專利名稱：自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)器接口電路及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)器接口電路及方法，尤其涉及一種可實現(xiàn)RS232接口和RS422接口自適應(yīng)的調(diào)制解調(diào)器電路及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有調(diào)制解調(diào)器只有RS232串口，只能接入RS232串口設(shè)備。如果要接入串口為RS422的設(shè)備則需要增加一個RS232轉(zhuǎn)RS422的設(shè)備，價格較高，而且降低了系統(tǒng)的可靠性；另外，現(xiàn)有MODEM串口由于RS232的特性，還有如下缺點(diǎn)抗干擾能力差，傳輸速率低(最大115200bps)，只能一對一接入，串口傳輸距離較短(15m，9600bps下)。RS422的應(yīng)用十分廣泛，在工業(yè)中的應(yīng)用比例遠(yuǎn)大于RS232的應(yīng)用。但是其又不能直接接入調(diào)制解調(diào)器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決以上問題，提出一種自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)器接口電路及方法，調(diào)制解調(diào)器只需采用一個串口做到自動兼容，不需人工干預(yù)。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種串口自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)器接口電路，包括RS232口、RS422口、第一轉(zhuǎn)換電路、第二轉(zhuǎn)換電路，所述的RS232口的發(fā)送腳接至第一轉(zhuǎn)換電路的發(fā)送輸出端，RS232口的接收腳接至第一轉(zhuǎn)換電路的接收輸入端；所述的RS422口的兩個發(fā)送腳分別接至第二轉(zhuǎn)換電路的正、負(fù)發(fā)送輸出端，RS422口的兩個接收腳分別接至第二轉(zhuǎn)換電路的正、負(fù)接收輸入端，第一轉(zhuǎn)換電路的發(fā)送輸入端和第二轉(zhuǎn)換電路的發(fā)送輸入端用于與中央處理器的發(fā)送端相連，第一轉(zhuǎn)換電路的接收輸出端和第二轉(zhuǎn)換電路的接收輸出端經(jīng)邏輯與電路后用于與調(diào)制解調(diào)器的中央處理器接收端相連。
本發(fā)明的還提出一種自適調(diào)制解調(diào)接口方法，接收信號處理過程包括分別將兩種或多種不同標(biāo)準(zhǔn)的接收通信信號轉(zhuǎn)換成TTL電平信號并輸出的步驟；將輸出的TTL電平信號輸入至邏輯與電路后輸出的步驟；將其輸出到調(diào)制解調(diào)器的中央處理器的接收端的步驟；發(fā)送信號處理過程包括將調(diào)制解調(diào)器的中央處理器發(fā)出的TTL電平信號轉(zhuǎn)換成兩種或多種不同標(biāo)準(zhǔn)的通信信號的步驟；再將該信號輸出的步驟。
由于采用了以上的方案，經(jīng)TTL電平轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換和隔離后，在TTL電平轉(zhuǎn)換電路的另一端可以實現(xiàn)線與，只需一個發(fā)送和一個接收端口接入到調(diào)制解調(diào)器的通信口中，做到了兩種不同標(biāo)準(zhǔn)的通信口如RS232/RS422自動兼容，解決了以前調(diào)制解調(diào)器不能直接接入RS422串口設(shè)備的問題。對于采用RS232/RS422串口中的不同設(shè)備，都可以直接接入，可以實現(xiàn)自動兼容，不需人工干預(yù)。另外，利用RS422的差分輸入特性，該調(diào)制解調(diào)器還有抗干擾能力強(qiáng)、傳輸速率高、允許一對多連接，但每一時刻只能一個有效，通信口傳輸距離較長的特點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)器接口電路實施例第一轉(zhuǎn)換電路、第二轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換電路和線與電路部分的電路圖；圖2是本發(fā)明自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)器接口電路實施例第一隔離器件部分的電路圖；圖3是本發(fā)明自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)器接口電路實施例第二隔離器件部分的電路圖；圖4是本發(fā)明自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)器接口電路實施例電源隔離電路的電路具體實施例方式下面通過具體的實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
