一种多用途串口转换器的设计与实现

作者:李晓婷 刊名:无线互联科技 上传者:车晓军

【摘要】本文设计了一种多用途串口转换器,主要实现了以下功能:USB-RS232-TTL自动切换功能、RS232的收发自动切换功能及其热插拔功能、TTL的RXD-TXD收发自动切换功能及供电电源的正负极自动切换功能。该转换器实现了这三种常用接口的自动切换,为调试电路提供了方便。

全文阅读

1引言在电子产品的各个领域,USB、RS232和TTL是很常用的串口,尤其在设计、调试电路时经常用到这三种接口。本文设计并实现了一种便于调试这几种常用串口的电路,它主要由分离元器件构成,设计方法新颖独特,成本低廉,具有很好的应用前景。2系统设计2.1系统总体描述设计方案主要包括三大功能部分:第一部分,USB、RS232、TTL自动切换功能。由场效应管、多路复用器、RS232收发器、USB收发器组成。该设计可以根据插入的三种接口实现自动切换。当插入其中任意两种接口时,可以实现这两种接口的通信;当三种接口同时插入时,会实现USB和TTL接口的通信。第二部分,RS232的收发自动切换功能及它的热插拔功能。主要由场效应管、RS232收发器、电阻、电容、D触发器组成,它解决了串口的热插拔问题,防止损坏电路,实现了RS232串口的自动极性翻转。第三部分,TTL的收发自动切换功能及它的供电电源正负极自动切换功能。主要由场效应管、双向电子开关和D触发器组成。它解决了TTL的收发接反导致TTL接口不能工作甚至毁坏电路的问题。2.2系统模块设计2.2.1USB、RS232、TTL自动切换电路该部分的自动切换模块由四路模拟开关,四通道2:1多路复用器和双路4通道模拟多路复用构成。有以下四种接口接入情况:第一种,当USB接口和TTL接口插入时,它们电源的接入作为触发信号,使系统识别哪种接口接入,从而触发自动切换模块,把USB和TTL的收发的信号接通,则实现了它们之间的自动图1多用途串口转换器系统框图切换;第二种,当USB接口和RS232接口接入时,由于没有接入TTL接口,触发自动切换模块把USB接口和RS232接口收发的信号接通,而后收发分别被送到USB收发器变成USB信号和RS232收发器变为RS232信号,则实现了它们之间的自动切换;第三种,当TTL接口和RS232接口接入时,触发自动切换模块把TTL接口和RS232接口收发的信号接通,实现了它们之间的自动切换;第四种,当三种接口同时接入时,只实现有源接口USB接口和TTL接口之间的转换。2.2.2RS232的自动切换及它的热插拔电路RS232的收发插入反正检测模块由单路D触发器、电阻、N沟道场效应管构成;所述的RS232的收发切换模块用多个场效应管构成。RS232的热插拔模块主要利用RC延迟电路,当插入RS232串口时,经过该电路的时间迟延,给RS232串口供电,保证了在RS232串口插入瞬间的不稳定状态期间,串口部分没电,这样就不会损害串口。RS232的收发插入反正检测模块,是通过判断RS232的TXD在插入时瞬间的状态来判断是否RS232的收发接反,若为1接入正确,若为0则插反。RS232的收发切换模块由多个场效应管组成,当它被RS232的收发接入反正检测模块触发时,会切换RS232的收发。2.2.3TTL的收发自动切换及供电电源的正负极自动切换电路该部分由MOS管、单路D触发器、电阻、电容构成;TTL的收发切换模块的双向缓冲器为双电源总线收发器。供电电源的正负极自动切换模块功能利用N沟道和P沟道MOS管的导通特性来实现。当TTL接口插入时,电源正负极性会触发4个MOS管的其中两导通。TTL的收发反正检测模块是利用TTL的TXD在插入时瞬间的状态0或1来判断是否接反,TTL的收发切换模块是通过控制双向缓冲器的方向进行切换的,当双向缓冲器接到TTL的收发插入反正检测模块接反触发信号时,则会改变默认传送方向,从而实现切换。3结论综上所述,本文实现了三大功能:USB、RS232、TTL自动切换;RS232的收发自动切

参考文献

引证文献

问答

我要提问