本實(shí)用新型涉及一種用于電池檢測設(shè)備與PC之間的通信控制板，屬于電池檢測設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種RS232、RS422轉(zhuǎn)換模式兼容型通信控制板。

背景技術(shù)：

PC串口采用RS232電平標(biāo)準(zhǔn)，而電池檢測設(shè)備采用的則是TTL電平標(biāo)準(zhǔn)，兩者之間通信時(shí)需經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換。

RS232接口是標(biāo)準(zhǔn)串行接口，其通訊距離小于15m，傳輸速率小于20kb/s。而RS-422定義了一種平衡通信接口，將傳輸速率提高到10Mb/s，傳輸距離延長到1200米(速率低于100kb/s時(shí))。PC與電池檢測設(shè)備屬于點(diǎn)對多通信，通常一臺(tái)PC最多可與32臺(tái)設(shè)備通信。通信距離受客戶現(xiàn)場實(shí)際需求限制，通常在距離較近或設(shè)備較少時(shí)采用RS232模式，在距離較遠(yuǎn)或設(shè)備較多時(shí)采用RS422模式。對于RS232,一般采用集成芯片來實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換，但集成芯片一般沒有足夠的驅(qū)動(dòng)能力來實(shí)現(xiàn)與如此多的設(shè)備通信，且成本較高；對于RS422,由于采用差分傳輸，相應(yīng)的集成芯片驅(qū)動(dòng)能力滿足要求。以往為滿足不同的需求，需要制作RS232和RS422兩種獨(dú)立的通信控制板。其中對于RS232電平轉(zhuǎn)換，采用低偏置電流運(yùn)算放大器做比較器加三極管反向的方式來實(shí)現(xiàn)RS232電平到TTL電平的轉(zhuǎn)換，保證通信控制板具有足夠的驅(qū)動(dòng)能力并保持較低的成本；對于RS422，通信控制板采用專用集成芯片加光耦隔離的方式實(shí)現(xiàn)RS422電平到TTL電平的裝換。對于少量設(shè)備，由于在RS422模式下需要先通過一個(gè)通信盒裝置將PC的RS232電平裝換成RS422電平后再通過RS422通信控制板轉(zhuǎn)成TTL電平后才能與設(shè)備通信，而這個(gè)通信盒成本較高，且客戶自己連接起來不是很方便，容易出錯(cuò)，所以對于少量設(shè)備我們通常采用RS232模式。但有部分客戶每年都采購少量設(shè)備，當(dāng)這一客戶設(shè)備達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，RS232模式已經(jīng)不能滿足要求了，而往往客戶是采用同一臺(tái)PC來與所有設(shè)備聯(lián)機(jī)通信，這時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)聯(lián)機(jī)失敗或通信不穩(wěn)的狀況，這時(shí)公司就需派人前往現(xiàn)場將RS232通信控制板更換為RS422控制板，這樣既增加了公司的開銷，同時(shí)也對公司的信譽(yù)造成不好的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所解決的問題就是設(shè)計(jì)一種具有較強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力且能兼容RS232和RS422兩種模式的通信控制板。RS232模式和RS422模式兩者通過共用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)DB9串口座與PC通信，通過共用一個(gè)7腳座子與設(shè)備通信，模式切換只需通過一個(gè)撥碼開關(guān)實(shí)現(xiàn)。實(shí)際應(yīng)用中默認(rèn)為RS232模式，RS422模式下相關(guān)器件采用插件型，根據(jù)客戶實(shí)際情況決定是否安裝，這樣可以進(jìn)一步壓縮成本。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用了這樣一種RS232、RS422轉(zhuǎn)換模式兼容型通信控制板，其包括依次相連的PC串口、RS232轉(zhuǎn)RS422通信盒、通信控制板和電池檢測設(shè)備；其特征在于：所述通信控制板包括依次連接的串口座、可兼容RS232和RS422兩種模式的電平轉(zhuǎn)換集成芯片、腳座；所述電平轉(zhuǎn)換集成芯片上集成有RS232電平轉(zhuǎn)換模塊和RS422電平轉(zhuǎn)換模塊；所述串口座與所述PC串口和所述RS232轉(zhuǎn)RS422通信盒相連；所述腳座一端與所述電池檢測設(shè)備相連，另一端與所述電平轉(zhuǎn)換集成芯片相連；所述通信控制板上還設(shè)置有撥碼開關(guān)；所述撥碼開關(guān)的固定端子與所述RS232轉(zhuǎn)RS422通信盒的GND端子和所述通信控制板的GND端子相連；所述撥碼開關(guān)的切換端子包括兩個(gè)；一個(gè)切換端子與所述RS232電平轉(zhuǎn)換模塊的GND端子相連，另一個(gè)切換端子與所述RS422電平轉(zhuǎn)換模塊的GND1端子相連。