實施例一一種自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)器接口電路，包括RS232口、RS422口、RS232電平轉(zhuǎn)換電路1、RS422電平轉(zhuǎn)換電路2，RS232口的發(fā)送腳TXD0_接至RS232電平轉(zhuǎn)換電路1的發(fā)送輸出端，RS232口的接收腳RXD0_接至RS232電平轉(zhuǎn)換電路1的接收輸入端RXD0_；RS422口的兩個發(fā)送腳TK0+1、TX0-1分別接至RS422電平轉(zhuǎn)換電路2的正、負(fù)發(fā)送輸出端TX0+、TX0-，RS422口的兩個接收腳RX0+1、RX0-1分別接至RS422電平轉(zhuǎn)換電路2的正、負(fù)接收輸入端RX0+、RX0-，RS232電平轉(zhuǎn)換電路1和RS422電平轉(zhuǎn)換電路2的發(fā)送輸入端用于與中央處理器的發(fā)送端TXD0相連，RS232電平轉(zhuǎn)換電路1的接收輸出端C和RS422電平轉(zhuǎn)換電路2的接收輸出端B1、B2經(jīng)邏輯與電路6后用于與調(diào)制解調(diào)器的中央處理器接收端RXD0相連。為了提高總線空閑電平，增加對差模干擾抵抗能力。在RS422電平轉(zhuǎn)換電路2的負(fù)發(fā)送輸出端TX0-和負(fù)接收輸入端RX0-分別經(jīng)第一、第二下拉電阻R28、R29接至地；RS422電平轉(zhuǎn)換電路2的正發(fā)送輸出端TX0+和正接收輸入端RX0+分別經(jīng)第一、第二上拉電阻R26、R27接至電源。為了降低電源端模擬部分和數(shù)字部分相互干擾，增加電源隔離電路5，模擬部分和數(shù)字部分的電源端分別接至電源隔離電路5的第一輸入端VCC0和第二輸入端+5V。
上述實施例的實現(xiàn)原理是分別將從兩種或多種不同標(biāo)準(zhǔn)的接收通信信號(RXD0_、RX0+、RX0-)轉(zhuǎn)換成TTL電平信號并輸出；將輸出的TTL電平信號(B1、B2、C)輸入至邏輯與電路后，輸出到調(diào)制解調(diào)器的中央處理器的接收端(RXD0)；將調(diào)制解調(diào)器的中央處理器發(fā)出的TTL電平信號轉(zhuǎn)換成兩種或多種不同標(biāo)準(zhǔn)的通信信號后將該信號輸出。兩個不同電氣規(guī)范的串口電路通過接口芯片隔離開來，而且同一時刻RS232/RS422只有一個有效，所以兩路信號不會在CPU串口端發(fā)生沖突。
實施例二與實施例一不同之處在于，還包括了第一、第二隔離器件3、4，邏輯與電路6為線與電路，第一、第二隔離器件3、4為光耦隔離器件。RS232電平轉(zhuǎn)換電路1和RS422電平轉(zhuǎn)換電路2的發(fā)送輸入端相連后接至第一隔離器3的輸出端TXD_0，RS232電平轉(zhuǎn)換電路1的接收輸出端C和RS422電平轉(zhuǎn)換電路2的接收輸出端B經(jīng)線與電路后接至第二隔離器4的輸入端RXD_0。第一隔離器(3)的輸入端(TXD0)和第二隔離器(4)的輸出端(RXD0)分別用于與調(diào)制解調(diào)器的中央處理器的發(fā)送端(TXD0)和接收端(RXD0)相連。線與電路的其中一種具體實施方案為它包括第一、第二、第三二極管D41、D42、D51和線與電阻R25，第一、第二二極管D41、D42和第三二極管D51的陽極相連，相連端A經(jīng)限流電阻R25接至電源，且作為線與電路的輸出端，第一、第二和第三二極管的陰極分別接至第一接口電路1的接收輸出端C和第二接口電路2的接收輸出端B。第一、第二隔離器件的前向和后向電阻的選擇影響輸出波形，嚴(yán)重時會導(dǎo)致通信電路無法工作，因此，第一、第二隔離器件的電源端接有限流電阻，限流電阻的阻值范圍為0.2K～0.4K時效果佳；第一、第二隔離器件的輸出端經(jīng)負(fù)載電阻接至電源，負(fù)載電阻的阻值范圍為3K～10K時效果佳。CPU接口部分的參數(shù)主要是考慮隔離的器件和相關(guān)的驅(qū)動參數(shù)，由于需要支持較高的通信速率，一般選用高速光耦，本發(fā)明選用6N136，它的最高速率可達(dá)1M。6N136的輸入端限流電阻一般選用330歐，輸出端的上拉電阻選用4.7K，這些參數(shù)的選擇是根據(jù)6N136的參數(shù)來決定(傳輸比和典型的前向電流)，同時經(jīng)過實際的驗證是合適的。6N136前向和后向電阻的選擇影響6N136的輸出波形，嚴(yán)重時會導(dǎo)致通信電路無法工作，因此是6N136使用的關(guān)鍵所在。
