一种通讯转接电路的制作方法

1.本实用新型涉及音箱技术领域，特别涉及一种通讯转接电路。


背景技术：

2.在音箱产品的设计中，一般会预留uart接口作为音箱成品的程序烧录、功能调试的接口，但是由于uart接口特性，当调试机器距离与音箱距离超出uart接口传输距离时，无法通过uart接口获取调试信息。在工厂中，面对产品的批量生产，通常需要对产品进行调试、质检。仅uart接口无法满足远距离调试工作，所以需要将产品中的uart接口转化为其他接口类型，传输更远的距离。为了保证更远的传输距离，则可以采用rs485通讯协议，但是rs485通讯是半双工通信方式，且音箱产品对mcu的gpio资源需求高，音响控制器难以分配额外的gpio进行通讯收发控制，因此，如何在不增加额外控制用gpio的情况下，完成对rs485通讯收发控制，就成为了亟需要解决的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种通讯转接电路，能够自动完成通讯收发控制。
4.根据本实用新型实施例的通讯转接电路，包括：
5.数字隔离模块，其具有一组第一通讯连接端、一组第二通讯连接端，所述一组第一通讯连接端用于连接第一通讯单元的通讯接口，所述数字隔离模块用于进行通讯电压转换；
6.开关单元，具有开关受控端、开关输入端和开关输出端，所述开关受控端与所述一组第二通讯连接端中用于信号发送的第二通讯连接端连接，所述开关输入端用于连接工作电压；所述开关单元用于在所述数字隔离模块驱动下完成通断状态调整；
7.信号转换模块，具有通信方向控制端、一组第三通讯连接端、一组第四通讯连接端，所述一组第三通讯连接端与所述一组第二通讯连接端连接，所述通信方向控制端与所述开关输出端连接，所述一组第四通讯连接端用于连接第二通讯单元；所述信号转换模块用于进行通信协议转换、以及在所述开关单元的驱动下调整所述信号转换模块与所述第二通讯单元的信号传输方向。
8.根据本实用新型实施例的通讯转接电路，至少具有如下有益效果：
9.通过数字隔离模块可实现通讯电压的转换，使得两种通讯协议之间的电压可以匹配，便于后续进行通信协议转换；同时，数字隔离模块的第一通讯连接端在进行通讯传输时，其自身的电压可以同步驱动开关单元接通，使得开关单元可以输出高低两种电平信号至信号转换模块的通信方向控制端，使得信号转换模块能够完成信号传输方向的切换。本实用新型实施例的通讯转接电路直接利用通讯时通讯口自身携带的电压信号完成了对通信方向的选择，不再需要依赖于gpio管脚进行控制，实现了对通讯方向的自动切换。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述数字隔离模块还包括用于连接第一工作电源
的第一电压连接端，所述第一电压连接端与地线之间连接有第一电容。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述数字隔离模块还包括用于连接第二工作电源的第二电压连接端，所述第二电压连接端与所述地线之间连接由第二电容。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述数字隔离模块采用数字隔离芯片。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述数字隔离芯片采用adum1201brz芯片。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述开关单元包括：
15.mos管，其栅极与所述一组第二通讯连接端中用于信号发送的第二通讯连接端连接，源极与第二工作电源之间连接有第一电阻，漏极与所述通信方向控制端连接，漏极与地线之间连接有第二电阻。
16.根据本实用新型的一些实施例，所述开关单元还包括与所述第二电阻并联的第三电容。
17.根据本实用新型的一些实施例，所述一组第四通讯连接端中每一个所述第四通讯连接端与地线之间皆连接有防静电二极管。
18.根据本实用新型的一些实施例，所述信号转换模块采用通信协议转换芯片。
19.根据本实用新型的一些实施例，所述一组第一通讯连接端为一组uart连接端，所述一组第三通讯连接端为一组rs485连接端。
20.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
21.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
22.图1为本实用新型实施例的通讯转接电路的电路原理图。
23.附图标号：
24.数字隔离模块100、
25.开关单元200、
26.信号转换模块300。
具体实施方式
27.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
28.在本实用新型的描述中，如果有描述到第一、第二等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
29.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，
因此不能理解为对本实用新型的限制。
