專(zhuān)利名稱(chēng)：一種串口復(fù)用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及串口擴(kuò)展領(lǐng)域，尤其涉及一種計(jì)算機(jī)串口的擴(kuò)展復(fù)用。
背景技術(shù)：
RS232標(biāo)準(zhǔn)的串口在實(shí)際中被廣泛應(yīng)用。一般情況下，一臺(tái)計(jì)算機(jī)往往只有一個(gè) RS232標(biāo)準(zhǔn)的外部串口接口。在我們的實(shí)際應(yīng)用中，尤其是在利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行研發(fā)調(diào)試時(shí)， 由于目前的單板往往不止一個(gè)調(diào)試串口，而且常常需要在不同的調(diào)試串口間頻繁的進(jìn)行切換。如果每次切換時(shí)都對(duì)單板就行掉電，不僅浪費(fèi)大量的時(shí)間，有時(shí)也不允許對(duì)單板進(jìn)行掉電，因此在切換串口時(shí)只能熱插拔，而大量且頻繁的熱插拔很容易損壞計(jì)算機(jī)上的串口接口。另外，有時(shí)需要同時(shí)使用多個(gè)串口接口，這對(duì)于只有一個(gè)外部串口接口的計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)就更是不可能了。因此很需要一個(gè)簡(jiǎn)單易用、不用熱插拔就可以在不同串口間進(jìn)行切換、并且可以把一路串口復(fù)用為多路串口的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中計(jì)算機(jī)外部串口接口數(shù)量少且由于頻繁熱插播而被損壞的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種串口復(fù)用裝置，具體包括一種串口復(fù)用裝置，包括依次連接的R232接口模塊、控制處理模塊、串口擴(kuò)展模塊和擴(kuò)展接口模塊，其中，R232接口模塊與計(jì)算機(jī)相連，擴(kuò)展接口模塊與外部設(shè)備相連，串口擴(kuò)展模塊用于將一個(gè)母串口擴(kuò)展為多個(gè)子串口，控制處理模塊用于控制串口擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)串口復(fù)用，通過(guò)地址總線和控制線與串口擴(kuò)展模塊相連。進(jìn)一步地，控制處理模塊還用于控制串口擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)串口切換，其中，控制處理模塊通過(guò)不同的置位來(lái)控制串口擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)串口復(fù)用或串口切換。進(jìn)一步地，控制處理模塊用MS51系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)軟件模擬串口的方式實(shí)現(xiàn)串口復(fù)用和串口切換兩種不同模式的選擇，以及不同模式下串口通道的選擇。進(jìn)一步地，軟件模擬串口通過(guò)中斷法實(shí)現(xiàn)。進(jìn)一步地，串口擴(kuò)展模塊用GM8125通用異步串口擴(kuò)展芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，由MC51的輸入輸出接口接GM8125的模式控制管腳選擇串口擴(kuò)展模式。進(jìn)一步地，由MC51的輸入輸出接口接GM8125的模式控制管腳選擇串口擴(kuò)展模式， 具體為當(dāng)要實(shí)現(xiàn)串口復(fù)用時(shí)選擇多通道工作模式，當(dāng)要進(jìn)行串口切換時(shí)選擇單通道工作方式。 進(jìn)一步地，R232接口模塊和擴(kuò)展接口模塊由R232接口芯片和串口插座來(lái)實(shí)現(xiàn)。有益效果通過(guò)本發(fā)明提供的串口復(fù)用裝置，可以實(shí)現(xiàn)一路串口復(fù)用為多路，極大節(jié)省了資源。同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)串口切換功能，可以最大程度上避免熱插拔，且串口切換實(shí)現(xiàn)更容易。


