本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種通訊接口硬件自適應(yīng)復(fù)用裝置及方法。

背景技術(shù)：

隨著信息交互的不斷擴展，串行通信技術(shù)已廣泛應(yīng)用于通訊、工控等各種領(lǐng)域。目前，rs232、rs485等幾種接口標(biāo)準由于其自身的優(yōu)點，在串行通信的使用中占有主導(dǎo)地位。其中，rs485、can等采用差分信號，和rs232相比具有通訊距離長、速度快、抗擾能力強以及可實現(xiàn)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)等優(yōu)點。因此，在實際應(yīng)用中，一般只是采用rs232進行開局或調(diào)試，長期閑置較為浪費資源，而通訊設(shè)備越來越趨近于小型化，所配備的接口數(shù)量又受到限制。因此，有必要通過一種方式來實現(xiàn)通訊接口的復(fù)用切換；以便既不浪費資源，又能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用的便利性和靈活性。

針對該問題，目前行業(yè)中主要采用的解決方法有：采用混合接口，通過跳線或撥碼開關(guān)來進行通訊方式的選擇，該方式需要現(xiàn)場開啟設(shè)備外殼進行人工操作，既不靈活，又容易出錯。采用直接級聯(lián)的方式，通過二極管等器件在混合接口處將接收端進行線與。該方式各通訊鏈路相互影響，信號質(zhì)量差，在高波特率情況下數(shù)據(jù)丟失嚴重。采用如通用異步收發(fā)器等專用處理芯片實現(xiàn)，該方式成本過高，且同樣涉及需要兩套接入防護電路的問題。采用軟件檢測、控制配合專用電路實現(xiàn)，該方式可移植性差，需要占用cpu資源和人力開發(fā)成本。采用諸如比較器、復(fù)合邏輯電路等電路進行判斷，用繼電器實現(xiàn)切換。該方式電路復(fù)雜，通常仍需要兩套接入電路，浪費成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供一種通訊接口硬件自適應(yīng)復(fù)用裝置及方法，以解決現(xiàn)有 通訊接口自適應(yīng)復(fù)用裝置，需軟件參與，可移植性差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及可靠性低的問題。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種通訊接口硬件自適應(yīng)復(fù)用裝置，該裝置包括：輸入接口模塊，用于通過自身的多個管腳，接收外部輸入的多種信號類型的通訊信號中的一種；檢測判斷模塊，用于檢測通訊信號的幅值，并根據(jù)檢測到的幅值，確定輸入接口模塊當(dāng)前接收的通訊信號對應(yīng)的第一信號類型，產(chǎn)生對應(yīng)于第一信號類型的切換控制信號；輸入切換模塊，用于接收切換控制信號，并根據(jù)切換控制信號，將通訊信號輸入至多路信號轉(zhuǎn)換單元中對應(yīng)于第一信號類型的一路；信號轉(zhuǎn)換模塊，信號轉(zhuǎn)換模塊包括多路信號轉(zhuǎn)換單元，每路信號轉(zhuǎn)換單元對應(yīng)于一種信號類型的通訊信號，每路信號轉(zhuǎn)換單元，用于對接收到的通訊信號進行信號轉(zhuǎn)換后輸出；串行輸入模塊，與各路信號轉(zhuǎn)換單元連接，用于將從任意一路信號轉(zhuǎn)換單元輸出的信號輸出。

可選地，該裝置還包括輸入防護模塊，用于對輸入接口模塊接收到的通訊信號進行emc保護處理；檢測判斷模塊，進一步用于對經(jīng)輸入防護模塊處理后的通訊信號的幅值進行檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果產(chǎn)生切換控制信號；輸入切換模塊，進一步用于根據(jù)切換控制信號，將經(jīng)輸入防護模塊處理后的通訊信號輸入至多路信號轉(zhuǎn)換單元中的一路。

可選地，檢測判斷模塊包括：取絕對值單元，用于檢測通訊信號的幅值，并獲得所述幅值的絕對值；控制單元，用于根據(jù)幅值的絕對值，確定輸入接口模塊當(dāng)前接收的通訊信號對應(yīng)的第一信號類型，產(chǎn)生對應(yīng)于第一信號類型的切換控制信號。

