專利名稱：串口自動保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種保護(hù)電路，具體地說，涉及一種串口自動保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的通用非同步收發(fā)傳輸器(Universal Asynchronous Receiver /Transmitter )，其上的數(shù)據(jù)通常是一位一位地順序傳送，特點是通信線路簡單，只要一對傳輸線就可以實現(xiàn)雙向通信，但傳送速度較慢，因而這種一條信息的各位數(shù)據(jù)被逐位按順序傳送的通信方式稱為也被稱為異步串行通信。異步串行通信的特點是:數(shù)據(jù)位傳送，按傳位順序進(jìn)行，最少只需一根傳輸線即可完成；成本低但傳送速度慢。串行通信的距離可以從幾米到幾千米；根據(jù)信息的傳送方向，串行通信可以進(jìn)一步分為單工、半雙工和全雙工三種。在現(xiàn)階段串行接口通信中并沒有任何的自動檢測并對其進(jìn)行開關(guān)的電路，因此串口活動狀態(tài)若突然出現(xiàn)問題或過期容易影響串口上連接硬件的工作狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種串口自動保護(hù)電路，目的在于克服現(xiàn)階段并沒有任何的自動檢測并控制串口開閉的電路，在串口活動狀態(tài)出現(xiàn)問題時容易影響其他硬件的工作狀態(tài)的缺陷。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
串口自動保護(hù)電路，包括檢測器，與檢測器輸出端相連的計時器，接收計時器輸出的信號的串口開關(guān)，輸出信號到檢測器并與串口開關(guān)進(jìn)行雙向傳輸?shù)碾娖阶儞Q保護(hù)電路。為了實現(xiàn)檢測器的功能，所述檢測器包括:
始末位檢測器，用于檢測串口的起始位和終止位、產(chǎn)生信號并計算串口波特率；
時鐘產(chǎn)生器，接收始末位檢測器發(fā)出的信號并產(chǎn)生和控制串口時鐘；
由D觸發(fā)器組成，并與時鐘產(chǎn)生器的輸出端相連的鎖存移位寄存器；
與鎖存移位寄存器輸出端相連的8位比較器；
輸出端與8位比較器相連的預(yù)設(shè)寄存器，其中8位比較器輸出信號到計時器。為了實現(xiàn)計時器的功能，所述計時器包括:
輸入端與串口開關(guān)相連的秒產(chǎn)生器；
輸入端與檢測器相連的計數(shù)器；
接收計數(shù)器信號并輸出信號到串口開關(guān)的比較器，其中在該比較器中還輸入了時間預(yù)設(shè)值。為了實現(xiàn)電平變換保護(hù)電路的功能，所述電平變換保護(hù)電路包括:
用于升壓的升壓電荷泵；
輸入端與升壓電荷泵相連的電平變換模塊；
進(jìn)行信號交互且用于保護(hù)、限壓、限流的接口保護(hù)電路，其中接口保護(hù)電路與串口開關(guān)進(jìn)行信號雙向傳輸。
為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明，所述鎖存移位寄存器和預(yù)設(shè)寄存器均為8位寄存器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
(I)本發(fā)明可檢測串口的活動狀態(tài)，并根據(jù)其活動狀態(tài)自動開閉串口，實現(xiàn)保護(hù)串口的目的；每次用戶需要使用串口時，向該串口自動保護(hù)電路上發(fā)送特定字符即可，串口保護(hù)電路檢測到該字符后自動打開串口，同時由于本發(fā)明上還設(shè)有計時器，因此用戶可設(shè)置串口的活動保持時間，當(dāng)計時器過期后，串口自動關(guān)閉，本發(fā)明實現(xiàn)方式簡單、成本低廉、適合推廣使用。(2)本發(fā)明可通過檢測器將用戶輸入的字符與預(yù)設(shè)字符進(jìn)行比較，檢測串口的活動狀態(tài)，并根據(jù)串口的活動狀態(tài)控制串口時鐘的輸出，從而自動開、閉串口，完成串口自動保護(hù)的開、閉過程，無需軟件輔助配合，減少了出錯概率同時降低了成本。(3)本發(fā)明還特地在檢測器的輸出端上連接了計時器，該計時器收到用戶設(shè)置的活動保持時間后能夠計時以控制串口的開、閉時間，防止串口長時間開或閉，無法得到控制出現(xiàn)任何影響串口上連接的硬件的工作，該計時器過期后串口能夠自動關(guān)閉，保證了串口的正常工作。(4)本發(fā)明還特地設(shè)置了一個電平變換保護(hù)電路，對該串口保護(hù)電路能夠進(jìn)行限壓、限流，防止過壓、過流、沖擊電流或靜電等破壞本發(fā)明的內(nèi)部電路。