圖1為本發(fā)明的一個(gè)串口復(fù)用裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1本實(shí)施例公開(kāi)了一種串口復(fù)用裝置，如圖1所示，該裝置包括與計(jì)算機(jī)接口的 R232接口模塊、控制處理模塊、串口擴(kuò)展模塊和擴(kuò)展接口模塊，各模塊間依次相連。與計(jì)算機(jī)接口的R232接口模塊是R232標(biāo)準(zhǔn)的串口接口，該接口確?？刂铺幚砟K與計(jì)算機(jī)間的正常通信。該接口由普通的R232接口芯片和3線的串口插座實(shí)現(xiàn)?？刂铺幚砟K用軟件模擬串口的方式實(shí)現(xiàn)與串口擴(kuò)展模塊間的串口通信，通過(guò)模擬串口對(duì)串口擴(kuò)展模塊進(jìn)行設(shè)置，實(shí)現(xiàn)串口復(fù)用和串口切換兩種不同模式的選擇，以及不同模式下串口通道的選擇。串口擴(kuò)展模塊主要是把一個(gè)母串口擴(kuò)展為幾路子串口，實(shí)現(xiàn)串口的擴(kuò)展，通過(guò)設(shè)置芯片的工作方式來(lái)實(shí)現(xiàn)串口的復(fù)用和串口切換2種功能。擴(kuò)展接口模塊完成和外部設(shè)備的串口接口，主要由R232接口芯片和串口插座實(shí)現(xiàn)。實(shí)施例2本實(shí)施例中R232接口模塊通過(guò)串行總線與控制處理模塊連接，控制處理模塊通過(guò)地址總線、串行總線和控制線與串口擴(kuò)展模塊相連，實(shí)現(xiàn)串口復(fù)用和串口切換，從而與擴(kuò)展接口模塊相連。本實(shí)施例中控制處理模塊主要由MC51小系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。MC51小系統(tǒng)除了需要一個(gè)串口和計(jì)算機(jī)的接口通信外，還需要一個(gè)串口與串口擴(kuò)展模塊連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)串口擴(kuò)展模塊的控制以及和串行擴(kuò)展模塊間的數(shù)據(jù)交互。但一般的51系列只提供一個(gè)串口，另一個(gè)串口通過(guò)軟件進(jìn)行模擬實(shí)現(xiàn)。本實(shí)施例所說(shuō)的模擬串口，就是利用MC51的輸入輸出引腳，本實(shí)施例中選擇 Pl. 0，對(duì)Pl. 0置1或0分別代表高低電平，也就是串口通信中所說(shuō)的位。如起始位用低電平，則將其置0，停止位為高電平，則將其置1，各種數(shù)據(jù)位和校驗(yàn)位則根據(jù)情況置1或置0。 至于串口通信的波特率，實(shí)際上是每位電平持續(xù)的時(shí)間，波特率越高，持續(xù)的時(shí)間越短。單片機(jī)的延時(shí)是通過(guò)執(zhí)行若干條指令來(lái)達(dá)到目的的，因?yàn)槊織l指令為1-3個(gè)指令周期，可是通過(guò)若干個(gè)指令周期來(lái)進(jìn)行延時(shí)。MC51小系統(tǒng)采用11.0592M的晶振。在此頻率下每個(gè)指令周期的時(shí)間為(12/11. 0592)us，那么波特率為9600BPS，則每位要間隔的指令周期數(shù)= (1000000/9600)/(12/11. 0592) = 96，剛好為一整數(shù)。如果波特率為 4800BPS 則為 96x2 = 192，如為115200BPS則為8，剛好為整數(shù)個(gè)指令周期。本實(shí)施例中用中斷法實(shí)現(xiàn)串口模擬。設(shè)置計(jì)數(shù)器值為256-96 = 140，十六進(jìn)制為 OxAO，當(dāng)計(jì)數(shù)器溢出時(shí)產(chǎn)生一次中斷，當(dāng)產(chǎn)生中斷時(shí)就在中斷程序中置標(biāo)志，程序不斷的查詢(xún)?cè)摌?biāo)志來(lái)決定是否發(fā)送或接收下一位，程序中還需對(duì)中斷進(jìn)行初始化，同時(shí)編寫(xiě)中斷程序。