光藕限流電阻的選擇對于光藕的限流電阻，一般要保證光藕有足夠的驅(qū)動電流(8-10mA)，所以限流電阻＝(工作電壓-光藕壓降)/10mA＝(5-2)/10＝300
一般限流電阻取330歐姆。
光藕負(fù)載電阻的選擇對于光藕的負(fù)載電阻，一般要保證負(fù)載端的高低電平滿足電路的要求，同時還要考慮光藕的傳輸比和工作速度。
負(fù)載電阻＝(工作電壓-低電平)/(驅(qū)動電流×傳輸比)＝5/(10mA×10％)＝5K歐姆一般負(fù)載電阻取4.7K歐姆。
為了抵抗從RS422總線引入的靜電和浪涌電流，達(dá)到設(shè)計要求的靜電和浪涌等EMC等級還包括第一、第二、第三、第四浪涌電阻R33～R36、R第五電阻R24和第六電阻R30，第一、第二、第三、第四浪涌電阻R33～R36的一端分別接至RS422電平轉(zhuǎn)換電路2的正、負(fù)發(fā)送輸入端和正、負(fù)接收輸出端，第一、第二、第三、第四浪涌電阻R33～R36的另一端分別接至RS422口的兩個發(fā)送腳TX0+1、TX0-1和兩個接收腳RX0+1、RX0-1；第五電阻R24的一端接至RS232電平轉(zhuǎn)換電路1的發(fā)送輸入端TXD0_，第六電阻R30的一端接至RS232電平轉(zhuǎn)換電路1的接收輸出端RXD0_，第五電阻R24和第六電阻R30的另一端分別接至RS232口的發(fā)送腳和接收腳。
上述線與電路，還可換成其它邏輯與電路來實現(xiàn)，如與非電路或與電路，該邏輯與電路可采用分立元件實現(xiàn)，也可采用芯片來實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種串口自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)器接口電路，其特征是包括RS232口、RS422口、第一轉(zhuǎn)換電路(1)、第二轉(zhuǎn)換電路(2)，所述的RS232口的發(fā)送腳(TXD0_)接至第一轉(zhuǎn)換電路(1)的發(fā)送輸出端(TXD0_)，RS232口的接收腳(RXD0_)接至第一轉(zhuǎn)換電路(1)的接收輸入端(RXD0_)；所述的RS422口的兩個發(fā)送腳(TX0+1、TX0-1)分別接至第二轉(zhuǎn)換電路(2)的正、負(fù)發(fā)送輸出端(TX0+、TX0-)，RS422口的兩個接收腳(RX0+1、RX0-1)分別接至第二轉(zhuǎn)換電路(2)的正、負(fù)接收輸入端(RX0+、RX0-)，第一轉(zhuǎn)換電路(1)的發(fā)送輸入端(TXD_0)和第二轉(zhuǎn)換電路(2)的發(fā)送輸入端(TXD_0)用于與中央處理器的發(fā)送端(TXD0)相連，第一轉(zhuǎn)換電路(1)的接收輸出端(C)和第二轉(zhuǎn)換電路(2)的接收輸出端(B1、B2)經(jīng)邏輯與電路(6)后用于與調(diào)制解調(diào)器的中央處理器接收端(RXD0)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的串口自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)器接口電路，其特征是所述的邏輯與電路(6)為線與電路，它包括第一、第二、第三二極管(D41、D42、D51)和線與電阻(R25)，所述的第一、第二二極管(D41、D42)和第三二極管(D51)的陽極相連，相連端(A)經(jīng)線與電阻(R25)接至電源，且作為線與電路的輸出端，第一、第二和第三二極管的陰極分別接至第一接口電路(1)和第二接口電路(2)的接收輸出端。
3.如權(quán)利要求1或2所述的串口自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)器接口電路，其特征是所述的第一轉(zhuǎn)換電路(1)為RS232電平轉(zhuǎn)換電路，所述的第二轉(zhuǎn)換電路(2)為RS422電平轉(zhuǎn)換電路。
4.如權(quán)利要求3所述的串口自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)器接口電路，其特征是在第二轉(zhuǎn)換電路(2)的負(fù)發(fā)送輸出端(TX0-)和負(fù)接收輸入端(RX0-)分別經(jīng)第一、第二下拉電阻(R28、R29)接至地；第二轉(zhuǎn)換電路(2)的正發(fā)送輸出端(TX0+)和正接收輸入端(RX0+)分別經(jīng)第一、第二上拉電阻(R26、R27)接至電源。