可選地，多種信號類型的通訊信號包括rs232信號、與rs232信號存在電平差的其他通訊信號，其他通訊信號至少包括rs485信號。

可選地，輸入接口模塊包括用于接收外部輸入的多種信號類型的通訊信號中的一種的第一管腳、第二管腳以及第三管腳。

第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種通訊接口硬件自適應(yīng)復(fù)用方法，該方法包括：從一輸入接口模塊的多個管腳上，接收外部輸入的多種信號類型的通訊信號中的一種；檢測通訊信號的幅值，并根據(jù)檢測到的幅值，確定輸入接口模塊當(dāng)前接收的通訊信號對應(yīng)的第一信號類型，產(chǎn)生對應(yīng)于第一信號類型的切 換控制信號；根據(jù)切換控制信號，將通訊信號輸入至多路信號轉(zhuǎn)換單元中對應(yīng)于第一信號類型的一路；在信號轉(zhuǎn)換模塊處，對輸入信號進行信號轉(zhuǎn)換后，輸出至一串行輸入模塊；通過串行輸入模塊，接收各路信號轉(zhuǎn)換單元輸出的信號，并輸出。

可選地，檢測通訊信號的幅值的步驟之前，該方法還包括：對輸入接口模塊接收到的通訊信號進行emc保護處理；檢測通訊信號的幅值，進一步為，對經(jīng)emc保護處理后的所述通訊信號的幅值進行檢測；根據(jù)切換控制信號，將通訊信號輸入至多路信號轉(zhuǎn)換單元中對應(yīng)于第一信號類型的一路，進一步為，根據(jù)切換控制信號，將經(jīng)emc保護處理后的信號信號輸入至多路信號轉(zhuǎn)換單元中的一路。

可選地，檢測通訊信號的幅值，并根據(jù)檢測到的幅值，確定輸入接口模塊當(dāng)前接收的通訊信號對應(yīng)的第一信號類型，產(chǎn)生對應(yīng)于第一信號類型的切換控制信號，包括：檢測通訊信號的幅值，并獲得幅值的絕對值；根據(jù)檢測到的幅值的絕對值，確定輸入接口模塊當(dāng)前接收的通訊信號對應(yīng)的第一信號類型，產(chǎn)生對應(yīng)于第一信號類型的切換控制信號。

可選地，多種信號類型的通訊信號包括rs232信號、與rs232信號存在電平差的其他通訊信號，其他通訊信號至少包括rs485信號。

本發(fā)明，通過檢測通訊信號的幅值，并根據(jù)檢測到的幅值，確定輸入接口模塊當(dāng)前接收的通訊信號對應(yīng)的第一信號類型，產(chǎn)生對應(yīng)于第一信號類型的切換控制信號；根據(jù)切換控制信號，將通訊信號輸入至多路信號轉(zhuǎn)換單元中對應(yīng)于第一信號類型的一路。實現(xiàn)了對通訊信號的硬件自適應(yīng)自動完成，無需人工操作，不涉及軟件編程，省去開發(fā)相關(guān)軟件的麻煩，提高了可移植性，降低了操作失誤；且采用同一輸入接口模塊、一套輸入防護模塊，僅占用cpu一對異步串行接口，徹底實現(xiàn)了兩種通訊方式的兼容，提高了電路的集成度，節(jié)約了資源。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的第一實施例的通訊接口硬件自適應(yīng)復(fù)用裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明的第一實施例的通訊接口硬件自適應(yīng)復(fù)用裝置中的輸入接口模塊的結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明的第一實施例的通訊接口硬件自適應(yīng)復(fù)用裝置中的取絕對值單元的電路圖；

圖4為本發(fā)明的第一實施例的通訊接口硬件自適應(yīng)復(fù)用裝置中的控制單元的電路圖；

圖5為本發(fā)明的第一實施例的通訊接口硬件自適應(yīng)復(fù)用裝置中的輸入切換模塊的結(jié)構(gòu)圖；

圖6為本發(fā)明的第二實施例的通訊接口硬件自適應(yīng)復(fù)用方法的流程圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例都屬于本發(fā)明保護的范圍。