本程序使用TimerO中斷。本實(shí)施例中串口擴(kuò)展模塊主要是把一個(gè)母串口擴(kuò)展為5路子串口，實(shí)現(xiàn)串口的擴(kuò)展，通過(guò)設(shè)置芯片的工作方式來(lái)實(shí)現(xiàn)串口的復(fù)用和免熱插拔的串口切換2種功能，主要由GM81251擴(kuò)5的通用異步串口擴(kuò)展芯片完成。GM8125可以將一個(gè)全雙工的標(biāo)準(zhǔn)串口擴(kuò)展成 5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)串口，由MC51的輸入輸出接口接GM8125的模式控制管腳選擇串口擴(kuò)展模式單通道工作模式和多通道工作模式。當(dāng)要實(shí)現(xiàn)串口復(fù)用時(shí)選擇多通道工作模式，當(dāng)要進(jìn)行串口切換時(shí)選擇單通道工作方式。選擇了擴(kuò)展模式后，用芯片的地址線選擇希望和母通道通信的子通道。再由MC51通過(guò)GM8125的模式控制管腳和地址線共同設(shè)置芯片的工作方式，設(shè)置MS為“0 “、STADD2 0為“000”，向芯片的功能寄存器寫(xiě)命令字，來(lái)控制串口收發(fā)數(shù)據(jù)的幀長(zhǎng)和波特率。擴(kuò)展接口模塊完成和外部設(shè)備的串口接口，主要由R232接口芯片和串口插座實(shí)現(xiàn)。因?yàn)榇跀U(kuò)展模塊擴(kuò)展出5個(gè)子串口，因此擴(kuò)展接口模塊也對(duì)應(yīng)有5個(gè)串口接口。實(shí)施例3本實(shí)施例中串口復(fù)用裝置用做免熱插拔的串口切換器。用MC51的輸入輸出接口控制GM8125的MS管腳，置高，串口擴(kuò)展模塊工作在單通道模式下，用3根輸入地址線和3 根輸出地址線選擇希望和母口通信的子口，輸入輸出地址線選擇同一個(gè)子串口與母串口通信。在單通道工作模式下，母口和子通道是直通的，二者的波特率和幀長(zhǎng)都是一樣的。這樣當(dāng)需要切換串口的時(shí)候，只需要通過(guò)軟件修改GM8125的輸入輸出地址線來(lái)改變串行通路， 實(shí)現(xiàn)串口間的免插拔切換。做串口切換器用時(shí)，當(dāng)需要串口切換時(shí)，特別是在單板或者所連設(shè)備帶電的情況下，不用進(jìn)行熱插拔，只需用軟件來(lái)選擇控制串口通道就可以實(shí)現(xiàn)串口的切換，可以最大程度上避免熱插拔對(duì)計(jì)算機(jī)串口的損壞；另外當(dāng)調(diào)試設(shè)備置于高低溫試驗(yàn)箱中時(shí)，特別是在低溫時(shí)，不允許開(kāi)箱，是切換串口更加的困難和不方便。使用本實(shí)例裝置，只需要在計(jì)算機(jī)上發(fā)命令就可以實(shí)現(xiàn)串口通道的切換，不僅保護(hù)了設(shè)備，也帶來(lái)極大的方便。本實(shí)施例中串口復(fù)用裝置用做串口擴(kuò)展器。通過(guò)MS51的輸入輸出接口置GM8125 的MS管腳，置低，串口擴(kuò)展模塊工作在多通道模式下。發(fā)送數(shù)據(jù)前，先使用配置命令字寫(xiě)芯片的工作方式寄存器，設(shè)置母串口和子串口工作的波特率和幀長(zhǎng)。母串口的波特率為子串口的6倍，如果5個(gè)子串口不是同時(shí)復(fù)用，需要在母串口端發(fā)送完進(jìn)行延時(shí)，保證子串口斷的數(shù)據(jù)正常發(fā)送。同樣數(shù)據(jù)的收發(fā)通道仍然是通過(guò)輸入輸出地址線來(lái)選擇控制。這樣一路串口就可以擴(kuò)展成最多5路串口同時(shí)使用。做串口擴(kuò)展器時(shí)，不用再加串口卡就可以實(shí)現(xiàn)一路串口到最多五路串口的復(fù)用， 極大了節(jié)省了資源。本實(shí)施例可以很方便的通過(guò)軟件配置來(lái)實(shí)現(xiàn)串口切換器和串口擴(kuò)展器兩種功能間的切換。
