[發(fā)明專利]通信串口軟件切換電路

無效

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• 申請日: 2009-09-28
• 公開（公告）號: CN102035532A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發(fā)明（設計）人: 丁晨;胡夕祝
• 申請（專利權）人: 上海愛瑞科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175
• 代理公司: 上海精晟知識產(chǎn)權代理有限公司 31253
• 代理人: 馬家駿

技術領域：

本發(fā)明涉及計算機通信串口領域，特別涉及一種應用于通信串口的軟件切換電路。

背景技術：

現(xiàn)在廣泛應用的通信串口有RS422、RS485、RS232等，而在實際通信應用領域的串口接口電路常常需要變換通信串口的工作模式以滿足實際需要，切換方法都是人工控制的機械切換方式，存在人為錯誤和接觸點失效等故障。而且常規(guī)應用中的串口工作模式的切換必須通過跳線或者與驅動程序綁定控制外部切換電路實現(xiàn)，必須由串口控制器芯片廠商提供，不易實現(xiàn)。

例如常用的通信串口RS232/485接口轉換采用跳線或撥碼開關來實現(xiàn)的，是通過人工控制信號走向實現(xiàn)切換的，這種操作方式存在人為錯誤和接觸點失效等故障。

發(fā)明內(nèi)容：

為了解決上述現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提供一種通信串口軟件切換電路，采用I/O擴展芯片和現(xiàn)場可編程門陣列器件FPGA連接通信串口，并實現(xiàn)不同的通信串口之間的切換功能，準確可靠、有效避免了人為錯誤或因不當人工的不當操作對設備產(chǎn)生損害，安全性好。

本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：

通信串口軟件切換電路，包括與外部總線連接的I/O擴展芯片，與I/O擴展芯片引腳相連接的現(xiàn)場可編程門陣列器件，通信串口模塊和電壓轉換模塊。

所述電壓轉換模塊設置有串行端口，串口信號經(jīng)過電壓轉換后通過串行端口與現(xiàn)場設備連接；

所述I/O擴展芯片設有偶數(shù)個通道，所述通道通過編程進行控制，每兩個通道一組，分別連接到所述現(xiàn)場可編程門陣列器件作為控制信號，來控制所述通信串口模塊之間的切換。

所述編程控制分組通道的方法簡述如下：

(1)通過與I/O擴展芯片連接的外部總線的地址/數(shù)據(jù)寄存器獲取外部連接的總線的當前狀態(tài)，如狀態(tài)為忙則等候，直到空閑；若狀態(tài)為空閑，則進行下一步程序；

(2)初始化I/O擴展芯片，使n(n為偶數(shù))個IO口通道分成n/2組。

所述現(xiàn)場可編程門陣列器件選用門數(shù)較少的低端器件以降低成本，所述內(nèi)設置有數(shù)個實現(xiàn)串口控制器引出的串口信號走向的功能塊，外置有與所述功能塊對應的串行端口。

所述功能塊是實現(xiàn)串口控制器引出的串口信號走向哪個通信串口模塊的功能，例如是走向RS232接口還是RS485接口。

所述通信串口模塊包括由兩種不同的通信串口構成的若干組通信串口模塊，每兩個不同的通信串口構成一組，每組通信串口模塊與所述現(xiàn)場可編程門陣列器件的功能塊的輸出端對應連接，所述功能塊的輸入端對應連接所述I/O擴展芯片的每組通道。

所述現(xiàn)場可編程門陣列器件的相關引腳分別連接到串口控制器引出的串口的信號，每個串口的信號在內(nèi)形成一個塊，屬于這個塊的串口信號的輸出狀態(tài)受控于所述I/O擴展芯片的信號輸出值，該輸出值通過編程實現(xiàn)。例如，以通信串口RS232/RS485接口切換為例，假設第一組的RS232通道控制信號開啟時，則現(xiàn)場可編程門陣列器件輸出RS232所需的相應信號，并關閉RS485通道。反之，開啟RS485通道，則RS232通道關閉。

本發(fā)明的有益效果是：采用可編程門陣列器件和I/O擴展芯片實現(xiàn)串口軟件切換，是獨立于驅動程序的軟件切換接口電路，穩(wěn)定可靠，安全性高，避免人工操作不當或錯誤給設備帶來損害。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明的流程示意圖。

圖2為本發(fā)明應用于常用通信串口RS232/485切換電路的結構示意圖。

具體實施方式：

以下結合附圖和具體實施方式來進一步說明本發(fā)明；

參看圖1，本發(fā)明一種通信串口軟件切換電路，包括與外部總線01連接的I/O擴展芯片1、現(xiàn)場可編程門陣列器件2、通信串口3和電壓轉換模塊4。

所述I/O擴展芯片1通過編程通道連接所述現(xiàn)場可編程門陣列器件2內(nèi)置的功能塊21，所述現(xiàn)場可編程門陣列器件2再與所述通信串口3對應連接，所述現(xiàn)場可編程門陣列器件2內(nèi)置的功能塊21是實現(xiàn)其輸出的串口信號走向哪個通行串口的功能，屬于現(xiàn)有技術的功能模塊。

所述I/O擴展芯片1通過編程通道的控制過程及步驟簡述為：通過與I/O擴展芯片1連接的外部總線01的地址獲取外部總線01的當前狀態(tài)，若狀態(tài)為忙則等候，直到空閑；若狀態(tài)顯示為空閑，則初始化I/O擴展芯片1，使其IO口通道進行分組，每兩個通道一組并與所述現(xiàn)場可編程門陣列器件2內(nèi)置的功能塊21對應連接。

所述通信串口3再連接電壓轉換模塊4，通信串口3傳出的信號經(jīng)過所述電壓轉換模塊4電壓轉換以符合電氣規(guī)范，以便連接現(xiàn)場設備。

實施例一：