CN209447019U - Rs485设备连接电路和系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种RS485设备连接电路和系统,包括:RS485控制子电路和开关电路,RS485控制子电路用于生成RS485数据和对应的RS485控制信号,向开关电路发送RS485数据和对应的RS485控制信号,开关电路包括多个RS485通道,每个RS485通道通过RS485接口与一个RS485设备连接,开关电路用于根据RS485控制子电路发送的RS485控制信号,将RS485数据发送至对应的RS485设备。本实用新型公开了的RS485设备连接电路和系统节约了设备成本,并降低了安装难度。
Description
技术领域
本实用新型实施例涉及电路技术,尤其涉及一种RS485设备连接电路和系统。
背景技术
RS485是一个定义平衡数字多点系统中的驱动器和接收器的电气特性的标准,该标准由电信行业协会和电子工业联盟定义。使用该标准的数字通信网络能在远距离条件下以及电子噪声大的环境下有效传输信号。RS485使得廉价本地网络以及多支路通信链路的配置成为可能。
RS485采用半双工工作方式,支持多点数据通信。RS485总线网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构,即采用一条RS485总线将各个节点串接起来,但一条RS485总线上的多个子机地址不能重复,每个子设备的地址只能是唯一的。那么在安装设备之前就需要先配置好设备地址,因此,需要设备具有修改RS485地址的功能,这样将增加设备安装难度,并增加设备成本。
实用新型内容
本实用新型提供一种RS485设备连接电路和系统,以降低RS485设备的连接成本和安装难度。
第一方面,本实用新型实施例提供一种RS485设备连接电路,包括:RS485控制子电路和开关电路;
所述RS485控制子电路用于生成RS485数据和对应的RS485控制信号,向所述开关电路发送所述RS485数据和对应的RS485控制信号;
所述开关电路包括多个RS485通道,每个RS485通道通过RS485接口与一个RS485设备连接,所述开关电路用于根据所述RS485控制子电路发送的RS485控制信号,将所述RS485数据发送至对应的RS485设备。
在第一方面一种可能的实现方式中,所述RS485控制子电路包括控制芯片和RS485驱动芯片;
所述控制芯片用于生成待发送的数据和对应的RS485控制信号,将所述待发送的数据发送给所述RS485驱动芯片,并将所述RS485控制信号发送给所述开关电路;
所述RS485驱动芯片用于将所述待发送的数据转换为RS485数据,并将所述RS485数据发送至所述开关电路。
在第一方面一种可能的实现方式中,所述控制芯片为MCU,所述MCU生成的待发送数据为UART协议数据;所述RS485驱动芯片用于将所述UART协议数据转换为RS485数据。
在第一方面一种可能的实现方式中,所述RS485驱动芯片与所述开关电路之间包括匹配电阻。
在第一方面一种可能的实现方式中,所述开关电路包括模拟开关,所述模拟开关包括RS485数据输入端、多个RS485数据输出端和多个输入控制位,所述RS485控制信号通过多个输入控制位输入所述开关电路后,所述RS485数据输入端和所述RS485控制信号对应的数据输出端导通。
在第一方面一种可能的实现方式中,所述多个RS485数据输出端分别通过RS485接口与一个RS485设备连接,每个RS485设备的RS485地址相同。
在第一方面一种可能的实现方式中,每个RS485数据输出端与RS485接口之间连接有TVS二极管。
第二方面,本实用新型实施例提供一种RS485设备连接系统,包括:RS485设备连接电路和多个RS485设备;
所述RS485设备连接电路包括RS485控制子电路和开关电路;
所述RS485控制子电路用于生成RS485数据和对应的RS485控制信号,向所述开关电路发送所述RS485数据和对应的RS485控制信号;
所述开关电路包括多个RS485通道,每个RS485通道通过RS485接口与一个RS485设备连接,所述开关电路用于根据所述RS485控制子电路发送的RS485控制信号,将所述RS485数据发送至对应的RS485设备。