權(quán)利要求
1.一種串口復(fù)用裝置，其特征在于，包括依次連接的R232接口模塊、控制處理模塊、串口擴(kuò)展模塊和擴(kuò)展接口模塊，其中，所述的R232接口模塊與計(jì)算機(jī)相連，所述的擴(kuò)展接口模塊與外部設(shè)備相連，所述的串口擴(kuò)展模塊用于將一個(gè)母串口擴(kuò)展為多個(gè)子串口，所述的控制處理模塊用于控制所述的串口擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)串口復(fù)用，通過(guò)地址總線和控制線與串口擴(kuò)展模塊相連。
2.如權(quán)利要求1所述的串口復(fù)用裝置，其特征在于，所述的控制處理模塊還用于控制所述的串口擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)串口切換，其中，所述控制處理模塊通過(guò)不同的置位來(lái)控制串口擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)串口復(fù)用或串口切換。
3.如權(quán)利要求2所述的串口復(fù)用裝置，其特征在于，所述的控制處理模塊用MS51系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)軟件模擬串口的方式實(shí)現(xiàn)串口復(fù)用和串口切換兩種不同模式的選擇，以及不同模式下串口通道的選擇。
4.如權(quán)利要求3所述的串口復(fù)用裝置，其特征在于，所述的軟件模擬串口通過(guò)中斷法實(shí)現(xiàn)。
5.如權(quán)利要求2所述的串口復(fù)用裝置，其特征在于，所述的串口擴(kuò)展模塊用GM8125通用異步串口擴(kuò)展芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，由MC51的輸入輸出接口接GM8125的模式控制管腳選擇串口擴(kuò)展模式。
6.如權(quán)利要求5所述的串口復(fù)用裝置，其特征在于，所述由MC51的輸入輸出接口接 GM8125的模式控制管腳選擇串口擴(kuò)展模式，具體為當(dāng)要實(shí)現(xiàn)串口復(fù)用時(shí)選擇多通道工作模式，當(dāng)要進(jìn)行串口切換時(shí)選擇單通道工作方式。
7.如如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的串口復(fù)用裝置，其特征在于，所述的R232接口模塊和擴(kuò)展接口模塊由R232接口芯片和串口插座來(lái)實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種串口復(fù)用裝置，包括依次連接的R232接口模塊、控制處理模塊、串口擴(kuò)展模塊和擴(kuò)展接口模塊，其中，R232接口模塊與計(jì)算機(jī)相連，擴(kuò)展接口模塊與外部設(shè)備相連，串口擴(kuò)展模塊用于將一個(gè)母串口擴(kuò)展為多個(gè)子串口，控制處理模塊用于控制所述的串口擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)串口復(fù)用，通過(guò)地址總線和控制線與串口擴(kuò)展模塊相連。通過(guò)本串口復(fù)用裝置可以實(shí)現(xiàn)一路串口復(fù)用為多路，極大節(jié)省了資源。同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)串口切換功能，可以最大程度上避免熱插拔，且串口切換實(shí)現(xiàn)更容易。
文檔編號(hào)G06F13/38GK102279826SQ20101019622
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2010年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月9日
發(fā)明者孫華明, 谷陳鵬, 馬苗苗 申請(qǐng)人:馬苗苗