圖1為本發(fā)明的原理框圖。圖2為本發(fā)明中檢測器的原理框圖。圖3為本發(fā)明中由D觸發(fā)器構(gòu)成鎖存移位寄存器的原理框圖。圖4為本發(fā)明中計時器的原理框圖。圖5為本發(fā)明中的電平變換保護(hù)原理框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，本發(fā)明的實施方式包括但不限于下列實施例。
實施例如圖1所示的本發(fā)明，包括檢測器、計時器、串口開關(guān)和電平變換保護(hù)電路。如圖5所示，首先用戶通過電平變換保護(hù)電路輸入串口輸入數(shù)據(jù)，該串口輸入數(shù)據(jù)為特定字符，即通過接口保護(hù)電路的RS232弓丨腳輸入RS232電平信號，接口保護(hù)電路進(jìn)行限壓和限流，并通過接口保護(hù)電路輸出信號到電平變換模塊。該電平變換模塊在本實施例中優(yōu)選電平變換器，電平變換器將RS232電平信號轉(zhuǎn)換為LVCMOS電平信號。其中檢測器用于檢測串口的輸入，檢測器檢測到的電平信號與預(yù)設(shè)字符進(jìn)行比較，如果相同則輸出高電平，反之則輸出低電平。其中該檢測器結(jié)構(gòu)如圖2所示，始末位檢測器檢測到LVCMOS電平信號，查找串口的起始位和終止位，產(chǎn)生start信號和stop信號，并且對start信號和stop信號之間的參考始終進(jìn)行計數(shù)，從而計算出串口的波特率。同時該LVCMOS電平信號還通過D觸發(fā)器的接收數(shù)據(jù)引腳RXD接收。時鐘產(chǎn)生器接收start和stop信號通過分頻以產(chǎn)生串口所需的時鐘，并控制串口時鐘的輸出。在時鐘產(chǎn)生器輸出一個串口時鐘到D觸發(fā)器時，由于LVCMOS信號已先輸入到D觸發(fā)器并進(jìn)入鎖存移位寄存器，此時該時鐘上升沿來到，鎖住輸入到鎖存移位寄存器的LVCOMS信號，該LVCOMS即串口輸入數(shù)據(jù)，此時并根據(jù)串口時鐘在鎖存移位寄存器上移位，以便在下一個串口時鐘來時在下一位輸入下一個串口輸入數(shù)據(jù)。如圖2所示，該鎖存移位寄存器為8進(jìn)制，需輸入8次串口輸入數(shù)據(jù),加上start和stop信號，該鎖存移位寄存器共需要10個D觸發(fā)器，如圖3所示。由于鎖存移位寄存器上的每一位分別與8位比較器相連，同時該8位比較器還與預(yù)設(shè)寄存器相連，因此8位比較器依次比較鎖存移位寄存器上每一位與預(yù)設(shè)寄存器每一位的數(shù)據(jù)，若全部相同，則輸出高電平信號；若至少有一位不同，則輸入低電平信號。因此檢測器主要用于檢測用戶輸入的特定字符是否和預(yù)設(shè)字符相同，若相同則輸出高電平，不同則輸出低電平，按照上述設(shè)置，便能夠完成檢測功能。 在本實施例中，為了更好地實現(xiàn)電平變換保護(hù)電路的功能，在電平變換器上還連接了 一個升壓電荷泵，該升壓電荷泵用于電源升壓，將板內(nèi)的低壓電源，變換為電平變換模塊工作所需的高壓電源，并向電平變換器供電。8位比較器將高電平信號或低電平信號輸出到計時器，與此同時鎖存移位寄存器的輸出端也輸出串口時鐘信號到計時器。如圖4所示，該計時器包括秒產(chǎn)生器、計數(shù)器和比較器。將串口時鐘信號輸入到秒產(chǎn)生器，對該參考時鐘進(jìn)行分頻，產(chǎn)生I秒周期信號，并在比較器的控制下，為計數(shù)器提供時鐘源。產(chǎn)生器產(chǎn)生的I秒周期信號輸入計數(shù)器，以此進(jìn)行計數(shù)，當(dāng)檢測器輸入低電平信號時，計數(shù)器開始工作并以I秒周期信號累加計數(shù)；當(dāng)檢測器輸出高電平信號時，計數(shù)器清零。