在第二方面一种可能的实现方式中,所述RS485控制子电路包括控制芯片和RS485驱动芯片;
所述控制芯片用于生成待发送的数据和对应的RS485控制信号,将所述待发送的数据发送给所述RS485驱动芯片,并将所述RS485控制信号发送给所述开关电路;
所述RS485驱动芯片用于将所述待发送的数据转换为RS485数据,并将所述RS485数据发送至所述开关电路。
在第二方面一种可能的实现方式中,所述开关电路包括模拟开关,所述模拟开关包括RS485数据输入端、多个RS485数据输出端和多个输入控制位,所述RS485控制信号通过多个输入控制位输入所述开关电路后,所述RS485数据输入端和所述RS485控制信号对应的数据输出端导通;
所述多个RS485数据输出端分别与所述多个RS485设备连接。
本实用新型实施例提供的RS485设备连接电路和系统,包括:RS485控制子电路和开关电路,所述RS485控制子电路用于生成RS485数据和对应的RS485控制信号,向所述开关电路发送所述RS485数据和对应的RS485控制信号,所述开关电路包括多个RS485通道,每个RS485通道通过RS485接口与一个RS485设备连接,所述开关电路用于根据所述RS485控制子电路发送的RS485控制信号,将所述RS485数据发送至对应的RS485设备,由于本实施例提供的RS485设备连接电路通过包括多个RS485通道的开关电路与多个RS485设备连接,并通过不同的RS485控制信号对开关电路进行控制,使得RS485数据可以通过开关电路发送至不同的RS485设备,而无需对不同RS485设备的地址进行配置,从而节约了设备成本,并降低了安装难度。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的RS485设备连接电路实施例一的结构示意图;
图2为本实用新型实施例提供的RS485设备连接电路实施例二的结构示意图;
图3为本实用新型实施例提供的RS485设备连接电路实施例三的结构示意图;
图4为本实用新型实施例提供的RS485设备连接电路实施例四的结构示意图;
图5为本实用新型实施例提供的RS485设备连接系统实施例一的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型,而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
图1为本实用新型实施例提供的RS485设备连接电路实施例一的结构示意图,如图1所示,本实施例提供的RS485设备连接电路包括:
RS485控制子电路11和开关电路12。
所述RS485控制子电路11用于生成RS485数据和对应的RS485控制信号,向所述开关电路12发送所述RS485数据和对应的RS485控制信号。所述开关电路12包括多个RS485通道,每个RS485通道通过RS485接口与一个RS485设备连接,所述开关电路12用于根据所述RS485控制子电路11发送的RS485控制信号,将所述RS485数据发送至对应的RS485设备。
RS485是一种串行数据通信协议,可以在一条总线上连接多个RS485设备,一个总机可以通过RS485总线控制多个RS485子机。但是RS485总线上的每个子机需要配置不同的地址,这个地址的配置需要在设备安装时进行,那么就需要为每个RS485子机增加修改地址的功能,这将增加RS485设备的成本,而当总线上需要配置的RS485子机较多时,也增加了设备的安装难度。
而本实施例提供的RS485设备连接电路,通过设置具有多个通道的开关电路12,并采用控制信号对开关电路12的多个通道进行切换,使得RS485主机可以通过开关电路12与多个RS485子机进行通信,而无需设置多个RS485子机的地址。
首先,RS485控制子电路11需要生成向各RS485子机发送的RS485数据,不同RS485子机分别具有与其对应的RS485数据。另外,对于每个RS485子机,还需要生成与每个RS485数据的目标RS485子机所对应的RS485控制信号。由于RS485数据需要发送至多个不同的RS485设备,那么每个RS485控制信号就与一个RS485设备对应,也就是相当于发送至每个不同的RS485设备的RS485数据都有一个唯一的RS485控制信号与之对应。
