工业应用多协议收发器电路及工控设备的制作方法

专利2025-10-19  2


本发明属于收发器电路设计,涉及一种工业应用多协议收发器电路及工控设备。


背景技术:

1、目前工业应用的工控设备的收发器接口都只能支持一种协议类型,在外部接口数量或位置受限情况下,抑或是在主控制器资源受限情况下不足以支撑多协议应用。另外在工作于rs485模式时,如果主控制器在系统运行实时性不高的情况下,那么其对rs485的方向控制将变得困难,主控制器设置发送切换至接收状态间的延时难以控制,这时候就需要用到自动判定传输方向的辅助电路,以实现rs485收发器的自收发功能,目前主要使用的辅助电路为三极管反向式自动切换电路。现有工控设备接口都需要按rs232、rs485和rs422协议类型将不同接口引出,而在工控设备的实际应用中,往往也不会将所有接口都使用上,这样便会导致资源的浪费,且工控设备的体积和重量也会变得更大;同时在做精简化的主控系统设计时,往往接口数量也受限,难以够提供大量的各协议类型接口输出,故如何实现多协议类型的自适应成为了当下待解决的技术问题。


技术实现思路

1、针对上述传统方法中存在的问题,本发明提出了一种工业应用多协议收发器电路以及一种工控设备,能够有效实现多协议类型的自适应,节约主控系统资源。

2、为了实现上述目的,本发明实施例采用以下技术方案:

3、一方面,提供一种工业应用多协议收发器电路,包括rs232接口芯片、rs485/rs422发送芯片、rs485/rs422接收芯片、单稳态触发单元、双稳态触发单元、第一交流耦合单元和第二交流耦合单元;

4、rs232接口芯片的发送端的第一输入引脚和第二输入引脚分别用于连接主控单元的通用发送引脚和rs232专用发送引脚,rs232接口芯片的接收端的第一输出引脚和第二输出引脚分别用于连接主控单元的通用接收引脚和rs232专用接收引脚,rs232接口芯片的发送端的第一输出引脚和第二输出引脚,以及接收端的第一输入引脚和第二输入引脚分别引出并用于连接外部设备;

5、rs485/rs422发送芯片的发送端的输入引脚用于连接主控单元的通用发送引脚,rs485/rs422发送芯片的发送端的输出引脚和接收端的输入引脚,分别通过第一交流耦合单元连接至rs232接口芯片的发送端的第一输出引脚和接收端的第一输入引脚,rs485/rs422发送芯片的使能引脚连接单稳态触发单元的输出端;

6、rs485/rs422接收芯片的接收端的输出引脚连接双稳态触发单元的时钟输入端,rs485/rs422接收芯片的发送端的输出引脚连接rs485/rs422发送芯片的发送端的输出引脚并通过第二交流耦合单元连接至rs232接口芯片的发送端的第二输出引脚,rs485/rs422接收芯片的接收端的输入引脚连接rs485/rs422发送芯片的接收端的输入引脚并通过第二交流耦合单元连接至rs232接口芯片的接收端的第二输入引脚,rs485/rs422接收芯片的使能引脚连接单稳态触发单元的输出端;

7、双稳态触发单元的输出端用于连接至主控单元的通用接收引脚,双稳态触发单元的复位引脚通过逻辑非门连接至单稳态触发单元的输出端,单稳态触发单元的触发端用于连接至主控单元的通用发送引脚,单稳态触发单元的复位引脚和rs232接口芯片的使能引脚用于接收模式切换电平;模式切换电平为高电平或低电平,用于分别控制工业应用多协议收发器电路工作在rs232模式或rs485/422模式。

8、另一方面,还提供一种工控设备,包括主控单元和上述的工业应用多协议收发器电路。

9、上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果:

10、上述工业应用多协议收发器电路及工控设备,通过设计由rs232接口芯片、rs485/rs422发送芯片、rs485/rs422接收芯片、单稳态触发单元、双稳态触发单元、第一交流耦合单元和第二交流耦合单元构成的收发器电路,对外提供一个四线的接口,以实现两路rs232通信,一路半双工或全双工rs485通信,一路rs422通信的多协议类型自适应收发器电路,通过一个模式切换电平即可控制收发器电路工作于哪种接口协议模式,并且通过单稳态触发单元进行自动的数据传输方向控制,同时通过双稳态触发单元实现数据接收的重构,配合两交流耦合单元的应用实现了全波特率范围下交流耦合的数据传输。

11、相比于传统技术,使用更精简的对外接口,有效实现了rs232、rs485和rs422协议类型的自适应,从而节约主控制器的系统资源,同时也减少了收发器电路对外接口数量,使得应用的整体工控设备的体积更小,功能更集中。



技术特征:

1.一种工业应用多协议收发器电路,其特征在于,包括rs232接口芯片、rs485/rs422发送芯片、rs485/rs422接收芯片、单稳态触发单元、双稳态触发单元、第一交流耦合单元和第二交流耦合单元;

2.根据权利要求1所述的工业应用多协议收发器电路,其特征在于,所述双稳态触发单元为jk触发器。

3.根据权利要求1所述的工业应用多协议收发器电路,其特征在于,所述单稳态触发单元为555定时器构建的单稳态触发器。

4.根据权利要求1至3任一项所述的工业应用多协议收发器电路,其特征在于,所述单稳态触发单元的复位引脚和所述rs232接口芯片的使能引脚分别用于连接至所述主控单元的模式切换脚。

5.根据权利要求4所述的工业应用多协议收发器电路,其特征在于,所述第一交流耦合单元包括电阻r2、电容c3和电容c4,所述第二交流耦合单元包括电阻r3、电容c5和电容c6;

6.一种工控设备,其特征在于,包括主控单元和权利要求1至5任一项所述的工业应用多协议收发器电路。


技术总结
本申请涉及工业应用多协议收发器电路及工控设备,设计了由RS232接口芯片、RS485/RS422发送芯片、RS485/RS422接收芯片、单稳态触发单元、双稳态触发单元和两个交流耦合单元构成的收发器电路,对外提供一个四线的接口,实现两路RS232通信,一路半双工或全双工RS485通信,一路RS422通信的多协议类型自适应收发器,通过一个模式切换电平即可控制收发器电路工作于哪种接口协议模式并通过单稳态触发单元进行自动的数据传输方向控制,通过双稳态触发单元实现数据接收的重构,有效实现了RS232、RS485和RS422协议类型的自适应,节约了主控制器的系统资源。

技术研发人员:黄武,田炜,朱立锋,邓子畏,蒋增文,盛四华,李刚锋,万里云
受保护的技术使用者:中电工业互联网有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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