5.如權(quán)利要求4所述的串口自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)器接口電路，其特征是還包括第一、第二隔離器件(3、4)，第一轉(zhuǎn)換電路(1)和第二轉(zhuǎn)換電路(2)的發(fā)送輸入端相連后接至第一隔離器(3)的輸出端(TXD_0)，第一轉(zhuǎn)換電路(1)的接收輸出端(C)和第二轉(zhuǎn)換電路(2)的接收輸出端(B)經(jīng)線與電路后接至第二隔離器(4)的輸入端(RXD_0)，第一隔離器(3)的輸入端(TXD0)和第二隔離器(4)的輸出端(RXD0)分別用于與調(diào)制解調(diào)器的中央處理器的發(fā)送端(TXD0)和接收端(RXD0)相連。
6.如權(quán)利要求5所述的串口自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)器接口電路，其特征是所述的第一、第二隔離器件(3、4)為光藕隔離器件。
7.如權(quán)利要求6所述的串口自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)器接口電路，其特征是所述的第一、第二隔離器件的輸入端的電源接有限流電阻，限流電阻的阻值范圍為0.2K～0.4K；所述的第一、第二隔離器件的輸出端經(jīng)負(fù)載電阻接至電源，所述的負(fù)載電阻的阻值范圍為3K～10K。
8.如權(quán)利要求7所述的串口自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)器接口電路，其特征是還包括第一、第二、第三、第四浪涌電阻(R33～R36)、第五電阻(R24)和第六電阻(R30)，所述的第一、第二、第三、第四浪涌電阻(R33～R36)的一端分別接至第二轉(zhuǎn)換電路(2)的正、負(fù)發(fā)送輸入端和正、負(fù)接收輸出端，第一、第二、第三、第四浪涌電阻(R33～R36)的另一端分別接至RS422口的兩個發(fā)送腳(TX0+1、TX0-1)和兩個接收腳(RX0+1、RX0-1)；第五電阻(R24)的一端接至第一轉(zhuǎn)換電路(1)的發(fā)送輸入端(TXD0_)，第六電阻(R30)的一端接至第一轉(zhuǎn)換電路(1)的接收輸出端(RXD0_)，第五電阻(R24)和第六電阻(R30)的另一端分別接至RS232口的發(fā)送腳和接收腳。
9.如權(quán)利要求8所述的串口自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)器接口電路，其特征是還包括電源隔離電路(5)，模擬部分和數(shù)字部分的電源端分別接至電源隔離電路(5)的第一輸入端(VCC0)和第二輸入端(+5V)。
10.一種自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)接口方法，包括接收信號處理過程和發(fā)送信號處理過程，其特征是所述的接收信號處理過程包括如下步驟1)分別將從兩種或多種不同標(biāo)準(zhǔn)的接收通信信號(RXD0、RX0+、RX0-)轉(zhuǎn)換成TTL電平信號并輸出；2)將輸出的TTL電平信號(B1、B2、C)輸入至邏輯與電路后輸出；3)將其(A)輸出到調(diào)制解調(diào)器的中央處理器的接收端(RXD0)；所述的發(fā)送信號處理過程包括如下步驟1)將調(diào)制解調(diào)器的中央處理器發(fā)出的TTL電平信號轉(zhuǎn)換成兩種或多種不同標(biāo)準(zhǔn)的通信信號；2)將該信號輸出。
全文摘要
本發(fā)明公開一種自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)器接口電路及方法，包括RS232口、RS422口、第一轉(zhuǎn)換電路、第二轉(zhuǎn)換電路，RS232口發(fā)送腳和接收腳分別接至第一轉(zhuǎn)換電路發(fā)送輸出端和接收輸入端；RS422口發(fā)送腳分別接至第二轉(zhuǎn)換電路正、負(fù)發(fā)送輸出端，RS422口接收腳分別接至第二轉(zhuǎn)換電路正、負(fù)接收輸入端，第一轉(zhuǎn)換電路和第二轉(zhuǎn)換電路的發(fā)送輸入端用于與中央處理器的發(fā)送端相連，第一轉(zhuǎn)換電路和第二轉(zhuǎn)換電路接收輸出端經(jīng)邏輯與電路后用于與中央處理器接收端相連。由于經(jīng)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換和隔離后，在轉(zhuǎn)換電路的另一端可以實現(xiàn)邏輯與只需一個發(fā)送和接收端口接到調(diào)制解調(diào)器的通信口中，做到不同標(biāo)準(zhǔn)的通信口自動兼容，不需人工干預(yù)。
文檔編號G06F3/00GK1492302SQ0314025
公開日2004年4月28日 申請日期2003年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月22日
發(fā)明者蔡海濤, 吳小華, 劉建邦, 蔡寧果 申請人:艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司