串口复用电路的制作方法

1.本发明涉及通讯接口领域，尤其涉及一种串口复用电路。


背景技术：

2.工业产品在日常采集处理数据中用到多种串口设备，这需要产品能够支持多种串口协议，需要多种串行接口。通常一个工业环境内只需要一种串行接口，但为了满足各种不同需求用到的串行接口，产品集成了多种串行接口，导致产品体积增加，空间占用变大。


技术实现要素：

3.有鉴于此，有必要提供一种串口复用电路装置，能够实现端口复用，减小产品的体积。
4.本发明一实施方式提供的串口复用电路，包括第一通信接口芯片、第二通信接口芯片，所述第一通信接口芯片及所述第二通信接口芯片电连接于处理器，还包括：
5.接口，用于接入外部设备；
6.比较单元，电连接于所述接口，用于比较所述外部设备的接入电压与基准电压，输出比较信号；
7.控制单元，电连接于所述比较单元，用于根据所述比较信号输出控制信号；
8.开关单元，电连接于所述接口与所述第一通信接口芯片与所述第二通信接口芯片之间，用于根据所述控制信号选择连接所述第一通信接口芯片或所述第二通信接口芯片。
9.优选地，当所述外部设备为第一类型设备时，所述比较单元输出第一比较信号，所述控制单元根据所述第一比较信号输出第一控制信号控制所述开关单元接通所述接口与所述第一通信接口芯片；
10.当所述外部设备为第二类型设备时，所述比较单元输出第二比较信号，所述控制单元根据所述第二比较信号输出第二控制信号控制所述开关单元接通所述接口与所述第二通信接口芯片。
11.优选地，所述控制单元包括：
12.第一电子开关，包括第一端、第二端及使能端，所述第一电子开关的第一端电连接于所述比较单元的输出端；
13.第一电阻，一端电连接于所述第一电子开关的使能端，另一端电连接于电源；
14.第二电子开关，包括第一端端、第二端及使能端，所述第二电子开关的第二端接地，所述第二电子开关的第一端电连接于所述第一电子开关的使能端；
15.控制子单元，电连接于所述比较单元的输出端与所述第二电子开关的使能端之间；
16.触发器，输入端电连接于所述第一电子开关的第一端，输出端电连接于所述开关单元。
17.优选地，当所述第一类型设备或第二类型设备在传输数据时，所述控制子单元维
持高电平，使能所述第二电子开关，所述第二电子开关导通接地；
18.当所述第二电子开关接地时，所述第一电子开关的使能端接地，所述第一电子开关断开，使得所述触发器维持当前的输出状态。
19.优选地，所述控制子单元包括：
20.第一电容，一端电连接于所述比较单元的输出端；
21.第一逻辑非门，输入端电连接于所述第一电容的另一端；
22.第二逻辑非门，输入端电连接于所述第一逻辑非门的另一端；
23.二极管，阳极电连接于所述第二逻辑非门的输出端；
24.第二电容，一端电连接于所述二极管的阴极，另一端接地；
25.第二电阻，一端电连接于所述二极管的阴极，另一端接地。
26.优选地，当所述第一类型设备或第二类型设备在传输数据时，所述比较单元输出高低变换的电平信号，所述第一电容放电使能所述第二电子开关，所述第二电子开关导通接地；
27.当所述第二电子开关接地时，所述第一电子开关的使能端接地，所述第一电子开关断开，使得所述触发器维持当前的输出状态。
28.优选地，所述开关单元包括：
29.第一开关组，包括第三电子开关及第四电子开关，所述第三电子开关及所述第四电子开关都包括第一端、第二端及使能端，所述第三电子开关及第四电子开关的第一端电连接于所述第一通信接口芯片，第二端电连接于所述接口，使能端电连接于所述触发器的输出端；
30.第二开关组，包括第五电子开关及第六电子开关，所述第五电子开关及所述第六电子开关都包括第一端、第二端及使能端，所述第五电子开关及第六电子开关的第一端电连接于所述第二通信接口芯片，第二端电连接于所述接口，使能端通过第三逻辑非门电连接于所述触发器的输出端。