所述开关电路12包括多个RS485通道,开关电路12的每个RS485通道通过RS485接口与一个RS485设备连接,所述开关电路12根据所述RS485控制子电路11发送的RS485控制信号,控制不同的RS485通道连通,从而使得与RS485控制信号对应的RS485数据发送至对应的RS485设备。开关电路12包括的RS485通道数量根据所需连接的RS485设备的数量决定。
由于本实施例提供的RS485设备连接电路通过包括多个RS485通道的开关电路与多个RS485设备连接,并通过不同的RS485控制信号对开关电路进行控制,使得RS485数据可以通过开关电路发送至不同的RS485设备,而无需对不同RS485设备的地址进行配置,从而节约了设备成本,并降低了安装难度。
图2为本实用新型实施例提供的RS485设备连接电路实施例二的结构示意图,如图2所示,本实施例提供的RS485设备连接电路包括:
RS485控制子电路11和开关电路12,所述RS485控制子电路11包括控制芯片21和RS485驱动芯片22。
所述控制芯片21用于生成待发送的数据和对应的RS485控制信号,将所述待发送的数据发送给所述RS485驱动芯片22,并将所述RS485控制信号发送给所述开关电路12;所述RS485驱动芯片22用于将所述待发送的数据转换为RS485数据,并将所述RS485数据发送至所述开关电路12。
RS485总线上所传输的数据需要是符合RS485协议的数据,而一般而言各种处理器或芯片生成的数据并不是符合RS485协议的数据,因此,在生成了待发送给RS485设备的数据后,首先需要将其转换为对应的RS485数据。控制芯片21用于生成待发送的数据以及对应的RS485控制信号,然后将所述待发送的数据发送给所述RS485驱动芯片22。RS485驱动芯片22用于将其他协议的数据转换为符合RS485协议的数据。这样开关电路12就将接收到符合RS485协议的待发送数据,以及RS485控制信号。
其中,控制芯片21可以为任一种能够生成数据和控制信号的芯片或处理器,例如微控制芯片(Microcontroller Unit,MCU),所述MCU生成的待发送数据为通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,UART)协议数据。所述RS485驱动芯片22用于将所述UART协议数据转换为RS485数据。MCU作为RS485的主机,生成向各RS485子机发送的数据以及对应的RS485控制信号。
进一步地,所述RS485驱动芯片22与所述开关电路12之间还可以包括匹配电阻。匹配电阻用于保证RS485驱动芯片22向开关电路12发送的RS485数据信号的稳定性。
所述开关电路12可以包括模拟开关,如图2中所示,当开关电路12为模拟开关时,包括RS485数据输入端23、多个RS485数据输出端24和多个输入控制位25,所述RS485控制信号通过多个输入控制位输入25所述开关电路12后,所述RS485数据输入端23和所述RS485控制信号对应的数据输出端24导通。模拟开关可以实现对模拟信号的切换和控制,模拟开关的多个输入控制位25与控制芯片21连接,控制芯片21发送的RS485控制信号通过多个输入控制位25输入模拟开关。输入控制位25的数量根据模拟开关中所包括的RS485通道数量决定,例如2个输入控制位25可以通过高低电平的控制,实现对4个RS485通道的控制,RS485控制信号的位数也与输入控制位25的数量对应。若输入控制位25为3个,则可以实现对最多8个RS485通道的控制。RS485数据输入端23和多个RS485数据输出端24分别组成多个RS485通道,每个RS485通道相互隔离,RS485数据输入端23和多个RS485数据输出端24之间的连接根据输入控制位25接收到的RS485控制信号确定。
所述多个RS485数据输出端24分别通过RS485接口与一个RS485设备连接,每个RS485设备的RS485地址可以是相同的,也就是无需在作为子机的RS485设备中配置可修改地址的功能。
进一步地,每个RS485数据输出端24与RS485接口之间连接有瞬态抑制(TransientVoltage Suppressor,TVS)二极管,用于进行静电释放(Electro-Static discharge,ESD)防护。