第一實施例

請參閱圖1、圖2、圖3、圖4及圖5，本發(fā)明提供一種通訊接口硬件自適應(yīng)復(fù)用裝置，該裝置包括：

輸入接口模塊101，用于通過自身的多個管腳，接收外部輸入的多種信號類型的通訊信號中的一種；具體地，在本實施例中，多種信號類型的通訊信號包括rs232信號、與rs232信號存在電平差的其他通訊信號，其他通訊信號至少包括rs485信號。

本實施例中，輸入接口模塊101的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括第一管腳1011、第二管腳1012以及第三引腳1013，其中rs232信號的讀信號rs232-r與rs485信號的a端信號rs485-a可以復(fù)用第一管腳1011，rs232信號的寫信號rs232-t與rs485信號的b端信號rs485-b可以復(fù)用第二管腳1012，第三引腳1013用 于接地。

而且為了減少外界干擾對系統(tǒng)電路的影響，該裝置還包括輸入防護模塊106，用于對輸入接口模塊101接收到的通訊信號進行emc保護處理，輸出經(jīng)過處理后的通訊信號rxd以及txd。

檢測判斷模塊102，用于檢測經(jīng)過輸入防護模塊106處理的通訊信號的幅值，并根據(jù)檢測到的幅值，確定輸入接口模塊101當(dāng)前接收的通訊信號對應(yīng)的第一信號類型，產(chǎn)生對應(yīng)于第一信號類型的切換控制信號；具體地，在本實施例中，檢測判斷模塊102包括取絕對值單元1021和控制單元1022，其中取絕對值單元1021用于檢測通訊信號的幅值，并獲得所述幅值的絕對值；控制單元1022，用于根據(jù)檢測到的幅值的絕對值，確定輸入接口模塊101當(dāng)前接收的通訊信號對應(yīng)的第一信號類型，產(chǎn)生對應(yīng)于第一信號類型的切換控制信號。

取絕對值單元1021主要針對通訊信號的負電平進行處理，處理后獲得通訊信號的幅度的絕對值。具體地，本實施例中，取絕對值單元1021的電路如圖3所示，包括：第四電阻r4，其1腳用于接收經(jīng)輸入防護模塊106處理的通訊信號rxd，2腳與第五電阻r5的1腳、第六電阻r6的1腳和運放u1的負輸入端2腳相連。u1的正輸入端3腳接地，電源正端7腳接+15v電源信號，電源負端4腳接-15v電源信號。u1輸出端6腳接二極管vd3的負端、vd4的正端。第五電阻r5的2腳與vd3的正端、第七電阻r7的2腳以及半固定電阻rv1的1腳相連；第六電阻r6的2腳與vd4的負端、第八電阻r8的1腳和第十電阻r10的1腳相連。r7的1腳與r8的2腳接地。rv1的2腳與第九電阻r9的1腳相連。r9的2腳與c4的1腳、第十一電阻r11的1腳和運放u2的正輸入端3腳相連，r10的2腳與c5的1腳、第十二電阻r12的1腳和u2的負輸入端2腳相連。同樣的，u2的正負電源端7腳和4腳分別接到+15v、-15v電源信號上。c4的2腳、r11的2腳接地；r12的2腳、c5的2腳與u2的輸出端6腳相連，輸出處理后得到的通訊信號的幅值的絕對值信號rout。

該取絕對值單元1021的電路由以u1為核心器件的正負整流電路和以u2為核心器件的差動比例運算放大器組成。為保證輸出與輸入比例是1:1，r4、r5、r6阻值要相等，r9、r10、r11、r12阻值要相等。為解決差動比例運算放大器輸入電阻有限導(dǎo)致的輸出不平衡問題，設(shè)計中加入了分流電阻r7、r8， 并追加用于平衡波形的半固定電阻rv1。為了保證輸出信號的高速化，這里二極管vd3、vd4需采用肖特基型寄生結(jié)電容小的二極管。c4、c5為相位補償電容。

而控制單元1022可以由三極管、mos管等類型的器件構(gòu)成，本實施例中的控制單元1022以三極管構(gòu)成，如圖4所示，控制單元1022的電路包括：第十三電阻r13，其1腳與取絕對值單元1021的電路輸出信號rout連接，2腳與穩(wěn)壓二極管vd5的負極相連。vd5的正極與三極管q1的基極、電容c6的2腳相連。c6的1腳接地。q1的集電極連接+15v電源，其發(fā)射極輸出切換控制信號control，并通過第十四電阻r14接地。