31.优选地，当所述触发器输出高电平时，所述第三电子开关及第四电子开关导通，所述第五电子开关及第六电子开关断开，所述第一通信接口芯片接通所述接口；
32.当所述触发器输出低电平时，所述第五电子开关及第六电子开关导通，所述第三电子开关及第四电子开关断开，所述第二通信接口芯片接通所述接口。
33.优选地，所述处理器电连接于所述触发器的输入端，用于控制所述触发器的输出。
34.相对于现有技术，本发明实施方式提供的串口复用电路，通过比较单元比较所述外部设备的接入电压与基准电压，输出比较信号，进而控制单元根据所述比较信号输出控制信号，最后开关单元据所述控制信号选择连接所述第一通信接口芯片或所述第二通信接口芯片，从而实现端口复用，减小产品的体积。
附图说明
35.图1为本发明串口复用电路一实施方式的模块示意图。
36.图2为本发明串口复用电路另一实施方式的流程示意图。
37.主要组件符号说明
38.串口复用电路10
39.接口100
40.比较单元101
41.控制单元102
42.开关103
43.第一开关组 1031
44.第二开关组 1032
45.第一电子开关～第六电子开关 k1～k6
46.控制子单元 1011
47.第一逻辑非门～第三逻辑非门 not1～not3
48.第一电阻～第二电阻r1～r2
49.第一电容～第二电容 c1～c2
50.二极管 d1
51.第一通信接口芯片～第二通信接口芯片u1～u2
52.处理器 u3
53.如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
54.参见图1所示，图1为本发明串口复用电路10一实施方式的结构示意图。在本实施方式中，串口复用电路装置10内含不同的通信串口芯片，可以接入不同类型的外部设备，例如rs485串口设备或rs232串口设备，根据不同类型的外部设备，选择相应的通信串口芯片实现数据传输。
55.在本实施方式中，串口复用电路装置10包括接口100、比较单元101、控制单元102、开关单元103、第一通信接口芯片u1、第二通信接口芯片u2及处理器u3。接口100用于接入外部设备。在本实施方式中，外部设备以rs485串口设备及rs232串口设备为例说明，但并不以此为限。比较单元101，电连接于接口100，用于比较所述外部设备的接入电压与基准电压，输出比较信号。控制单元102，电连接于比较单元101，用于根据所述比较信号输出控制信号。开关单元103，电连接于接口100与第一通信接口芯片u1与第二通信接口芯片u2之间，用于根据所述控制信号选择连接第一通信接口芯片u1或第二通接口芯片u2。具体而言，当所述外部设备为第一类型设备时，比较单元101输出第一比较信号，控制单元102根据所述第一比较信号输出第一控制信号控制开关单103接通接口100与第一通信接口芯片u1。当所述外部设备为第二类型设备时，比较单元101输出第二比较信号，控制单元102根据所述第二比较信号输出第二控制信号控制开关单元103接通所述接口与所述第二通信接口芯片，从而实现了一个接口满足不同类型设备的数据传输。
56.参见图2所示，图2为本发明串口复用电路10一具体实施方式的结构示意图。在本实施方式中，串口复用电路装置10包括接口100、比较单元101、控制单元102、开关单元103、第一通信接口芯片u1、第二通信接口芯片u2及处理器u3，其工作原理在上述实施方式中已作说明，在此不再赘述。
57.在本实施方式中，接口100包括接收引脚rx、发送引脚tx及接地端。比较单元101的正相输入端电连接于接口100的发送引脚tx，反相输入端电连接于基准电压vref。所述基准