在本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述串口座為DB9串口座。

在本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述DB9串口座的2、3、5腳分別與RS232電平轉(zhuǎn)換模塊的RXD、TXD、GND端子相連。

在本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述DB9串口座的5、6、7、8、9腳分別與RS422電平轉(zhuǎn)換模塊的GND1、RXD-、RXD+、TXD-、TXD+端子相連。

在本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述DB9串口座的5腳與撥碼開關(guān)的固定端子相連。

在本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述RS232電平轉(zhuǎn)換模塊包括運(yùn)算放大器TL082；所述運(yùn)算放大器TL082的1腳通過二極管連接到PC串口的的RXD；所述運(yùn)算放大器TL082的2腳連接電池檢測設(shè)備的TXD；所述運(yùn)算放大器TL082的3腳分別接一個(gè)10K的上拉電阻到+5V電源和一個(gè)10K下拉電阻到GND；所述運(yùn)算放大器TL082的4腳連接到-12V電源；所述運(yùn)算放大器TL082的5腳分別接一個(gè)100K的上拉電阻到PC串口的的TXD和一個(gè)100K的下拉電阻到GND；所述運(yùn)算放大器TL082的6腳連接到GND；所述運(yùn)算放大器TL082的7腳通過10K電阻接到三極管的基極；所述三極管的發(fā)射極接到GND，集電極通過10K電阻接到+5V電源，電池檢測設(shè)備的RXD連接到三極管的集電極；所述運(yùn)算放大器TL082的8腳連接到+12V電源。

在本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述RS422電平轉(zhuǎn)換模塊包括集成芯片MAX3080；所述集成芯片MAX3080的9、10、11、12腳分別與串口座的6、7、8、9腳相連；所述集成芯片MAX3080的2、5腳均通過光耦隔離后連接到電池檢測設(shè)備的RXD、TXD腳；所述集成芯片MAX3080的3、4腳均通過光耦隔離后連接到電池檢測設(shè)備的DEN腳上。

在本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述RS232轉(zhuǎn)RS422通信盒內(nèi)設(shè)置有用以將PC的單端信號(hào)轉(zhuǎn)差分信號(hào)的兩片集成芯片MAX3081；所述集成芯片MAX3081的RXD-、RXD+、TXD-、TXD+端子分別與串口座的6、7、8、9腳相連。

在本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述腳座為7腳座子。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、安裝使用方便、兼容性強(qiáng)，通過將RS232模式和RS422模式共用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)DB9串口座與PC通信、共用一個(gè)7腳座子與設(shè)備通信、一個(gè)撥碼開關(guān)完成兩個(gè)模式切換的快速切換，從而實(shí)現(xiàn)了一種低成本、模式切換靈活、且擁有較強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力的通信轉(zhuǎn)換方式。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一種RS232、RS422轉(zhuǎn)換模式兼容型通信控制板的系統(tǒng)總體框圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一種RS232、RS422轉(zhuǎn)換模式兼容型通信控制板的通信控制板總體電路圖；

