[發明專利]一種單串口復用方式實現的多總線、多信道接口

有效

• 申請號: 202010906931.3
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN111813728B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 汪文紅;方思敏
• 申請（專利權）人: 湖南慧明謙信息技術有限公司
• 主分類號: G06F13/38
• 分類號: G06F13/38;G06F13/42;G06F11/32
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 丁存偉

本發明公開了一種單串口復用方式實現的多總線、多信道接口，本發明涉及數據采集終端的通信接口電路技術領域，本發明包括M_BUS、RS485總線和遠紅外通信的數據采集終端通信接口電路，通過在單串口復用方式下實現M_BUS、RS485多總線數據采集接口，同時，在單串口復用方式下實現遠紅外通信接口一體化設計，實現與手持式遠紅外通信設備通信；接口電路的實現僅使用微控制器一路串行通信接口，電路簡潔，外圍器件少，成本低，在接口控制電路控制下，M_BUS、RS485總線和遠紅外通信信道工作時，發送、接收數據狀態各自獨立，互不干擾，通信穩定可靠，已在數據采集工程中充分驗證。

技術領域

一種單串口復用方式實現的多總線、多信道接口，用于M_BUS總線、RS485總線、遠紅外IRD信道通信接口電路及通信復用，本發明涉及數據采集終端的通信接口電路技術領域。

背景技術

數據采集終端的核心功能是數據采集、存儲和數據上送，數據采集、上送的物理層鏈路由通信接口構成，通信接口是數據采集終端的重要電路，其中 M_BUS、RS485是數據采集終端經常具備的兩種現場總線接口。

目前，數據采集終端通常設計M_BUS、RS485總線接口的方法是采用微控制器兩路獨立的串行通信口將M_BUS、RS485總線接口設計成兩套完全獨立的接口電路，這種通信接口設計工作穩定可靠，因此被廣泛采用，但是，這種接口電路設計多占用微控制器一路串行通信口，另外，根據數據采集終端技術規范，微控制器與M_BUS、RS485接口必須隔離，因此，這種接口電路設計必須采用兩路隔離器件，成本高并且占用印制電路板面積。

發明內容

本發明的目的在于：針對兩路獨立的串行通信口、兩套獨立的接口電路電路方案，提供一種單串口復用方式實現的多總線、多信道接口。

本發明采用的技術方案如下：一種單串口復用方式實現的多總線、多信道接口，包括接口控制電路、微控制器串口發送/接收指示電路、M_BUS總線發送使能控制電路、RS485總線發送/接收狀態控制電路、遠紅外IRD發送/接收電路；

所述接口控制電路，用于微控制器的一路串口UART實現M_BUS、RS485、遠紅外IRD三種不同信道的數據發送/接收，電路精簡；所述接口控制電路包括光耦E2和三極管V4，所述光耦E2第一引腳發光管陽極連接電阻R13一端，電阻R13另一端連接到3.3V電源；光耦E2第二引腳發光管陰極連接到微控制器IO管腳CTR；光耦E2第三引腳光電接收管射極連接參考點G；光耦E2第四引腳光電接收管集電極同時連接到電阻R10一端和三極管V4的基極，電阻R10另一端連接到5V電源；三極管V4的發射極連接到參考地G；三極管V4的集電極連接到電阻R11的一端，電阻R11另一端連接到5V電源；

所述微控制器串口接收指示電路，用于指示串口UART有接收數據返回，方便現場調試；

所述M_BUS總線發送使能控制電路，用于控制串口UART的發送數據切換到M_BUS總線；

所述RS485總線發送/接收狀態控制電路，用于控制串口UART的發送數據切換到RS485總線；

所述遠紅外IRD發送/接收電路，用于串口UART通過遠紅外接口發送/接收數據。

本發明的工作原理為：如圖1所示，在微控制器的控制下，接口電路僅使用微控制器的一路串口，實現M_BUS總線、RS485總線、遠紅外IRD多信道通信，與常規的設計相比，占用微控制器資源最少，接口電路簡化，占用PCB面積小，物料成本低，并且性能穩定可靠，由于微控制器與M_BUS總線、RS485總線加光耦隔離，符合現行產品技術規范要求和客戶需求。