一种单串口复用方式实现的多总线、多信道接口制造技术

本发明专利技术公开了一种单串口复用方式实现的多总线、多信道接口，本发明专利技术涉及数据采集终端的通信接口电路技术领域，本发明专利技术包括M_BUS、RS485总线和远红外通信的数据采集终端通信接口电路，通过在单串口复用方式下实现M_BUS、RS485多总线数据采集接口，同时，在单串口复用方式下实现远红外通信接口一体化设计，实现与手持式远红外通信设备通信；接口电路的实现仅使用微控制器一路串行通信接口，电路简洁，外围器件少，成本低，在接口控制电路控制下，M_BUS、RS485总线和远红外通信信道工作时，发送、接收数据状态各自独立，互不干扰，通信稳定可靠，已在数据采集工程中充分验证。

【技术实现步骤摘要】
一种单串口复用方式实现的多总线、多信道接口
一种单串口复用方式实现的多总线、多信道接口，用于M_BUS总线、RS485总线、远红外IRD信道通信接口电路及通信复用，本专利技术涉及数据采集终端的通信接口电路

技术介绍
数据采集终端的核心功能是数据采集、存储和数据上送，数据采集、上送的物理层链路由通信接口构成，通信接口是数据采集终端的重要电路，其中M_BUS、RS485是数据采集终端经常具备的两种现场总线接口。目前，数据采集终端通常设计M_BUS、RS485总线接口的方法是采用微控制器两路独立的串行通信口将M_BUS、RS485总线接口设计成两套完全独立的接口电路，这种通信接口设计工作稳定可靠，因此被广泛采用，但是，这种接口电路设计多占用微控制器一路串行通信口，另外，根据数据采集终端技术规范，微控制器与M_BUS、RS485接口必须隔离，因此，这种接口电路设计必须采用两路隔离器件，成本高并且占用印制电路板面积。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对两路独立的串行通信口、两套独立的接口电路电路方案，提供一种单串口复用方式实现的多总线、多信道接口。本专利技术采用的技术方案如下：一种单串口复用方式实现的多总线、多信道接口，包括接口控制电路、微控制器串口发送/接收指示电路、M_BUS总线发送使能控制电路、RS485总线发送/接收状态控制电路、远红外IRD发送/接收电路；所述接口控制电路，用于微控制器的一路串口UART实现M_BUS、RS485、远红外IRD三种不同信道的数据发送/接收，电路精简；所述微控制器串口接收指示电路，用于指示串口UART有接收数据返回，方便现场调试；所述M_BUS总线发送使能控制电路，用于控制串口UART的发送数据切换到M_BUS总线；所述RS485总线发送/接收状态控制电路，用于控制串口UART的发送数据切换到RS485总线；所述远红外IRD发送/接收电路，用于串口UART通过远红外接口发送/接收数据。本专利技术的工作原理为：如图1所示，在微控制器的控制下，接口电路仅使用微控制器的一路串口，实现M_BUS总线、RS485总线、远红外IRD多信道通信，与常规的设计相比，占用微控制器资源最少，接口电路简化，占用PCB面积小，物料成本低，并且性能稳定可靠，由于微控制器与M_BUS总线、RS485总线加光耦隔离，符合现行产品技术规范要求和客户需求。1）串口数据发送电路，微控制串口的发送数据通过隔离光耦同时向M_BUS、RS485输入端发送，同时也向远红外IRD电路的发送输入端发送，微控制器使能发送控制电路将发送数据发送到M_BUS或RS485总线，但发送数据不能同时发送到M_BUS、RS485总线，防止M_BUS、RS485总线同时有数据返回；微控制器使能38kHz远红外调制信号，控制发送数据使能远红外IRD发送；2）串口数据接收电路，从M_BUS、RS485总线的接收数据通过隔离光耦传送到微控制串口接收端，远红外IRD的接收数据传送到微控制串口接收端，微控制远红外IRD能够被远红外接收控制信号使能数据接收；三路接收数据不存在“线与”；3）数据接收指示，当M_BUS总线、RS485总线、远红外IRD有接收数据时，接收数据信号驱动LED指示灯闪烁，方便工程现场调试。