图3为本实用新型实施例提供的RS485设备连接电路实施例三的结构示意图,如图3所示,本实施例提供的RS485设备连接电路采用具体的电路结构对本实用新型提供的RS485设备连接电路进行进一步说明。
在图3中,控制芯片21包括TXD、RXD、RTS三个数据输出端口,输出符合UART协议的待发送数据,控制芯片21还包括PA、PB两个RS485控制信号的控制信号输出端口。RS485驱动芯片22包括TXD、RXD、DE、RE四个数据接收端口,用于接收控制芯片21发送的符合UART协议的待发送数据,RS485驱动芯片22还包括A、B两个数据输出端口,RS485驱动芯片22对接收到的数据进行转换后得到符合RS485协议的数据,并通过A、B两个数据输出端口发送至开关电路12。开关电路12包括S1、S2两个控制信号接收端口和IA、IB两个RS485数据接收端口,开关电路12中还包括4路一刀双闸的开关,组成4个RS485通道。开关电路12还包括OA1~OA4以及OB1~OB4共8个RS485数据输出端口,其中OA1、OB1为一组RS485数据输出端口,OA2、OB2为一组RS485数据输出端口,OA3、OB3为一组RS485数据输出端口,OA4、OB4为一组RS485数据输出端口。每组RS485数据输出端口与一个RS485子机连接。
对于图3所示的RS485设备连接电路,所连接的多个RS485子机的地址可以是相同的,RS485控制信号可以通过表1所示的控制逻辑进行控制。
表1
PA | PB | IA | IB |
L | L | IA=OA1 | IB=OB1 |
H | L | IA=OA2 | IB=OB2 |
L | H | IA=OA3 | IB=OB3 |
H | H | IA=OA4 | IB=OB4 |
表1中L代表低电平,H代表高电平,控制芯片21与不同RS485子设备之间进行通信的流程如下:
当PA=L,PB=L时,RS485子机1可以与控制芯片21进行通信。
当PA=H,PB=L时,RS485子机2可以与控制芯片21进行通信。
当PA=L,PB=H时,RS485子机3可以与控制芯片21进行通信。
当PA=H,PB=H时,RS485子机4可以与控制芯片21进行通信。
控制芯片21可以通过不同的RS控制信号分别于不同的RS485子机进行通信。
图4为本实用新型实施例提供的RS485设备连接电路实施例四的结构示意图,如图4所示,本实施例提供的RS485设备连接电路采用具体的电路结构对本实用新型提供的RS485设备连接电路进行进一步说明。
图4中以具体芯片为例,对本实用新型提供的RS485设备连接电路进行进一步详细说明。其中控制芯片21为STM32F103VET6,UART1_RX、UART1_TX、PB0为数据输出端口,PB1和PB2为RS485控制信号的输出端口。RS485驱动芯片为SN65HVD72,包括1~4共4个信号输入端口,第6、7端口为RS485数据输出端口,第5端口为接地端口,第8端口为电源端口。模拟开关为SN74CBT3253CD,为4选1场效应晶体管(Field Effect Transistor,FET)多路模拟开关。其中1A、2A为RS485数据输入端口,S0、S1为RS485控制信号输入端口。VCC为电源端口,GND为接地端口,1B1~1B4,2B1~2B4为RS485数据输出端口。J101~J104为4个RS485接口,其中A1~A4以及B1~B4为RS485数据输入端口,另外还有电源端口和接地端口。D101、D102、D103、D104为TVS管,用于做ESD防护。C101、C102为滤波电容,R101为终端电阻,用于RS485信号阻抗匹配使用,R102为上拉电路,R103为下拉电阻,用于保证RS485信号电平的稳定性。
图5为本实用新型实施例提供的RS485设备连接系统实施例一的结构示意图,如图5所示,本实施例提供的RS485设备连接系统包括。
RS485设备连接电路51和多个RS485设备52。RS485设备连接电路51包括图1~图4任一实施例所示的RS485设备连接。RS485设备连接电路51与多个RS485设备52的具体连接方式,以及RS485设备连接电路51的工作方式在上述各实施例中已经进行了详细说明,此处不再赘述。