30.本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
31.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，以下所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，并非全部实施例。
32.参见图1所示，图1是本实用新型一个实施例提供的通讯转接电路的电路原理图，该通讯转接电路包括数字隔离模块100、开关单元200、信号转换模块300，
33.数字隔离模块100，其具有一组第一通讯连接端、一组第二通讯连接端，一组第一通讯连接端用于连接第一通讯单元的通讯接口，数字隔离模块100用于进行通讯电压转换；
34.开关单元200，具有开关受控端、开关输入端和开关输出端，开关受控端与一组第二通讯连接端中用于信号发送的第二通讯连接端连接，开关输入端用于连接工作电压；开关单元200用于在数字隔离模块100驱动下完成通断状态调整；
35.信号转换模块300，具有通信方向控制端、一组第三通讯连接端、一组第四通讯连接端，一组第三通讯连接端与一组第二通讯连接端连接，通信方向控制端与开关输出端连接，一组第四通讯连接端用于连接第二通讯单元；信号转换模块300用于进行通信协议转换、以及在开关单元200的驱动下调整信号转换模块300与第二通讯单元的信号传输方向。
36.参考图1，本实施例中，实质上是需要利用通讯转接电路实现两种通讯协议之间通讯转换，因此，需要对两种通讯协议之间的通讯电压进行转换，以及对通讯信号类型进行转换。数字隔离模块100便可以完成通讯电压的转换，而信号转换模块300而可以完成通讯信号类型的转换，因此，数字隔离模块100的一组第三通讯连接端与数字隔离模块100的一组第二通讯连接端连接，以共同实现通讯信号的电压转换以及通讯类型转换。
37.继续参考图1，同时，数字隔离模块100的一组第二通讯连接端中的一个第二通讯连接端连接至开关单元200的开关受控端，从而可以在该第二通讯连接端输出高电平信号时，使能开关单元200导通开关输入端和开关输出端，在第二通讯连接端未输出高电平信号时断开开关输入端和开关输出端，可以使得开关输出端实现高低电平信号的变化，又因为开关输出端连接在信号转换模块300的通信方向控制端，因为，随着开关单元200的导通和断开的变化信号转换模块300可以实现通讯方向的切换。
38.具体来说，当音箱内控制器需要向音箱外设备发送信号时，第一通讯单元的调试端口，即音箱内控制器的调试端口，通过一组第一通讯连接端输入通讯信号，并经过数字隔离模块100转换后得到满足音箱外设备的通讯电压，同时，数字隔离模块100通过第二通讯连接端输出的信号会同步驱动开关单元200接通，使得开关单元200的开关输出端输出高电平信号至信号转换模块300的通信方向控制端，以使得信号转换模块300进行向外发送信号的模式，使得数字隔离模块100输出的通讯信号实时通过信号转换模块300转换输出到第二通讯单元，即输出到外部设备；反之，在需要接收外部设备传输的通讯信号时，数字隔离模块100的第二通讯连接端没有有效电压信号输出，此时，开关单元200无法接通，处于断开装置，开关单元200只能通过开关输出端输出低电平至信号转换模块300的通信方向控制端，此时，信号转换模块300处于接收外部设备发送信号模式，以接收外部设备发送的通讯信号。至此，本实用新型实施例的通讯转接电路利用数字隔离模块100第二通讯连接端电平信
号的变换以及开关单元200的通断变换完成对信号转换模块300的通讯模式的自动切换。
39.本实用新型实施例的通讯转接电路通过数字隔离模块100可实现通讯电压的转换，使得两种通讯协议之间的电压可以匹配，便于后续进行通信协议转换；同时，数字隔离模块100的第一通讯连接端在进行通讯传输时，其自身的电压可以同步驱动开关单元200接通，使得开关单元200可以输出高低两种电平信号至信号转换模块300的通信方向控制端，使得信号转换模块300能够完成信号传输方向的切换。本实用新型实施例的通讯转接电路直接利用通讯时通讯口自身携带的电压信号完成了对通信方向的选择，不再需要依赖于gpio管脚进行控制，实现了对通讯方向的自动切换。
40.参考图1，在一些实施例中，数字隔离模块100还包括用于连接第一工作电源的第一电压连接端，第一电压连接端与地线之间连接有第一电容。数字隔离模块100还包括用于连接第二工作电源的第二电压连接端，第二电压连接端与地线之间连接由第二电容。第一电容和第二电容为数字隔离模块100接入电源的去耦电容。
41.参考图1，在一些实施例中，一组第二通讯连接端中每个第二通讯连接端都串联了一个电阻，可用于阻抗匹配、调试用。
42.在一些实施例中，数字隔离模块100采用数字隔离芯片。数字隔离芯片可以实现通讯电压信号的转换。
43.在一些实施例中，数字隔离芯片采用adum1201brz芯片。adum1201brz芯片可以实现uart通信协议电压与rs485通讯协议电压之间电压转换。