這里vd5的穩(wěn)壓值取在6v～8v之間。c6用于濾波，r14作為反饋電阻，其阻值取在10k左右。當(dāng)輸入信號為rs232信號時，rout為一個高于10v的電平，q1導(dǎo)通，輸出第一切換控制信號；當(dāng)輸入信號為rs485信號時，rout為一個0v～6v左右的電平，q1無法導(dǎo)通，輸出第二切換控制信號。

輸入切換模塊103，用于接收切換控制信號，并根據(jù)切換控制信號，將輸入信號輸入至多路信號轉(zhuǎn)換單元中對應(yīng)于第一電平類型的一路；具體地，本實施例中，輸入切換模塊103由高速切換開關(guān)器件組成，如圖5所示，其電源端vdd、vss分別連接到正負電源+15v和-15v上，其輸出通道s1a、s2a與用于轉(zhuǎn)換rs232信號的rs232信號轉(zhuǎn)換單元的輸入端相連；s1b、s2b通道與用于轉(zhuǎn)換rs485信號的rs485信號轉(zhuǎn)換單元的輸入端相連。

in1和in2通道的control信號為該高速切換開關(guān)從控制單元1022接收的切換控制信號。當(dāng)control信號為上述第二切換控制信號時，高速切換開關(guān)切換至s1b、s2b通道，將由d1、d2輸入的經(jīng)過輸入防護模塊106處理的rxd以及txd信號送入rs485信號轉(zhuǎn)換單元輸入端，其中a信號和b信號為輸入rs485信號轉(zhuǎn)換單元的信號；當(dāng)control信號為上述第一切換控制信號時，高速切換開關(guān)切換至s1a、s2a通道，將由d1、d2輸入的經(jīng)過輸入防護模塊106處理的rxd以及txd信號送入rs232信號轉(zhuǎn)換單元輸入端，其中r-232信號和t-232信號為輸入rs232信號轉(zhuǎn)換單元的信號。在選擇高速切換開關(guān)時，需注意其需為正負電源供電，且電源范圍需大于rs232信號的電平范圍。本實施例選擇的高速切換開關(guān)為adg5436。

信號轉(zhuǎn)換模塊104，信號轉(zhuǎn)換模塊104包括多路信號轉(zhuǎn)換單元，每路信號轉(zhuǎn)換單元對應(yīng)于一種信號類型的通訊信號，每路信號轉(zhuǎn)換單元，用于對接收到的輸入信號進行信號轉(zhuǎn)換后輸出，具體地，本實施例中，信號轉(zhuǎn)換模塊104包括由rs485信號轉(zhuǎn)換芯片，如max1487芯片構(gòu)成的rs485信號轉(zhuǎn)換單元，以及由rs232信號轉(zhuǎn)換芯片，如max202e構(gòu)成的rs232信號轉(zhuǎn)換單元。同時需要注意的是，這里轉(zhuǎn)換芯片的控制采用常見的硬件取反的自動翻轉(zhuǎn)控制，從而實現(xiàn)整個過程的硬件自適應(yīng)(如為其他串行差分信號，此處需更換為對應(yīng)的信號轉(zhuǎn)換芯片)。經(jīng)過信號轉(zhuǎn)換模塊104轉(zhuǎn)換后，得到輸入信號對應(yīng)的ttl電平信號。

串行輸入模塊105，與各路信號轉(zhuǎn)換單元連接，用于將從任意一路信號轉(zhuǎn)換單元輸出的信號輸出。在串行輸入模塊105中，可以將rs485信號對應(yīng)的轉(zhuǎn)換信號rxd-485與rs232信號對應(yīng)的轉(zhuǎn)換信號rxd-232級聯(lián)，rs485信號對應(yīng)的轉(zhuǎn)換信號txd-485與rs232信號對應(yīng)的轉(zhuǎn)換信號txd-232級聯(lián)，然后直接送入cpu對應(yīng)的異步串行口。針對通訊領(lǐng)域中許多采用-48v作為參考地的情況，或者cpu與轉(zhuǎn)換芯片供電不一致的情況，還可接入高速光耦器件，將高速光耦器件的源邊與cpu的一對異步串行口相接，副邊與串行輸入模塊105相接，可實現(xiàn)高速光耦器件兩邊電平和參考地的轉(zhuǎn)換。