电压vref的值由第一类型设备及第二类型设备而定。外部设备以rs485串口设备及rs232串口设备为例时，rs485串口设备的接入电压为3.3v左右，而rs232串口设备为5v左右，基准电压vref的值则介于3.3v与5v之间。控制单元102包括第一电子开关k1，包括第一端、第二端及使能端，第一电子开关k1的第一端电连接于比较单元101的输出端；第一电阻r1，一端电连接于第一电子开关k1的使能端，另一端电连接于电源vdd；第二电子开关k2，包括第一端、第二端及使能端，第二电子开关k2的第二端接地，第二电子开关k2的第一端电连接于第一电子开关k1的使能端；控制子单元1021，电连接于比较单元101的输出端与第二电子开关k2的使能端之间；触发器j1，输入端电连接于第一电子开关k1的第一端，输出端电连接于开关单元103。
58.在本实施方式中，默认状态下，第一电子开关k1为导通状态，当所述外部设备为第一类型设备，即rs485设备时，比较单元101输出高电平信号，第一电子开关k1输出高电平信号到触发器j1的输入端，触发器输出高电平信号至开关单元103以接通接口100与第一通信接口芯片u1。当所述外部设备为第二类型设备时，即rs232设备时，比较单元101输出低电平信号，第一电子开关k1输出低电平信号到触发器j1的输入端，触发器输出低电平信号至开关单元103以接通接口100与第二通信接口芯片u2。
59.在本实施方式中，当所述第一类型设备或第二类型设备在传输数据时，控制子单元1021维持高电平，使能第二电子开关k2，第二电子开关k2导通接地；当第二电子开关k2接地时，第一电子开关k1的使能端接地，第一电子开关k1断开，使得触发器j1维持当前的输出状态。具体地，控制子单元1021包括：第一电容c1，一端电连接于比较单元101的输出端；第一逻辑非门not1，输入端电连接于第一电容c1的另一端；第二逻辑非门not2，输入端电连接于第一逻辑非门not1的另一端；二极管d1，阳极电连接于第二逻辑非门not2的输出端；第二电容c2，一端电连接于二极管d1的阴极，另一端接地；第二电阻r2，一端电连接于二极管d1的阴极，另一端接地。当所述第一类型设备或第二类型设备在传输数据时，比较单元输出高低变换的电平信号，第一电容c1放电使能第二电子开关k2，第二电子开关k2导通接地；当所述第二电子开关k2接地时，第一电子开关k1的使能端接地，第一电子开关k1断开，使得触发器j1维持当前的输出状态，即触发器j1维持当前的电平状态。
60.在本实施方式中，开关单元103包括第一开关组1031，包括第三电子开关k3及第四电子开关k4，第三电子开关k3及第四电子开关k4都包括第一端、第二端及使能端，第三电子开关k3及第四电子开关k4的第一端电连接于第一通信接口芯片u1，第二端电连接于接口100，使能端电连接于触发器j1的输出端。具体地，第三电子开关k3的第一端电连接于接口100的接收引脚rx，第三电子开关k4的第一端电连接于接口100的发送引脚tx。第二开关组1032，包括第五电子开关k5及第六电子开关k6，第五电子开关k5及第六电子开关k6都包括第一端、第二端及使能端，第五电子开关k5及第六电子开关k6的第一端电连接于第二通信接口芯片u2，第二端电连接于接口100，使能端通过第三逻辑非门not3电连接于触发器j1的输出端。具体地，第五电子开关k5的第一端电连接于接口100的接收引脚rx，第六电子开关k6的第一端电连接于接口100的发送引脚tx。当触发器j1输出高电平时，第三电子开关k3及第四电子开关k4导通，第五电子开关k5及第六电子开关k6断开，第一通信接口芯片u1接通接口100；当触发器j1输出低电平时，第五电子开关k5及第六电子开关k6导通，第三电子开关k3及第四电子开关k4断开，第二通信接口芯片u2接通接口100。
61.在本实施方式中，处理器u3还电连接于触发器j1的输入端，用于控制所述触发器的输出，即用户可以通过处理器u3控制d1触发器的输出，从而控制开关单元103的通断。
62.本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。