可选的，所述接口控制电路包括光耦E2和三极管V4，所述光耦E2第一引脚发光管阳极连接电阻R13一端，电阻R13另一端连接到3.3V电源；光耦E2第二引脚发光管阴极连接到微控制器IO管脚CTR；光耦E2第三引脚光电接收管射极连接参考点G；光耦E2第四引脚光电接收管集电极同时连接到电阻R10一端和三极管V4的基极，电阻R10另一端连接到5V电源；三极管V4的发射极连接到参考地G；三极管V4的集电极连接到电阻R11的一端，电阻R11另一端连接到5V电源。可选的，所述微控制器串口发送/接收指示电路包括LED指示灯HL1，LED指示灯HL2；所述微控制器串口发送指示电路，光耦E1第一引脚发光管阳极连接到LED指示灯HL1阴极，LED指示灯HL1阳极连接到电阻R1一端，电阻R1另一端连接到3.3V电源；光耦E1第二引脚发光管阴极连接到微控制器串行发送端TXD；微控制器串口接收指示电路，光耦E3第三引脚光电管发射极连接到GND参考地；光耦E3第四引脚光电管集电极连接到微控制器串行接收端RXD，同时，光耦E3第四引脚光电管集电极连接到电阻R15和电阻R14一端，电阻R15另一端连接到3.3V电源，R14另一端连接到三极管V3基极，三极管V3发射极连接到3.3V电源，三极管V3集电极连接到电阻R9一端，电阻R9另一端连接到LED指示灯HL2阳极，LED指示灯HL2阴极连接到GND参考地。可选的，所述M_BUS总线发送使能控制电路，包括光耦E1及光耦E1第三引脚光电管发射极所采用的控制方式，所述光耦E1第三引脚光电管发射极连接到三极管V4的集电极CTR1。可选的，所述RS485总线发送/接收状态控制电路，包括RS485芯片N1，二极管VD2，RS485芯片N1的第二、第三引脚所采用的控制方式；所述RS485芯片N1的第一引脚RO连接到二极管VD2阴极，二极管VD2阳极连接到微控制器光耦E3的第二引脚发光法阴极；RS485芯片N1的第二引脚RE和第三引脚DE互连，同时，RS485芯片N1的第二引脚RE和第三引脚DE连接到三极管V4集电极CTR1。可选的，所述远红外IRD发送/接收电路，包括LED指示灯HL3、三极管V6、三极管V7、远红外接收管BL1、三极管V8、三极管V9；所述远红外IRD发送电路，光耦E1第二引脚发光管阴极连接到微控制器串行发送端TXD，微控制器串行发送端TXD一端连接电阻R25一端，电阻R25另一端连接三极管V7基极，三极管V7发射极连接3.3V电源，三极管V7集电极连接LED指示灯HL3阳极，LED指示灯HL3阴极连接电阻R22一端，电阻R22另一端连接三级管V6集电极，三级管V6基极连接到电阻R26一端，电阻R26另一端连接38kHz，三级管V6发射极连接到参考地GND；所述远红外IRD接收电路，红外接收管BL1第一管脚OUT同时连接到电容C6的一端和三极管V9发射极，电容C6的另一端连接到参考地GND，三极管V9集电极连接到微控制器的串行接收端RXD，三极管V9基极同时连接到电阻R24一端和三极管V8集电极，电阻R24另一端连接3.3V电源，三极管V8发射极连接参考地GND，三极管V8基极连接到电阻R23，电阻R23另一端连接到微控制器IO管脚IRD_CTL；红外接收管BL1第二管脚GND连接到参考地GND，红外接收管BL1第三管脚VS同时连接到3.3V电源和电容C7一端，电容C7另一端连接到参考地GND。可选的，所述光耦E2型号LTV-816S，三极管V1型号2SAR514R，三极管V2型号2SC2412，电阻R13电阻值为1kΩ，电阻R10电阻值为4.7kΩ，电阻R11电阻值为10kΩ。...