44.参考图1，在一些实施例中，开关单元200包括mos管，mos管的栅极与一组第二通讯连接端中用于信号发送的第二通讯连接端连接，源极与第二工作电源之间连接有第一电阻，漏极与通信方向控制端连接，漏极与地线之间连接有第二电阻。在栅极为高电压时，源极和漏极之间接通，此时，第二工作电源的电压通过第一电阻和第二电阻分压后，由漏极输出高电平信号至信号转换模块300的通讯方向控制端，使信号转换模块300的通讯方向为对外发送方向；反之，当栅极为低电压时，源极和漏极之间断开，此时，漏极通过第二电阻接地，输出低电平信号至信号转换模块300的通讯方向控制端，使信号转换模块300的通讯方向为接收信号方向。在一些实施例中，开关单元200还包括与第二电阻并联的第三电容。
45.参考图1，在一些实施例中，一组第四通讯连接端中每一个第四通讯连接端与地线之间皆连接有防静电二极管。利用防静电二极管可以提供静电防护作用。
46.在一些实施例中，信号转换模块300采用通信协议转换芯片。直接利用通信协议转换芯片即可实现通讯协议转换。在一些实施例中，通信协议转换芯片采用sn65hvd485e芯片，sn65hvd485e芯片可以实现uart通信协议与rs485通讯协议之间的转换。
47.参考图1，在一些实施例中，一组第一通讯连接端为一组uart连接端，一组第三通讯连接端为一组rs485连接端。基于sn65hvd485e芯片和adum1201brz芯片，可以对uart连接端和rs485连接端实现信号转换和传输，从而解决无法进行远距离传输信号的问题。
48.为了更好的解释本实用新型实施例的通讯转接电路，这里以具体实施例对整个工作过程进一步叙述，示例中音箱内控制器一侧为uart接口，音箱外的外部设备一侧为rs485通讯接口，并基于通信协议转换芯片sn65hvd485e芯片和数字隔离芯片adum1201brz芯片完成转换，且mos管采用p沟道mos管。
49.这里先对本技术具体实施例的通讯转接电路进行一个简述。
50.参考图1，数字隔离芯片u1的第一通讯连接端voa、vib分别连接uart接口的uart_rx端口和uart_tx端口，且uart_rx端口连接有上拉电阻r1，第一通讯连接端voa、vib分别串联了电阻r2、r3；数字隔离芯片u1的第二通讯连接端via、vob则对应连接至通信协议转换芯片的第三通讯连接端ro、di；数字隔离芯片u1可以完成uart通讯协议电压至rs485通讯协议电压的转化；数字隔离芯片u1的第一电压连接端vdd1和第二电压连接端vdd2分别连接了第一工作电源3v3和第二工作电源5v，且第一电压连接端vdd1与地线之间连接了第一电容c1，第二电压连接端vdd2与地线之间连接了第二电容c2。
51.mos管的栅极与第二通讯连接端vob连接，源极与第二工作电源5v之间连接了第一电阻r5，漏极与地线之间连接了第二电阻r4，第二电阻并联有第三电容c4。
52.通信协议转换芯片u2的通讯方向控制端re、de皆与mos管的漏极连接，通信协议转换芯片u2的第四通讯连接端b、a分别与rs485接口的rs485_b和rs485_a连接，且第四通讯连接端b、a与地线之间连接了防静电二极管esd1、esd2；此外，通信协议转换芯片u2的工作电压端连接了第二工作电源，且该工作电源端与地线之间连接有第四电容r3。
53.下面简述一下本具体实施例的通讯转接电路自动切换485通讯方向的工作过程。
54.当uart接口有信号输出到数字隔离芯片u1的第一通讯连接端vib时，数字隔离芯片u1的第二通讯连接端vob会输出进行电压转换之后的通讯信号，该信号会通过第二通讯连接端vob传输至通信协议转换芯片u2的第三通讯连接端di，且，该信号会同时传输至mos管的栅极，mos管的栅极在接收到高电平信号后便会接通，使得第一电阻r5和第二电阻r4构成分压电路，从而输出高电平信号至通信协议转换芯片u2的通讯方向控制端re、de，使得通信协议转换芯片u2进入输出信号的模式，此时，输入至第三通讯连接端ro、di的通讯信号则会完成uart协议至rs485协议的转换，通过第四通讯连接端b、a输出通讯信号至外部设备，完成通讯信号的输出。
55.当外部有信号传输进音箱内时，uart接口处于接收数据的状态，此时，数字隔离芯片u1的第二通讯连接端via处于接收状态，第二通讯连接端vob不再输出通讯信号，mos管无法导通，mos管漏极输出低电平信号至通讯方向控制端re、de，使通信协议转换芯片u2进入接收信号的模式，此时，通过第四通讯连接端b、a接收的rs485通讯信号会转换为uart通讯信号，并发送至第二通讯连接端via，数字隔离芯片u1通过第二通讯连接端via接收数据后，进行电压转换后，通过第一通讯连接端voa输出至音箱内控制器的uart接口。
56.本实用新型实施例的通讯转接电路通过数字隔离芯片u1可实现通讯电压的转换，使得两种通讯协议之间的电压可以匹配，便于后续进行通信协议转换；同时，数字隔离模块100的第一通讯连接端在进行通讯传输时，其自身的电压可以同步驱动开关单元200接通，使得开关单元200可以输出高低两种电平信号至信号转换模块300的通信方向控制端，使得信号转换模块300能够完成信号传输方向的切换。本实用新型实施例的通讯转接电路直接利用通讯时通讯口自身携带的电压信号完成了对通信方向的选择，不再需要依赖于gpio管脚进行控制，实现了对通讯方向的自动切换。
57.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。