專利名稱：串口擴展電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種擴展電路，特別是指一種工業(yè)過程自動化控制終端設備與上位機通訊或設備內部進行連接顯示屏、測試裝置等器件的串口擴展電路，適用內置于石化、給排水、電力、冶金等領域的工業(yè)過程自動化控制終端設備中。
背景技術：
目前，RS-232接口是在任何時候都常用的接口之一，它不僅已經被內置于PC機中，而且已被內置于從微控制器到主機的多種類型的電腦和它們連接的設備中，不足之處是在工業(yè)過程自動化領域控制設備中，不能直接將RS-232串口接收來的信號轉換成微控制器Micro16能夠識別和處理的信號，或者將微控制器Micro16發(fā)送的信號通過串口進行通訊，為解決以上問題，必須增加該串口擴展電路，滿足工業(yè)過程自動化領域控制設備的需要。

發(fā)明內容
本實用新型的目的在于配合RS-232接口的廣泛應用而提出一種串口擴展電路，為工業(yè)現場控制終端設備設計的串口擴展電路，一般用于現場讀取數據和與上位機的通訊；通過電路讀取主控制器中的參數，可有254種命令以讀取不同的參數；通過模塊控制主控制器內部程序的運行，可有254種命令使主控制器有不同的動作；修改主控制器內部的數據，把命令碼作為數據，以ASCII的形式與主控制器交換信息，完成數據傳遞；以ASCII碼形式交換數據，將非顯示碼作為數據，可完成復雜的功能。
本實用新型的目的可以通過以下措施來達到一種串口擴展電路，該電路由單片機PIC、RS-232接口驅動芯片、復位電路、振蕩電路、RS232串口和一組發(fā)光二極管組成，該電路連接構成如下
串口擴展電路通過數據總線與主控電路相連，單片機PIC U2的管腿13C2、14SCL、15SDA分別接入一個上拉電阻R9、R8、R7與電源VCC相連，PIC的管腿13C2接入數據總線P1-10，PIC的管腿14SCL接入P1-12，PIC的管腿15SDA接入P1-14；電源Vcc接入與非門U3A的一輸入端，另一輸入端通過電阻R4接入數據總線P1-16，與非門U3A的兩輸入端間并聯電容C8，U3A輸出端接入U3B的一輸入端，電源Vcc通過并聯的反相二極管CR9、電阻R3接到U3B的另一輸入端和通過電容C7接地，U3B輸出端與非門U3C的一輸入端相接，U3C輸出端與單片機U2的1腿Vpp相連，Vcc接入U3C的另一輸入端，三個與非門組成了一個復位電路；由一個晶體Y1與兩個電容C5、C6組成的晶體振蕩電路接入單片機PIC的9、10管腿，為單片機PIC提供工作頻率；PIC的管腿2A0、3A1通過上拉電阻R10、R11與VCC相連，管腿Vdd接入電源Vcc，管腿8、19Vss接地；PIC的管腿17C6、18C7、21B0、26B5、27 B6、28 B7分別接入232接口驅動芯片U1 MC145407P的管腿11、12、16、13、14、15同時分別通過限流電阻R2接入一組發(fā)光二極管DCD1、DCD2、DCD3、DCD4、DCD5；接口驅動芯片U1的19腿接電源VCC，2腿接地，數據總線P1-15通過電阻R5接入與非門U3D的一輸入端，Vcc接入另一輸入端，其輸出端接入這組發(fā)光二極管DCD；在U1的1、3兩端，17、19兩端，18、20兩端，2、4兩端分別接入一個電容C1、C3、C4、C2，同該芯片一起組成了信號轉換電路，U1的管腿5、6、7、8、9、10分別與DB9 RS232串口的8、4、1、7、2、3端相接，其中U1的管腿5通過上拉電阻R1接入源Vcc；DB9的9端接入Vcc，5端接地。
本實用新型與現有技術相比具有如下優(yōu)點通過電路讀取主控制器中的參數，可有254種命令以讀取不同的參數；通過電路控制主控制器內部程序的運行，可有254種命令使主控制器有不同的動作；修改主控制器內部的數據，把命令碼作為數據，以ASCII的形式與主控制器交換信息，完成數據傳遞；以ASCII碼形式交換數據，將非顯示碼作為數據，可完成復雜的功能。由于本實用新型采用的都是工業(yè)級元器件，可適應的溫度范圍為-40℃～70℃，能夠在較惡劣的環(huán)境下工作。


圖1.串口擴展電路的電原理圖。
具體實施方式
請參考圖1.串口擴展電路的電原理圖，該電路由單片機PIC、RS-232接口驅動芯片、復位電路、振蕩電路、RS232串口和一組發(fā)光二極管等構成。
串口擴展電路通過數據總線與主控電路相連，單片機PIC U2的管腿13C2、14SCL、15SDA分別接入一個上拉電阻R9、R8、R7與電源VCC相連，同時通過數據總線同主控制器相連。PIC的管腿13C2接入數據總線P1-10，PIC的管腿14 SCL接入P1-12，PIC的管腿15SDA接入P1-14；電源Vcc接入與非門U3A的一輸入端，另一輸入端通過電阻R4接入數據總線P1-16，U3A的輸出端接入U3B的一輸入端，電源VCC通過并聯的反相二極管CR9、電阻R3接到U3B的另一輸入端，U3B輸出端與非門U3C的一輸入端相接，U3C輸出端與單片機U2的1腿Vpp相連，Vcc接入U3C的另一輸入端，三個與非門組成了一個復位電路；由一個晶體與兩個電容組成的晶體振蕩電路接入單片機PIC的9、10管腿，為單片機PIC提供工作頻率；PIC的管腿2A0、3A1通過上拉電阻R10、R11與VCC相連；管腿Vdd接入電源Vcc，管腿8、19Vss接地；PIC的管腿17C6、18C7、21B0、26B5、27B6、28B7分別接入232接口驅動芯片U1 MC145407P的管腿11、12、16、13、14、15同時通過限流電阻R2分別接入一組發(fā)光二極管DCD；數據總線P1-15通過電阻R5接入與非門U3D的輸入端，Vcc接入另一輸入端，其輸出端接入這組發(fā)光二極管DCD，使控制器可以控制發(fā)光二極管的使能作用，當數據總線的P1-15為低時，發(fā)光二極管才能工作，從而可達到節(jié)能的效果。