[發(fā)明專利]一種具有自動換向功能的RS485接口電路

有效

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• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN102915291A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設計）人: 徐棟;羅先才;丁增偉;吳君磊;張鈞;陳佳俊
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫華潤矽科微電子有限公司
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40
• 代理公司: 江蘇英特東華律師事務所 32229
• 代理人: 邵鋆

技術領域

本發(fā)明涉及一種應用電路，特別是一種RS485接口電路的改進。

背景技術

隨著單片機技術的成熟，許多工業(yè)設備進入了智能時代，比如儀表設備，基本都是智能儀表。智能設備需要具有聯(lián)網(wǎng)通信接口，RS485接口就是這種接口。

這是一種標準串行電氣接口，采用差分電壓的形式傳輸數(shù)據(jù)，傳輸距離長、抗干擾、耐壓能力強，對智能設備的保護比較周到。根據(jù)其結(jié)構(gòu)和傳輸方式，具有4線的全雙工模式和2線的半雙工模式，由于全雙工模式的芯片制造成本高、端口的靜電放電保護（Electro-Static?discharge，簡稱ESD）性能和耐壓性要求很高，所以目前很少有4線式的產(chǎn)品。半雙工模式下，芯片成本低，但是總線上只能同時傳輸一個方向的數(shù)據(jù)，所以需要控制端口來控制信號的傳輸方向，這樣端口資源消耗較多。也有一些應用中，將驅(qū)動器的控制端口和數(shù)據(jù)輸入端口連在一起，以減少控制端口的數(shù)量，但影響了端口的驅(qū)動能力。

現(xiàn)有技術中，在解決半雙工模式的RS485接口電路的數(shù)據(jù)通信方向問題上做了不少的努力，提出了幾種典型的技術方案。

如中國專利CN101814983A《一種485通信接口的自動換向電路》給出了一種解決方案，可以自動轉(zhuǎn)換半雙工模式工作的RS485接口電路的通信方向。但是此種結(jié)構(gòu)存在幾個缺陷：1.需要增加與非門、電阻、電容等器件，這些獨立的元器件的所帶來的成本將會超過直接采購一塊全雙工模式工作的RS485電路；2.采用此結(jié)構(gòu)將無法讓RS485接口電路進入休眠模式，改變了電路的功能，提高了電路的功耗，尤其對于一些便攜式數(shù)據(jù)設備，這項缺陷將是致命的。

再有如CN102521188A《一種自適應的RS485通訊與RS232通訊的收發(fā)電路》，提出了對收發(fā)模式的轉(zhuǎn)換。作為半雙工電路，肯定需要收發(fā)模式的轉(zhuǎn)換，這個技術方案的發(fā)明點在于對收發(fā)控制模塊的控制。

一個典型的現(xiàn)有技術的半雙工的RS485接口電路如圖1所示，包含接收模塊、驅(qū)動模塊，并且具有如下管腳：A/B為信號傳輸管腳，DI為驅(qū)動模式信號輸入管腳，RE為接收模式使能管腳，DE為驅(qū)動模式使能管腳，RO為接收模式輸出管腳。

這些方案的缺點是成本高、效率比較低，并且對控制端口的數(shù)量要求較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種RS485接口電路，工作在半雙工模式下，并且可以自動控制數(shù)據(jù)傳輸方向。

為達上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案是在接收模塊和驅(qū)動模塊之間增加一個數(shù)據(jù)流判斷模塊，數(shù)據(jù)流判斷模塊上設有其他控制端口，并與驅(qū)動輸入端口連接。

優(yōu)選的一種數(shù)據(jù)流判斷模塊的具體電路結(jié)構(gòu)是：與驅(qū)動輸入端口連接的是第一反向器和上拉電阻，第一反向器連接兩個場效應管，再連接第二反向器，第二反向器連接第一與門，第一與門還具有其他控制端口的輸入，輸出到接收模塊；第二反向器再連接第三反向器，第三反向器連接第二與門的輸入，第二與門也具有其他控制端口的輸入，輸出到驅(qū)動模塊；場效應管連接電源輸入。

本發(fā)明的電路的驅(qū)動輸入端口通過上拉電阻（或者下拉電阻），保持在高電平（或者低電平）。如果驅(qū)動輸入端口沒有接收到低電平信號（或者高電平信號），電路保持在接收狀態(tài)，通過判斷數(shù)據(jù)傳輸端口的信號，接收模式輸出端口輸出相應的信號。當驅(qū)動輸入端口接收到低電平（或者高電平信號）時，電路進入驅(qū)動器狀態(tài)，數(shù)據(jù)傳輸端口根據(jù)輸入的信號輸出驅(qū)動信號。通過其它的控制端口可以使電路進入休眠模式，如果不需要單獨關斷電路，可以將其他控制端口直接連接到電源，以較少控制管腳數(shù)量。

本發(fā)明的電路能夠自動判斷數(shù)據(jù)方向并實現(xiàn)通信，本方案結(jié)構(gòu)簡單，成本低，外圍器件少，還能減少控制端口，提高電路的可靠性和穩(wěn)定性；能進入休眠模式，功耗低。

附圖說明

圖1，現(xiàn)有的RS485接口電路的結(jié)構(gòu)圖。

圖2，本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)圖。

圖3，本發(fā)明數(shù)據(jù)流判斷模塊的電路實施例圖。

圖4，圖3的電路的工作時序圖。

具體實施方式

如圖2的，本發(fā)明的包含接收模塊、驅(qū)動模塊和數(shù)據(jù)流判斷模塊，數(shù)據(jù)流判斷模塊連接在接收模塊和驅(qū)動模塊之間。接收模塊的輸入是數(shù)據(jù)傳輸端口B/A，輸出是接收模式輸出端口RO，輸出控制自身控制；驅(qū)動模塊輸入是驅(qū)動輸入端口DI，輸出到數(shù)據(jù)傳輸端口A/B，控制信號由數(shù)據(jù)流判斷模塊產(chǎn)生；數(shù)據(jù)流判斷模塊的輸入為其他控制端口SHUT和驅(qū)動輸入端口DI，輸出信號到接收模塊和驅(qū)動模塊。