本發(fā)明實施例，通過檢測通訊信號的幅值，并根據(jù)檢測到的幅值，確定輸入接口模塊當(dāng)前接收的通訊信號對應(yīng)的第一信號類型，產(chǎn)生對應(yīng)于第一信號類型的切換控制信號；根據(jù)切換控制信號，將通訊信號輸入至多路信號轉(zhuǎn)換單元中對應(yīng)于第一信號類型的一路。實現(xiàn)了對通訊信號的硬件自適應(yīng)自動完成，無需人工操作，不涉及軟件編程，省去開發(fā)相關(guān)軟件的麻煩，提高了可移植性，降低了操作失誤；且采用同一輸入接口模塊、一套輸入處理模塊，僅占用cpu一對異步串行接口，徹底實現(xiàn)了兩種通訊方式的兼容，提高了電路的集成度，節(jié)約了資源。

第二實施例

請參閱圖2，圖2示出了本發(fā)明的第二實施例的通訊接口硬件自適應(yīng)復(fù)用方法的流程圖，具體步驟如下：

步驟201，從一輸入接口模塊的多個管腳上，接收外部輸入的多種信號類 型的通訊信號中的一種。

需要說明的是，多種信號類型的通訊信號包括rs232信號、與rs232信號存在電平差的其他通訊信號，其他通訊信號至少包括rs485信號。而且為了減少外界干擾對系統(tǒng)電路的影響，還可以對輸入接口模塊接收到的通訊信號進行emc保護處理。

步驟202，檢測通訊信號的幅值，并根據(jù)檢測到的幅值，確定輸入接口模塊當(dāng)前接收的通訊信號對應(yīng)的第一信號類型，產(chǎn)生對應(yīng)于第一信號類型的切換控制信號。

需要說明的是，步驟202具體地是通過通訊信號的幅值的絕對值來產(chǎn)生切換控制信號，具體過程包括：檢測通訊信號的幅值，并獲得幅值的絕對值；根據(jù)檢測到的幅值的絕對值，確定輸入接口模塊當(dāng)前接收的通訊信號對應(yīng)的第一信號類型，產(chǎn)生對應(yīng)于第一信號類型的切換控制信號。

步驟203，根據(jù)切換控制信號，將通訊信號輸入至多路信號轉(zhuǎn)換單元中對應(yīng)于第一信號類型的一路。

需要說明的是，每路信號轉(zhuǎn)換單元對應(yīng)于一種信號類型的通訊信號，步驟203是根據(jù)切換控制信號將通訊信號輸入到對應(yīng)的信號轉(zhuǎn)換單元，從而對通訊信號進行正確的轉(zhuǎn)換。

步驟204，在信號轉(zhuǎn)換模塊處，對通訊信號進行信號轉(zhuǎn)換后，輸出至一串行輸入模塊。

需要說明的是，步驟204是通過與通訊信號對應(yīng)的信號轉(zhuǎn)換單元，將通訊信號轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的ttl電平信號。

步驟205，通過串行輸入模塊，接收各路信號轉(zhuǎn)換單元輸出的信號，并輸出。

本發(fā)明實施例，通過檢測通訊信號的幅值，并根據(jù)檢測到的幅值，確定輸入接口模塊當(dāng)前接收的通訊信號對應(yīng)的第一信號類型，產(chǎn)生對應(yīng)于第一信號類型的切換控制信號；根據(jù)切換控制信號，將通訊信號輸入至多路信號轉(zhuǎn)換單元中對應(yīng)于第一信號類型的一路。實現(xiàn)了對通訊信號的硬件自適應(yīng)自動完成，無需人工操作，不涉及軟件編程，省去開發(fā)相關(guān)軟件的麻煩，提高了可移植性，降低了操作失誤；且采用同一輸入接口模塊、一套輸入處理模塊，僅占用cpu 一對異步串行接口，徹底實現(xiàn)了兩種通訊方式的兼容，提高了電路的集成度，節(jié)約了資源。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到，在本申請所提供的實施例中，所揭露的系統(tǒng)和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的系統(tǒng)實施例僅僅是示意性的，例如，模塊的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。

作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上。可以根據(jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護范圍為準。