在U1的1、3兩端，17、19兩端，18、20兩端，2、4兩端分別接入一個電容，同該芯片一起組成了信號轉換電路，U1的管腿5、6、7、8、9、10分別與DB9RS232串口的8、4、1、7、2、3端相接，其中U1的管腿5通過上拉電阻R1接入源Vcc；DB9的9端接入Vcc，5端接地。串行信號通過數據總線P1-12、P1-14輸入，經過單片機PIC轉換為TTL電平RS-232信號，經過232接口驅動芯片U1及4個電容組成的轉換電路將TTL電平RS-232信號轉換成標準的RS-232信號。
該用于自動化控制終端通訊的串口擴展電路，已制成模塊，本廠編號和名稱為E202串口擴展模塊，E202串口擴展模塊外形尺寸為(長)118mm×(寬)54mm×(高)44mm。采用ECHO C型模塊封裝殼體。E202模塊為控制總線連接的RS232擴展模塊，一般用于現場讀取數據。
當主控制器讀命令碼時，一次讀取一個字節(jié)，此字節(jié)一般作為命令碼。FFH為無效碼，既當模塊沒有從串口接收到數據時，命令碼為FFH。其它數據為有效命令碼，因此可有254種命令碼。主控制器可對這些命令碼進行分析處理，然后返回不同的數據。
當主控制器發(fā)送數據時，接收到命令碼后，根據不同的要求主控制器發(fā)送相應數據。一次發(fā)送一個字節(jié)，每兩字節(jié)之間需加一定延時。主控制器發(fā)送的數據，經E202通過RS232口發(fā)送逐一發(fā)送出去。發(fā)送數據結束后，需再進行一次讀操作，以清除發(fā)送(既清RTS)。
權利要求1.一種串口擴展電路，其特征在于該電路由單片機PIC、RS-232接口驅動芯片、復位電路、振蕩電路、RS232串口和一組發(fā)光二極管組成，該電路連接構成如下串口擴展電路通過數據總線與主控電路相連，單片機PIC U2的管腿13C2、14SCL、15SDA分別接入一個上拉電阻R9、R8、R7與電源VCC相連，PIC的管腿13C2接入數據總線P1-10，PIC的管腿14SCL接入P1-12，PIC的管腿15SDA接入P1-14；電源Vcc接入與非門U3A的一輸入端，另一輸入端通過電阻R4接入數據總線P1-16，與非門U3A的兩輸入端間并聯電容C8，U3A輸出端接入U3B的一輸入端，電源Vcc通過并聯的反相二極管CR9、電阻R3接到U3B的另一輸入端和通過電容C7接地，U3B輸出端與非門U3C的一輸入端相接，U3C輸出端與單片機U2的1腿Vpp相連，Vcc接入U3C的另一輸入端，三個與非門組成了一個復位電路；由一個晶體Y1與兩個電容C5、C6組成的晶體振蕩電路接入單片機PIC的9、10管腿，為單片機PIC提供工作頻率；PIC的管腿2AO、3A1通過上拉電阻R10、R11與VCC相連，管腿Vdd接入電源Vcc，管腿8、19Vss接地；PIC的管腿17C6、18C7、21B0、26B5、27 B6、28 B7分別接入232接口驅動芯片U1 MC145407P的管腿11、12、16、13、14、15同時分別通過限流電阻R2接入一組發(fā)光二極管DCD1、DCD2、DCD3、DCD4、DCD5；接口驅動芯片U1的19腿接電源VCC，2腿接地，數據總線P1-15通過電阻R5接入與非門U3D的一輸入端，Vcc接入另一輸入端，其輸出端接入這組發(fā)光二極管DCD；在U1的1、3兩端，17、19兩端，18、20兩端，2、4兩端分別接入一個電容C1、C3、C4、C2，同該芯片一起組成了信號轉換電路，U1的管腿5、6、7、8、9、10分別與DB9 RS232串口的8、4、1、7、2、3端相接，其中U1的管腿5通過上拉電阻R1接入源Vcc；DB9的9端接入Vcc，5端接地。
專利摘要本實用新型涉及一種串口擴展電路，通過數據總線與主控電路相連，該電路由單片機PIC、RS－232接口驅動芯片、復位電路、振蕩電路、RS232串口和一組發(fā)光二極管構成。直接將RS－23串口接收來的信號轉換成微控制器能夠識別和處理的信號，或者將微控制器發(fā)送的信號通過串口進行通訊，由三個與非門組成單片機PIC的復位電路，發(fā)光二極管由控制器控制其使能作用，由晶體與電容組成單片機PIC的振蕩電路，串行信號通過數據總線P1－12、P1－14輸入，經單片機PIC轉換為TTL電平RS－232信號，經232接口驅動芯片U1及4個電容組成的轉換電路將TTL電平RS－232信號轉換成標準的RS－232信號。
文檔編號G06F13/38GK2574116SQ02282269
公開日2003年9月17日 申請日期2002年10月17日 優(yōu)先權日2002年10月17日
發(fā)明者俞凌, 莊貴林 申請人:北京安控科技發(fā)展有限公司