[实用新型]串行接口无源转换装置

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种转换装置，尤其是串行接口无源转换装置。

背景技术

RS-232、RS-485都是串行数据接口标准。由于它们的接口电路简单，通用性比较好，所以在控制领域有着广泛的应用。RS-232和RS-485有着各自的优缺点：RS-232是低速率串行单端标准，采取不平衡传输方式(即所谓单端通信)，收、发端的数据信号是相对于信号地的电平而言，其共模抑制能力差，传送距离短，且为点对点的通信方式。RS-485采用平衡传输方式，可以实现多点通信，由于采用了有别于RS-232电平方式的差分方式，使得在通信速率、抗干扰和传输距离方面都有较大的改善。但由于现用的工控PC机大多都只直接提供RS-232接口，所以为了实现RS-485与监控系统的接口，往往需要另加转换接口，从而使得网络构成相对比较复杂，使用也不方便。RS485总线需要单独电源供电，也造成了不便。

发明内容

为了克服上述使用中的不便，本实用新型提供一种RS-232/RS-485通用转换接口，同时也可实现将USB转换成RS485的功能。采用USB直接供电，它在降低了硬件成本的同时也简化了电源电路的设计。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：串行接口无源转换装置，包括RS232收发模块、协议转换模块、RS485收发模块、USB电源接口模块，其特征在于，RS232收发模块、协议转换模块、RS485收发模块、USB电源接口模块依次连接。协议转换模块分别接收RS232收发模块和RS485收发模块的数据，经过协议转换后，发到对端的模块，实现两种串行接口的透明数据传输和转换，USB电源接口模块可以将计算机的USB电源转换为RS485接口所需电源。

本实用新型的有益效果是，提供了无源方式的接口转换，既节省存储空间 又降低成本 具有较高的实用价值。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图；图2是本实用新型的电结构图。

具体实施方式

在图1中，串行接口无源转换装置，包括RS232收发模块1、协议转换模块2、RS485收发模块3、USB电源接口模块4，其特征在于，RS232收发模块1、协议转换模块2、RS485收发模块3、USB电源接口模块4依次连接。协议转换模块2分别接收RS232收发模块1和RS485收发模块3的数据，经过协议转换后，发到对端的模块，实现两种串行接口的透明数据传输和转换，USB电源接口模块4可以将计算机的USB电源转换为RS485接口所需电源。

在图2中，为了实现USB直接从计算机一侧取电，并转化为其它芯片所要用的3.3v电压的目的，主要采用了CYGNAL公司推出的无需外部元件的USB转UART芯片CP2101。CP2101是单芯片USB转UART的解决方案，该芯片内部集成了和晶振,支持RS232信号, 符合USB2.0规范，支持全速（12Mbps）传输，只需外接几个电容就可以实现USB信号转为RS232 TTL电平信号；最高波特率可达115.2kbps,可用于USB转RS232/RS485/RS422串行适配器。所以我们用此芯片可以实现无源转换的目的。SP3223E是RS-232收发器，用于笔记本电脑和掌上电脑等便携式或手持式应用中。SP3223E采用一个内部高效的电荷泵，在3.3V的电源电压下只需要0.1uF的电容就可进行操作。这种电荷泵和Sipex的驱动器结构允许SP3223E系列在+3.3V～+5.5V范围内的某个电压下发送兼容RS-232特性的信号。当器件连接了RS-232电缆且电缆连接的外设通电时，AUTOON-LINEa特性可使器件从关断状态自动“唤醒”。如果不含该特性，器件将自动关闭，消耗的电流小于1uA。用SP3223E既可以将接收到的RS-232电平转换为TTL/CMOS电平，也可以将准备发送的TTL/CMOS电平转换为RS-232电平。当SP3223EＥ器件被关闭后，器件中的电荷泵也会被关闭。此时，电荷泵的输出V＋会被衰减为VCC而输出V-则衰减为ＧＮＤ。衰减时间可根据电荷泵使用的电容器的大小来决定。电路关闭时，退出关闭状态并拥有有效的Ｖ＋和Ｖ-所需的时间大约为20μｓ。SP3485是一系列+3.3V低功耗半双工收发器，它们完全满足RS-485和RS-422串行协议的要求。这个器件与Sipex的SP485的管脚互相兼容，同时兼容工业标准规范。SP3485符合RS-485和RS-422串行协议的电气规范，数据传输速率可高达10Mbps(带负载)。SP3481还包含低功耗关断模式。该电路完成RS-232与RS-485标准之间的无源转换。协议转换模块采用CYGNAL公司推出的USB转UART芯片CP2101。电路的工作电源来自于PC 机的USB口，通过CP2101内部调节器转换为其余芯片所需要的3.3v，通过VDD输出达到无源转换的目的。同时还可以由CP2101将 USB转换出的信号经过SP3485EN转换成RS485。RS-232在收发数据时，收发驱动器输出正电平在+5V~+15V(逻辑0)，负电平在-5V~-15V(逻辑1)，采用RS-232收发器接口芯片SP3223E，SP3223E内部接收器可将232电平转换为TTL或COMS逻辑输出电平。所有接收器的反转输出都可通过EN引脚被禁止。当自动上线电路有效或系统为关闭状态时，接收器处于激活状态。当系统关闭时，接收器始终处于激活状态。如果接收器在超过100μｓ的时间里没有参与任何活动或是SHUTDOWN为低电平，芯片会进入待命状态，此时电流会降到1μＡ以下。驱动ＥＮ上的逻辑高电平可使接收器输出端进入高阻状态。芯片SP3223E使RS-232和RS-485之间进行了电平的转换。TXD和RXD经过芯片SP3223E电平转换后，由SP3485完成RS-232与RS-485标准之间的转换，电路可由RS485接口自动转换电路进行控制。