【技术保护点】
1.一种单串口复用方式实现的多总线、多信道接口，其特征在于，包括接口控制电路、微控制器串口发送/接收指示电路、M_BUS总线发送使能控制电路、RS485总线发送/接收状态控制电路、远红外IRD发送/接收电路；/n所述接口控制电路，用于微控制器的一路串口UART实现M_BUS、RS485、远红外IRD三种不同信道的数据发送/接收，电路精简；/n所述微控制器串口发送/接收指示电路，用于指示串口UART有接收数据返回，方便现场调试；/n所述M_BUS总线发送使能控制电路，用于控制串口UART的发送数据切换到M_BUS总线；/n所述RS485总线发送/接收状态控制电路，用于控制串口UART的发送数据切换到RS485总线；/n所述远红外IRD发送/接收电路，用于串口UART通过远红外接口发送/接收数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种单串口复用方式实现的多总线、多信道接口，其特征在于，包括接口控制电路、微控制器串口发送/接收指示电路、M_BUS总线发送使能控制电路、RS485总线发送/接收状态控制电路、远红外IRD发送/接收电路；
所述接口控制电路，用于微控制器的一路串口UART实现M_BUS、RS485、远红外IRD三种不同信道的数据发送/接收，电路精简；
所述微控制器串口发送/接收指示电路，用于指示串口UART有接收数据返回，方便现场调试；
所述M_BUS总线发送使能控制电路，用于控制串口UART的发送数据切换到M_BUS总线；
所述RS485总线发送/接收状态控制电路，用于控制串口UART的发送数据切换到RS485总线；
所述远红外IRD发送/接收电路，用于串口UART通过远红外接口发送/接收数据。


2.根据权利要求1所述的一种单串口复用方式实现的多总线、多信道接口，其特征在于，所述接口控制电路包括光耦E2和三极管V4，所述光耦E2第一引脚发光管阳极连接电阻R13一端，电阻R13另一端连接到3.3V电源；光耦E2第二引脚发光管阴极连接到微控制器IO管脚CTR；光耦E2第三引脚光电接收管射极连接参考点G；光耦E2第四引脚光电接收管集电极同时连接到电阻R10一端和三极管V4的基极，电阻R10另一端连接到5V电源；三极管V4的发射极连接到参考地G；三极管V4的集电极连接到电阻R11的一端，电阻R11另一端连接到5V电源。


3.根据权利要求1所述的一种单串口复用方式实现的多总线、多信道接口，其特征在于，所述微控制器串口发送/接收指示电路包括LED指示灯HL1，LED指示灯HL2；
所述微控制器串口发送指示电路，光耦E1第一引脚发光管阳极连接到LED指示灯HL1阴极，LED指示灯HL1阳极连接到电阻R1一端，电阻R1另一端连接到3.3V电源；光耦E1第二引脚发光管阴极连接到微控制器串行发送端TXD；
微控制器串口接收指示电路，光耦E3第三引脚光电管发射极连接到GND参考地；光耦E3第四引脚光电管集电极连接到微控制器串行接收端RXD，同时，光耦E3第四引脚光电管集电极连接到电阻R15和电阻R14一端，电阻R15另一端连接到3.3V电源，R14另一端连接到三极管V3基极，三极管V3发射极连接到3.3V电源，三极管V3集电极连接到电阻R9一端，电阻R9另一端连接到LED指示灯HL2阳极，LED指示灯HL2阴极连接到GND参考地。


4.根据权利要求1所述的一种单串口复用方式实现的多总线、多信道接口，其特征在于，所述M_BUS总线发送使能控制电路，包括光耦E1及光耦E1第三引脚光电管发射极所采用的控制方式，所述光耦E1第三引脚光电管发射极连接到三极管V4的集电极CTR1。


5.根据权利要求1所述的一种单串口复用方式实现的多总线、多信道接口，其特征在于，所述RS485总线发送/接收状态控制电路，包括RS485芯片N1，二极管VD2，RS485芯片N1的第二、第三引脚所采用的控制方式；所述RS...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪文红，方思敏，
申请(专利权)人：湖南慧明谦信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43