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

由說明書附圖中可知，本實(shí)用新型包括依次相連的PC串口、RS232轉(zhuǎn)RS422通信盒、通信控制板和電池檢測設(shè)備；其特征在于：所述通信控制板包括依次連接的串口座、可兼容RS232和RS422兩種模式的電平轉(zhuǎn)換集成芯片、腳座；所述電平轉(zhuǎn)換集成芯片上集成有RS232電平轉(zhuǎn)換模塊和RS422電平轉(zhuǎn)換模塊；所述串口座與所述PC串口和所述RS232轉(zhuǎn)RS422通信盒相連；所述腳座一端與所述電池檢測設(shè)備相連，另一端與所述電平轉(zhuǎn)換集成芯片相連；所述通信控制板上還設(shè)置有撥碼開關(guān)；所述撥碼開關(guān)的固定端子與所述RS232轉(zhuǎn)RS422通信盒的GND端子和所述通信控制板的GND端子相連；所述撥碼開關(guān)的切換端子包括兩個(gè)；一個(gè)切換端子與所述RS232電平轉(zhuǎn)換模塊的GND端子相連，另一個(gè)切換端子與所述RS422電平轉(zhuǎn)換模塊的GND1端子相連；在本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述串口座為DB9串口座。所述DB9串口座的2、3、5腳分別與RS232電平轉(zhuǎn)換模塊的RXD、TXD、GND端子相連。所述DB9串口座的5、6、7、8、9腳分別與RS422電平轉(zhuǎn)換模塊的GND1、RXD-、RXD+、TXD-、TXD+端子相連。所述DB9串口座的5腳與撥碼開關(guān)的固定端子相連。所述RS232電平轉(zhuǎn)換模塊包括運(yùn)算放大器TL082；所述運(yùn)算放大器TL082的1腳通過二極管連接到PC串口的的RXD；所述運(yùn)算放大器TL082的2腳連接電池檢測設(shè)備的TXD；所述運(yùn)算放大器TL082的3腳分別接一個(gè)10K的上拉電阻到+5V電源和一個(gè)10K下拉電阻到GND；所述運(yùn)算放大器TL082的4腳連接到-12V電源；所述運(yùn)算放大器TL082的5腳分別接一個(gè)100K的上拉電阻到PC串口的的TXD和一個(gè)100K的下拉電阻到GND；所述運(yùn)算放大器TL082的6腳連接到GND；所述運(yùn)算放大器TL082的7腳通過10K電阻接到三極管的基極；所述三極管的發(fā)射極接到GND，集電極通過10K電阻接到+5V電源，電池檢測設(shè)備的RXD連接到三極管的集電極；所述運(yùn)算放大器TL082的8腳連接到+12V電源。所述RS422電平轉(zhuǎn)換模塊包括集成芯片MAX3080；所述集成芯片MAX3080的9、10、11、12腳分別與串口座的6、7、8、9腳相連；所述集成芯片MAX3080的2、5腳均通過光耦隔離后連接到電池檢測設(shè)備的RXD、TXD腳；所述集成芯片MAX3080的3、4腳均通過光耦隔離后連接到電池檢測設(shè)備的DEN腳上。所述RS232轉(zhuǎn)RS422通信盒內(nèi)設(shè)置有用以將PC的單端信號(hào)轉(zhuǎn)差分信號(hào)的兩片集成芯片MAX3081；所述集成芯片MAX3081的RXD-、RXD+、TXD-、TXD+端子分別與串口座的6、7、8、9腳相連。所述腳座為7腳座子。

