一种串口扩展结构制造技术

本实用新型专利技术涉及串口扩展技术，特别是一种串口扩展结构，其特征在于：CPU的各个串口对应连接有模拟开关，通过模拟开关连接至物理电平转换芯片或物理电平转换电路，所述模拟开关为2N个，其中N≥1，N为整数；所述物理电平转换芯片可以是RS232、RS485或光电转换等芯片，所述物理电平转换电路可以是光耦、三极管或二极管及其电阻电容等组成的电平转换电路；本实用新型专利技术结构简单，成本较低，易于大量使用于各种场合，稳定可靠；而且本实用新型专利技术数据连续性较好，在工作期间完全避免了漏掉数据的情况。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及串口扩展技术，特别是一种串口扩展结构。
技术介绍
对于飞速发展的电子技术，串行接口作为一种主要的通讯方式的使用，越来越普遍，导致许多场合对串口的扩展提出了要求。 在现有的串口扩展技术中可归纳为以下两类一种是采用多路外部串口分时复用的方式，一种是总线扩展串口芯片的方式。对于分时复用方式，是把多个工作的每个工作都分成多个时间段，然后各个工作的各个时间段交叉使用。该方式只能用于通讯协议一定、通讯方式类似的特定的场合，特别不能使用于外部设备主动广播发送数据的场合，不能解决协议不明确，特别是外部设备广播发送数据的场合。对于总线扩展串口芯片的方式，如计算机系统中的多串口卡，其成本相对昂贵，结构复杂，特别对于需接的外部设备较多的场合，其价格更是成倍增加，这不利于在各种场合大量使用。因此需要另一种串口扩展结构，价格适中，能适用于各种场合。
技术实现思路
对于现有扩展串口方式的技术的不足，本技术提出的一种串口扩展方法和装置，成本较低，稳定可靠，易于大量使用于各种场合。本技术采用的技术方案是一种串口扩展结构，其特征在于CPU的各个串口对应连接有模拟开关，通过模拟开关连接转换物理电平转换芯片或转换电路，所述模拟开关为2N个，其中NS 1，N为整数。CPU含有η个独立物理串口，其中η彡1，η为整数。进一步的，m个CPU通过内部总线连接组成，其中m彡1，m为整数。 所述物理电平转换芯片可以是RS232、RS485或光电转换等芯片。所述物理电平转换电路可以是光耦、三极管或二极管及其电阻电容等组成的电平转换电路。所述CPU的通用输入或输出连接到模拟开关的选通位和使能位。本技术的有益效果如下本技术结构简单，成本较低，易于大量使用于各种场合，稳定可靠；而且本技术数据连续性较好，在工作期间完全避免了漏掉数据的情况。附图说明图I是本技术系统电路结构示意图图2是本技术多CPU的一种实施电路结构示意图图3是本技术单CPU的一种实施电路结构示意图其中附图标记为U、U0、U1、U2、U3均为 CPU, COMO、COMU COM2 均为串口，K01、K02、K11、K12、K21、K22、U4、U5均为模拟开关，GPIO为通用输入或输出，ZSDL为通讯指示电路；图 I 中 XP01、XP02、......、XP08、XP11、XP12、......、XP18、XP21、XP22、......、XP28 均为接口芯片，图 2 中 XP200、XP201、XP221、XP222、......、XP228 均为接口芯片，图 3 中 XP300、XP301、XP321、XP322、......、XP328。具体实施方式实施例I如图I所不，对本技术系统电路结构不意图说明，此例中n=3 中央处理器U具有3个串口通讯接口 COMO、COMl、COM2，3个通讯接口相互独立连接3种不同类型的外部通讯设备，每种外部通讯设备可接广32个，根据外部通讯设备的不同，接口芯片 XP01、XP02、......、XP08、XP11、XP12、......、XP18、XP21、XP22、......、XP28 可以是RS232、RS485、光电转换芯片或光耦、三极管、二极管及其电阻电容等组成的电平转换电路。中央处理器采集数据、处理数据并转发到其中一个口的外部设备数据到剩余其他两种类型外部设备上，实现几类设备间的数据相互传输。该结构的具体连接如下(I) CPU的串口 COMO通过模拟开关KOI、K02连接至转换物理电平转换芯片；(2) CPU的串口 COMl通过模拟开关K11、K12连接至转换物理电平转换芯片XP01、XP02、......