[发明专利]一种单串口复用方式实现的多总线、多信道接口

说明书

本发明公开了一种单串口复用方式实现的多总线、多信道接口，本发明涉及数据采集终端的通信接口电路技术领域，本发明包括M_BUS、RS485总线和远红外通信的数据采集终端通信接口电路，通过在单串口复用方式下实现M_BUS、RS485多总线数据采集接口，同时，在单串口复用方式下实现远红外通信接口一体化设计，实现与手持式远红外通信设备通信；接口电路的实现仅使用微控制器一路串行通信接口，电路简洁，外围器件少，成本低，在接口控制电路控制下，M_BUS、RS485总线和远红外通信信道工作时，发送、接收数据状态各自独立，互不干扰，通信稳定可靠，已在数据采集工程中充分验证。

技术领域

一种单串口复用方式实现的多总线、多信道接口，用于M_BUS总线、RS485总线、远红外IRD信道通信接口电路及通信复用，本发明涉及数据采集终端的通信接口电路技术领域。

背景技术

数据采集终端的核心功能是数据采集、存储和数据上送，数据采集、上送的物理层链路由通信接口构成，通信接口是数据采集终端的重要电路，其中 M_BUS、RS485是数据采集终端经常具备的两种现场总线接口。

目前，数据采集终端通常设计M_BUS、RS485总线接口的方法是采用微控制器两路独立的串行通信口将M_BUS、RS485总线接口设计成两套完全独立的接口电路，这种通信接口设计工作稳定可靠，因此被广泛采用，但是，这种接口电路设计多占用微控制器一路串行通信口，另外，根据数据采集终端技术规范，微控制器与M_BUS、RS485接口必须隔离，因此，这种接口电路设计必须采用两路隔离器件，成本高并且占用印制电路板面积。

发明内容

本发明的目的在于：针对两路独立的串行通信口、两套独立的接口电路电路方案，提供一种单串口复用方式实现的多总线、多信道接口。

本发明采用的技术方案如下：一种单串口复用方式实现的多总线、多信道接口，包括接口控制电路、微控制器串口发送/接收指示电路、M_BUS总线发送使能控制电路、RS485总线发送/接收状态控制电路、远红外IRD发送/接收电路；

所述接口控制电路，用于微控制器的一路串口UART实现M_BUS、RS485、远红外IRD三种不同信道的数据发送/接收，电路精简；所述接口控制电路包括光耦E2和三极管V4，所述光耦E2第一引脚发光管阳极连接电阻R13一端，电阻R13另一端连接到3.3V电源；光耦E2第二引脚发光管阴极连接到微控制器IO管脚CTR；光耦E2第三引脚光电接收管射极连接参考点G；光耦E2第四引脚光电接收管集电极同时连接到电阻R10一端和三极管V4的基极，电阻R10另一端连接到5V电源；三极管V4的发射极连接到参考地G；三极管V4的集电极连接到电阻R11的一端，电阻R11另一端连接到5V电源；

所述微控制器串口接收指示电路，用于指示串口UART有接收数据返回，方便现场调试；

所述M_BUS总线发送使能控制电路，用于控制串口UART的发送数据切换到M_BUS总线；

所述RS485总线发送/接收状态控制电路，用于控制串口UART的发送数据切换到RS485总线；

所述远红外IRD发送/接收电路，用于串口UART通过远红外接口发送/接收数据。

本发明的工作原理为：如图1所示，在微控制器的控制下，接口电路仅使用微控制器的一路串口，实现M_BUS总线、RS485总线、远红外IRD多信道通信，与常规的设计相比，占用微控制器资源最少，接口电路简化，占用PCB面积小，物料成本低，并且性能稳定可靠，由于微控制器与M_BUS总线、RS485总线加光耦隔离，符合现行产品技术规范要求和客户需求。