注意,上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本实用新型不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明,但是本实用新型不仅仅限于以上实施例,在不脱离本实用新型构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种RS485设备连接电路,其特征在于,包括:RS485控制子电路和开关电路;
所述RS485控制子电路用于生成RS485数据和对应的RS485控制信号,向所述开关电路发送所述RS485数据和对应的RS485控制信号;
所述开关电路包括多个RS485通道,每个RS485通道通过RS485接口与一个RS485设备连接,所述开关电路用于根据所述RS485控制子电路发送的RS485控制信号,将所述RS485数据发送至对应的RS485设备。
2.根据权利要求1所述的RS485设备连接电路,其特征在于,所述RS485控制子电路包括控制芯片和RS485驱动芯片;
所述控制芯片用于生成待发送的数据和对应的RS485控制信号,将所述待发送的数据发送给所述RS485驱动芯片,并将所述RS485控制信号发送给所述开关电路;
所述RS485驱动芯片用于将所述待发送的数据转换为RS485数据,并将所述RS485数据发送至所述开关电路。
3.根据权利要求2所述的RS485设备连接电路,其特征在于,所述控制芯片为微控制芯片MCU,所述MCU生成的待发送数据为通用异步收发传输器UART协议数据;所述RS485驱动芯片用于将所述UART协议数据转换为RS485数据。
4.根据权利要求2或3所述的RS485设备连接电路,其特征在于,所述RS485驱动芯片与所述开关电路之间包括匹配电阻。
5.根据权利要求1~3任一项所述的RS485设备连接电路,其特征在于,所述开关电路包括模拟开关,所述模拟开关包括RS485数据输入端、多个RS485数据输出端和多个输入控制位,所述RS485控制信号通过多个输入控制位输入所述开关电路后,所述RS485数据输入端和所述RS485控制信号对应的数据输出端导通。
6.根据权利要求5所述的RS485设备连接电路,其特征在于,所述多个RS485数据输出端分别通过RS485接口与一个RS485设备连接,每个RS485设备的RS485地址相同。
7.根据权利要求5所述的RS485设备连接电路,其特征在于,每个RS485数据输出端与RS485接口之间连接有瞬态抑制TVS二极管。
8.一种RS485设备连接系统,其特征在于,包括:RS485设备连接电路和多个RS485设备;
所述RS485设备连接电路包括RS485控制子电路和开关电路;
所述RS485控制子电路用于生成RS485数据和对应的RS485控制信号,向所述开关电路发送所述RS485数据和对应的RS485控制信号;
所述开关电路包括多个RS485通道,每个RS485通道通过RS485接口与一个RS485设备连接,所述开关电路用于根据所述RS485控制子电路发送的RS485控制信号,将所述RS485数据发送至对应的RS485设备。
9.根据权利要求8所述的RS485设备连接电路,其特征在于,所述RS485控制子电路包括控制芯片和RS485驱动芯片;
所述控制芯片用于生成待发送的数据和对应的RS485控制信号,将所述待发送的数据发送给所述RS485驱动芯片,并将所述RS485控制信号发送给所述开关电路;
所述RS485驱动芯片用于将所述待发送的数据转换为RS485数据,并将所述RS485数据发送至所述开关电路。
10.根据权利要求8或9所述的RS485设备连接电路,其特征在于,所述开关电路包括模拟开关,所述模拟开关包括RS485数据输入端、多个RS485数据输出端和多个输入控制位,所述RS485控制信号通过多个输入控制位输入所述开关电路后,所述RS485数据输入端和所述RS485控制信号对应的数据输出端导通;
所述多个RS485数据输出端分别与所述多个RS485设备连接。
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