由于已在比較器上存儲了時間預(yù)設(shè)值，即串口自動關(guān)閉的時間，因此將計數(shù)器的計數(shù)結(jié)果輸入到比較器和時間預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，若計數(shù)器的計數(shù)值小于時間預(yù)設(shè)值，則輸出高電平信號，反之則輸出低電平信號。比較器將輸出的一號通過串口開關(guān)輸入到電平變換器轉(zhuǎn)換成RS232電平信號，并通過接口保護(hù)電路輸出，同時通過串口開關(guān)可直接輸出LVCMOS信號。如圖1所示，該串口開關(guān)共有兩個與門。比較器輸出的電平信號與電平變換保護(hù)電路輸出的LVCMOS信號通過其中與門輸出，當(dāng)兩個輸入都為高電平時，輸出高電平；
比較器輸出的電平信號還與TXD，即發(fā)送數(shù)據(jù)引腳通過與門，并通過電平變換保護(hù)電路轉(zhuǎn)換成232電平信號輸出。按照上述實施例，便可很好的對串口進(jìn)行開、閉。
權(quán)利要求
1.串口自動保護(hù)電路，其特征在于，包括檢測器，與檢測器輸出端相連的計時器，接收計時器輸出的信號的串口開關(guān)，輸出信號到檢測器并與串口開關(guān)進(jìn)行雙向傳輸?shù)碾娖阶儞Q保護(hù)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串口自動保護(hù)電路，其特征在于，所述檢測器包括: 始末位檢測器，用于檢測串口的起始位和終止位、產(chǎn)生信號并計算串口波特率； 時鐘產(chǎn)生器，接收始末位檢測器發(fā)出的信號并產(chǎn)生和控制串口時鐘； 由D觸發(fā)器組成，并與時鐘產(chǎn)生器的輸出端相連的鎖存移位寄存器； 與鎖存移位寄存器輸出端相連的8位比較器； 輸出端與8位比較器相連的預(yù)設(shè)寄存器，其中8位比較器輸出信號到計時器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的串口自動保護(hù)電路，其特征在于，所述計時器包括: 輸入端與串口開關(guān)相連的秒產(chǎn)生器； 輸入端與檢測器相連的計數(shù)器； 接收計數(shù)器信號并輸出信號到串口開關(guān)的比較器，其中在該比較器中還輸入了時間預(yù)設(shè)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的串口自動保護(hù)電路，其特征在于，所述電平變換保護(hù)電路包括: 用于升壓的升壓電荷泵； 輸入端與升壓電荷泵相連的電平變換模塊； 進(jìn)行信號交互且用于保護(hù)、限壓、限流的接口保護(hù)電路，其中接口保護(hù)電路與串口開關(guān)進(jìn)行信號雙向傳輸。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至5任一項所述的串口自動保護(hù)電路，其特征在于，所述鎖存移位寄存器和預(yù)設(shè)寄存器均為8位寄存器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種串口自動保護(hù)電路，屬于電子領(lǐng)域。本發(fā)明包括檢測器、與檢測器輸出端相連的計時器，接收計時器輸出信號的串口開關(guān)，輸出信號到檢測器并與串口開關(guān)進(jìn)行雙向傳輸?shù)碾娖阶儞Q保護(hù)電路。通過上述設(shè)置本發(fā)明克服了現(xiàn)階段并沒有任何的自動檢測并對其開關(guān)的電路，在串口活動狀態(tài)出現(xiàn)問題時容易影響其他硬件的工作狀態(tài)的缺陷，可根據(jù)串口的活動狀態(tài)自動開、閉串口，同時由于本發(fā)明上還設(shè)有計時器，因此用戶可設(shè)置串口的活動保持時間，當(dāng)計時器過期后，串口自動關(guān)閉，本發(fā)明實現(xiàn)方式簡單、成本低廉、適合推廣使用。
文檔編號G06F13/38GK103106168SQ20131002557
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月22日
發(fā)明者高琪 申請人:深圳市磊科實業(yè)有限公司