、XP08;(3) CPU的串口 COM2通过模拟开关K21、K22连接至转换物理电平转换芯片；(4) CPU的串口 COMO和串口 COMl、串口 COM2也可部分或全部直接连接至转换物理电平转换芯片；(5) CPU的GPIO连接到模拟开关选通位及使能位；(6) CPU通过相互之间的总线交换数据；(7) 上述(I) (5)所述的模拟开关有1(01、1(02、1(11、1(12、1(21、1(22。 本技术还连接有通讯指示电路ZSDL，本技术可以通过不同的串口方便快捷地处理不同类型的数据流。实施例2如图2所示，是一个本技术的具体应用实例多CPU的电路结构示意图，此例中 m=4。本实例中中央处理器CPU分别为U(TU3，使用为C8051F310，4个CPU之间采用I2C总线和SPI总线相互连接实现数据共享，其中UO为主控器控制其他CPU间的通讯，U0, UUU2、U3的每个串口 C0M0、C0M1、C0M2独立一个串口输出，分别连接有接口芯片XP200、XP201。本实例中仅是U3的串口通过U4、U5模拟开关⑶4051扩展了串口的输出，分别连接有接口芯片XP221、XP222、......、XP228，采用MAX3232E作为RS232输出。所有CPU还连接有通讯指示电路ZSDL。实施例3如图3所示，是一个本技术具体应用实例单CPU的电路结构示意图。本实例中，U为中央处理器CPU，型号为C8051F340，包含两个串口 C0M1、COM2,该两个串口 C0M1、COM2直接与接口芯片XP300、XP30 1连接，接口芯片XP300、XP301采用MAX3232山还包含第三串口 COM3，采用I/O 口模拟，经过模拟开关U6、U7扩展，模拟开关6、U7 采用 UCD4051，与接口芯片 XP321、XP322、......、XP328 连接，接口芯片 XP321、XP322、......、XP328 采用 MAX232。权利要求1.一种串口扩展结构，其特征在于CPU的各个串口对应连接有模拟开关，通过模拟开关连接转换物理电平转换芯片，所述模拟开关为2N个，其中N彡1，N为整数。2.根据权利要求I所述的一种串口扩展结构，其特征在于CPU含有η个独立物理串口，其中η≥1，η为整数。3.根据权利要求I或2所述的一种串口扩展结构，其特征在于m个CPU通过内部总线连接组成，其中m≥l，m为整数。4.根据权利要求I所述的一种串口扩展结构，其特征在于所述物理电平转换芯片采用RS232芯片。5.根据权利要求I所述的一种串口扩展结构，其特征在于所述物理电平转换芯片采用RS485芯片。6.根据权利要求I所述的一种串口扩展结构，其特征在于所述物理电平转换芯片采用光电转换芯片。7.根据权利要求I所述的一种串口扩展结构，其特征在于所述CPU的通用输入或输出口连接到模拟开关的选通位和使能位。专利摘要本技术涉及串口扩展技术，特别是一种串口扩展结构，其特征在于CPU的各个串口对应连接有模拟开关，通过模拟开关连接至物理电平转换芯片或物理电平转换电路，所述模拟开关为2N个，其中N≥1，N为整数；所述物理电平转换芯片可以是RS232、RS485或光电转换等芯片，所述物理电平转换电路可以是光耦、三极管或二极管及其电阻电容等组成的电平转换电路；本技术结构简单，成本较低，易于大量使用于各种场合，稳定可靠；而且本技术数据连续性较好，在工作期间完全避免了漏掉数据的情况。文档编号G06F13/40GK20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种串口扩展结构，其特征在于：CPU的各个串口对应连接有模拟开关，通过模拟开关连接转换物理电平转换芯片，所述模拟开关为2N个，其中N≥1，N为整数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高万堂，郭明杰，廖志清，陈志君，戴祥，罗涛，杨媛，孙树会，
申请(专利权)人：成都明意科技发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：