的两端分别连接反相器的输入端和地。
21.控制电路还包括上拉电阻r3和电阻r4，电阻r3的两端分别连接电源和rx信号，电阻r4的两端分别连接电源和反相器的输出端。
22.控制电路中还包括电阻r2和电阻r6，电阻r2分别连接电源和反相器的vcc端，为供电使能保护电阻；电阻r6分别连接电频转换芯片的a、b端口，为负载电阻。
23.本实用新型的控制电路的工作原理为：反相器y pin输出受反相器a pin输入影响，当a输入高电平时，y输出低电平；当a输入低电平时，y输出高阻态，因为存在上拉电阻，re*和de为高电平。肖特基二极管d可以快速完成a端高低电平的切换，从而最大程度减小延迟的影响，不产生错误信号。
24.串口空闲时，rx、tx信号为高电平，此时re*和de为低电平，电平转换芯片保持接收状态，如果有外部数据输入，则可以直接接收。发送数据时，tx信号会有高低电平脉冲出现，起始位为低电平，低电平时，re*和de为高电平，电平转换芯片切换为发送状态输出a＝0，b＝1；高电平时，re*和de为低电平，电平转换模块切换为接收状态，因为a、b存在上下拉电阻，所以相当于输出a＝1，b＝0，相当于将uart信号高电平传出。
25.上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。


技术特征：
1.一种基于电平转换芯片的控制电路，包括电平转换芯片，其特征是，所述控制电路还包括反相器，所述反相器的输入端连接tx信号，输出端连接所述电平转换芯片的使能信号端；所述控制电路还包括二极管d，所述二极管d的正极连接反相器的输入端，负极连接tx信号；所述控制电路还包括上拉电阻r3、电阻r4和电阻r5，电阻r3的两端分别连接电源和rx信号，电阻r4的两端分别连接电源和反相器的输出端，电阻r5的两端分别连接电源和电平转换芯片的a端口。2.根据权利要求1所述基于电平转换芯片的控制电路，其特征是，所述控制电路还包括rc电路，所述rc电路中电阻r1的两端分别连接反相器的输入端和tx信号，电容c的两端分别连接反相器的输入端和地。3.根据权利要求1所述基于电平转换芯片的控制电路，其特征是，所述控制电路还包括下拉电阻r7，所述电阻r7的两端分别连接电平转换芯片的b端口和地。4.根据权利要求1所述基于电平转换芯片的控制电路，其特征是，所述反相器的型号为sn74lvc1g06dckr。5.根据权利要求1-4任一项所述基于电平转换芯片的控制电路，其特征是，所述电平转换芯片为uart转rs485的转换芯片。

技术总结
本实用新型提供了一种基于电平转换芯片的控制电路，包括电平转换芯片，其特征是，所述控制电路还包括反相器，所述反相器的输入端连接TX信号，输出端连接所述电平转换芯片的使能信号端。本实用新型利用UART模块的发送数据信号TX空闲时保持高电平的特点，以及RS485串口总线无数据时呈高阻态的特性，通过在输出TX信号端增加反相器控制RE*和DE信号。空闲时电平转换芯片保持接收状态，需要输出时变为发送状态，以实现RS485电平转换模块数据传输方向自动控制。能够节省GPIO控制逻辑设计，防止产生传输错误问题，提高传输速率，可以灵活适配使用，无需硬件改动适配不同模式。无需硬件改动适配不同模式。无需硬件改动适配不同模式。


技术研发人员：王龙
受保护的技术使用者：苏州浪潮智能科技有限公司
技术研发日：2021.08.30
技术公布日：2022/4/21