全、半双功互换模式的串口集线器.pdf

本发明公开一种全、半双功互换模式的串口集线器，包括若干个串口转换单元和一个总线单元；所述的串口转换单元由电平转换单元和模式转换单元组成；所述的电平转换单元负责232电平与TTL电平互相转换，其一端接入R232电平信号R232_TX和R232_RX，另一端接入TTL电平信号RX_IN和TX_OUT；所述的模式转换单元负责将TTL全双工信号转换为TTL半双工信号，其有一个两个门电路G-A和G-B，G-A和G-B的开关端均连接所述的电平转换单元输出端的RX IN，G-A的输入端接地，输出端接所述的总线单元；G-B的输入端接所述的总线单元，而输出端与所述的电平转换单元输出端的TX OUT相连；本发明电路简单，成本非常低廉，性能稳定。

1.  一种全、半双功互换模式的串口集线器包括若干个串口转换单元和一个总线单元；其特征在于：所述的串口转换单元由电平转换单元和模式转换单元组成；所述的电平转换单元负责232电平与TTL电平互相转换，其一端接入R232电平信号R232_TX和R232_RX，另一端接入TTL电平信号RX_IN和TX_OUT；所述的模式转换单元负责将TTL全双工信号转换为TTL半双工信号，其有一个两个门电路G-A和G-B，G-A和G-B的开关端均连接所述的电平转换单元输出端的RX IN，G-A的输入端接地，输出端接所述的总线单元；G-B的输入端接所述的总线单元，而输出端与所述的电平转换单元输出端的TX OUT相连。

全、半双功互换模式的串口集线器
技术领域
本发明涉及一种数据转换装置，具体为一种全、半双功互换模式的串口集线器。
背景技术
目前，常用的串口集线器、485集线器等设备大都带有很多强大的功能，例如：波特率自适应、全双工/半双工转换等等，这些设备大都由2个部分组成：电平转换电路、线路交换电路、有一些比较高级的还带有串口设备地址跟踪；上述的电平转换电路，一般分为非隔离和隔离两种，一般都是一些硬件的电平转换芯片完成。例如：非隔离的有MAX232、MAX485等，隔离的有ADS3251，USB转换芯片以FTDI系列较为通用；而上述的线路交换电路，一般由切换器与数据缓存组成，他们共同完成数据帧的切换，因为要缓存被交换的数据，所以要求电路必须被适当的设定，只有被设定以后电路才可以正常工作，典型的例子就是USB串口转换芯片，以FTDI系列较为通用；上述的串口设备地址跟踪，这个功能只用在一些高级的串口数据切换器上才有，其功能类似于以太网交换机的端口MAC记忆技术，它完成数据的选择性传递，不适于硬件实现，这个功能需要软件与硬件系统的相互配合。
目前这些串口数据交换设备，都分为主口与从口，从口之间数据不能通讯，一般将主口称为“上行口”，从口称为“下行口”。
上述设备只有一个上行口；各下行口之间没有连接，也无法相互通信；只能是上行口与下行口一对一的通信。因此组网时会形成“层级”关系，从而在应用上带来了很多不便，转换器的设备成本也很高。并且上述设备都有转换死区，一旦进入转换死区，转换器将停止任何转换而进入“假死”状态。
发明内容
为了消除目前串口数据集线器的上行口单一及其层级关系、消除转换死区，同时也为了降低设备成本，本发明提供一种全、半双功互换模式的串口集线器。本发明的技术方案是：包括若干个串口转换单元和一个总线单元；所述的串口转换单元由电平转换单元和模式转换单元组成；所述的电平转换单元负责232电平与TTL电平互相转换，其一端接入R232电平信号R232_TX和R232_RX，另一端接入TTL电平信号RX_IN和TX_OUT；所述的模式转换单元负责将TTL全双工信号转换为TTL半双工信号，其有一个两个门电路G-A和G-B，G-A和G-B的开关端均连接所述的电平转换单元输出端的RX IN，G-A的输入端接地，输出端接所述的总线单元；G-B的输入端接所述的总线单元，而输出端与所述的电平转换单元输出端的TX OUT相连。
本发明采用以上技术方案的有益效果是：本发明的每一个口的功能相同，彼此之间都可以通过总线进行通信，因而任意端口都可以作为上行口或下行口使用，从而没有上下层级关系，组网更方便自由；本发明的核心部件为模式转换单元电路，其电路简单；本发明无需计算单元，无需计算与设定串口通讯帧的数据结构，不但有效地降低了产品设计、生产、以及后续的维护成本和软件摊销费用，而且极大的提高了产品的稳定性。
附图说明
图1为本发明的电平转换单元电路图；
图2为本发明的模式转换单元电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
本发明包括若干个串口转换单元和一个总线单元；所述的串口转换单元由电平转换单元和模式转换单元组成；如图1所示，所述的电平转换单元负责232电平与TTL电平互相转换，其一端接入R232电平信号R232_TX和R232_RX，另一端接入TTL电平信号RX_IN和TX_OUT；如图2所示，所述的模式转换单元负责将TTL全双工信号转换为TTL半双工信号，其有一个两个门电路G-A和G-B，G-A和G-B的开关端均连接所述的电平转换单元输出端的RX IN，G-A的输入端接地，输出端接所述的总线单元；G-B的输入端接所述的总线单元，而输出端与所述的电平转换单元输出端的TX OUT相连。
本发明的工作原理为：
RX_IN 信号相当于整个转换系统的功能转换开关。当RX_IN信号为高电平也即RX信号无效的时候，G-B开关开启，G-A开关关闭，信号由总线Bus流向TX_OUT；当RX_IN信号为低电平也即RX信号有效的时候，G-B开关关闭，G-A开关打开，此时总线Bus被G-A输入的GND信号拉为低电平，等效于RX_IN的输入，系统认为此时的总线Bus就是RX_IN的输入。
本串口集线器的信号由RX_IN至总线Bus以及由总线Bus至TX_OUT的延时为一级TTL电平延时，基本在20ns以内，具有极高的转换速度，而且本串口集线器采用CMOS门控电路，不需要任何的计算单元，从而进一步提高了转换速度；本串口集线器的转换控制信号没有转换控制计算流，所以此转换器没有信号锁定现象，从而消除了转换死区。
上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利公开的技术方案所做出的技术内容实质相同或等同的任何的变更或修饰，均落入本专利包括的范围。