使用本實(shí)用新型時(shí)，撥碼開關(guān)S1接1時(shí)為RS232模式，撥碼開關(guān)S1接3時(shí)為RS422模式。RS232模式下PC直接通過通信控制板與設(shè)備通信；RS422模式下PC先通過通信盒將RS232電平轉(zhuǎn)換為RS422電平，再通過通信控制板與設(shè)備通信。DB9串口座的2、3、5腳分配給RS232，分別為TXD、RXD、GND；DB9串口座的5、6、7、8、9腳分配給RS422，分別為GND1、RXD-、RXD+、TXD-、TXD+，DB9串口座的5腳為RS232和RS422模式共有。其中RS232模式下的GND與通信控制板的GND以及設(shè)備的GND相連共地，作為共同參考；RS422模式下PC與通信控制板以及設(shè)備是通過光耦隔離的，不共地，通信控制板只與設(shè)備共地，這樣可以加強(qiáng)通信抗干擾能力，并保護(hù)設(shè)備和PC的電氣安全。兩者模式的切換只需通過撥碼開關(guān)來切換GND和GND1來實(shí)現(xiàn)。其中公共部分為RS232模式和RS422模式共有的，J1與設(shè)備相連接，通信控制板從設(shè)備上獲得±12V電源、+5V電源、地以及TTL電平的TXD信號(hào)、RXD信號(hào)、DEN信號(hào)，J2與PC直接相連或先經(jīng)過通信盒再和PC相連。RS232模式時(shí)撥碼開關(guān)S1切換至GND,PC串口的的TXD(即DB9串口座的3腳)通過100K的電阻連接到運(yùn)算放大器TL082的5腳(運(yùn)算放大器2的正輸入端)，TL082的5腳接100K下拉電阻到地，運(yùn)算放大器TL082的6腳(運(yùn)算放大器2的負(fù)輸入端)連接到地，運(yùn)算放大器TL082的7腳(運(yùn)算放大器2的輸出端)通過10K電阻接到三極管9013的基極，TL082采用±12V供電。三極管9013的發(fā)射極接到地，集電極通過10K電阻接到+5V電源，電池檢測設(shè)備的RXD連接到三極管的集電極。當(dāng)PC發(fā)邏輯電平“1”(-5V～-15V)時(shí),運(yùn)算放大器TL082的5腳電平低于6腳電平，7腳輸出-12V，三極管截止，電池檢測設(shè)備的RXD為+5V(TTL邏輯“1”)；當(dāng)PC發(fā)邏輯電平“0”(+5V～+15V)時(shí),運(yùn)算放大器TL082的5腳電平高于6腳電平，7腳輸出+12V，三極管導(dǎo)通，電池檢測設(shè)備的RXD為+1V左右(TTL邏輯“0”)。PC串口的的RXD(即DB9串口座的2腳)連接到快恢復(fù)二極管FR107的陰極，二極管FR107的陽極接到運(yùn)算放大器TL082的1腳(運(yùn)算放大器1的輸出端)，電池檢測設(shè)備的TXD連接到運(yùn)算放大器TL082的2腳(運(yùn)算放大器1的負(fù)輸入端)，運(yùn)算放大器TL082的3腳(運(yùn)算放大器1的正輸入端)分別接一個(gè)10K的上拉電阻到+5V電源和一個(gè)10K下拉電阻到地。當(dāng)電池檢測設(shè)備發(fā)送邏輯電平“1”(+3.6V～+5V)時(shí)，運(yùn)算放大器TL082的2腳電平高于3腳電平(+2.5V)，1腳輸出-12V(RS232邏輯“1”)；當(dāng)電池檢測設(shè)備發(fā)送邏輯電平“0”(0V～+2.4V)時(shí)，運(yùn)算放大器TL082的2腳電平低于3腳電平(+2.5V)，1腳輸出+12V(RS232邏輯“0”)，這樣就實(shí)現(xiàn)了RS232電平與TTL電平之間的轉(zhuǎn)換。

對于RS422轉(zhuǎn)換電路，PC端的RS232電平需先經(jīng)過專用的通信盒裝置轉(zhuǎn)換為RS422電平，再由通信盒連接設(shè)備。通信盒內(nèi)部的兩片集成芯片MAX3081分別實(shí)現(xiàn)PC的RXD、TXD單端轉(zhuǎn)差分信號(hào)RXD+、RXD-、TXD-、TXD+并依次接到通信盒DB9串口座的6、7、8、9腳。通信控制板上的撥碼開關(guān)S1切換至GND_1，DB9串口座的6、7、8、9腳分別接集成芯片MAX3080的9、10、11、12腳，集成芯片MAX3080完成差分信號(hào)RXD-、RXD+、TXD-、TXD+到單端信號(hào)TXD(2腳)、RXD(5腳)的轉(zhuǎn)換，MAX3080的2、5腳是標(biāo)準(zhǔn)的TTL電平，經(jīng)過光耦隔離后連接到電池檢測設(shè)備的RXD、TXD,MAX3080的使能腳3、4經(jīng)光耦隔離后連接到電池檢測設(shè)備的使能腳DEN上。

通過此通信控制板，對于RS232,采用低偏置電流運(yùn)放做比較器加三極管反向的方式來實(shí)現(xiàn)RS232電平到TTL電平的轉(zhuǎn)換，同時(shí)保證通信控制板具有足夠的驅(qū)動(dòng)能力并保持較低的成本；對于RS422，通信控制板采用專用集成芯片加光耦隔離的方式實(shí)現(xiàn)RS422電平到TTL電平的裝換；兩者共用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)DB9串口座，模式切換只需通過一個(gè)撥碼開關(guān)切換地實(shí)現(xiàn)，實(shí)際應(yīng)用中默認(rèn)為RS232模式，RS422模式下相關(guān)器件采用插件型，根據(jù)客戶實(shí)際情況決定是否安裝。電池檢測設(shè)備可以采用RS232、RS422任一方式方便的與PC連接，此方案實(shí)現(xiàn)了一種低成本、模式切換靈活、且擁有較強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力的通信轉(zhuǎn)換方式。

本說明書未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。