本實(shí)用新型涉及計(jì)算機(jī)串口信息控制傳輸技術(shù)，具體為計(jì)算機(jī)串口一種多路切換開(kāi)關(guān)電路。

背景技術(shù)：

單片機(jī)的串行通信是一種廣泛應(yīng)用于各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的通信方式。隨著單片機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在測(cè)控領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，由單片機(jī)構(gòu)成的多機(jī)網(wǎng)絡(luò)測(cè)控系統(tǒng)已成為單片機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)方向。單片機(jī)的應(yīng)用已不僅僅局限于傳統(tǒng)意義上的自動(dòng)監(jiān)測(cè)或控制，而形成了向以網(wǎng)絡(luò)為核心的分布式多點(diǎn)系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)，其中串口通信聯(lián)網(wǎng)是其中重要的形式之一。由于RS232串口通信簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，大多數(shù)嵌入式外圍設(shè)備比如微型打印機(jī)、液晶顯示器、傳感器等都做成串口通信的形式。但是，目前市場(chǎng)上大多數(shù)計(jì)算機(jī)串行接口通信的多通道切換電路使用較為復(fù)雜，成本較高，這種情況極大限制了某些單片機(jī)的進(jìn)一步應(yīng)用。

有鑒于此，特提出本實(shí)用新型。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多路切換開(kāi)關(guān)電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用技術(shù)方案的基本構(gòu)思是：

一種多路切換開(kāi)關(guān)電路，包括信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)電路、譯碼器電路、反相處理電路以及通道切換電路，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的輸出端口連接單片機(jī)電路的輸入端口，單片機(jī)電路的輸出端口連接譯碼器電路的輸入端口，譯碼器電路的輸出端口連接反相處理電路的輸入端口，反相處理電路的輸出端口連接通道切換電路。

優(yōu)選的，上述多路切換開(kāi)關(guān)電路中，所述通道切換電路有兩個(gè)，兩個(gè)通道切換電路分別通過(guò)信號(hào)輸出接插件(TP2、TP3)實(shí)現(xiàn)串口輸出。

優(yōu)選的，上述多路切換開(kāi)關(guān)電路中，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路為RS232信號(hào)轉(zhuǎn)換電路。

優(yōu)選的，上述多路切換開(kāi)關(guān)電路中，所述譯碼器電路為4線-16線譯碼器電路。

更進(jìn)一步的，上述多路切換開(kāi)關(guān)電路中，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路包括串口轉(zhuǎn)換芯片D2，串口轉(zhuǎn)換芯片D2包括16個(gè)引腳，其中：

第2、3、4、5、6、7引腳和4個(gè)電容構(gòu)成電荷泵電路，第2引腳C1+和第4引腳C1-之間串聯(lián)電容C3，第3引腳V+和第7引腳V-分別通過(guò)電容C5和C6接地，第5引腳C2+和第6引腳C2-之間串聯(lián)電容C。

更進(jìn)一步的，上述多路切換開(kāi)關(guān)電路中，串口轉(zhuǎn)換芯片D2的第8、9、11、13引腳構(gòu)成數(shù)據(jù)通道，第8引腳R1IN和第13引腳T1OUT分別連接計(jì)算機(jī)串口TP1的輸入端RIN和輸出端TOUT，第9引腳R1OUT和第11引腳T1IN分別作為接收端子RxD和發(fā)送端子TxD連接單片機(jī)電路的I\O接口。

更進(jìn)一步的，上述多路切換開(kāi)關(guān)電路中，串口轉(zhuǎn)換芯片D2的第1引腳EN接數(shù)字地DGND，第16引腳FORCEOFF接正電源，第12引腳FORCEON接數(shù)字地DGND，第10引腳INVALID懸空；第15腳Vcc接正電源，第14引腳GND接數(shù)字地DGND。

更進(jìn)一步的，上述多路切換開(kāi)關(guān)電路中，所述單片機(jī)電路包括單片機(jī)U2，單片機(jī)U2通過(guò)I\O引腳分別對(duì)應(yīng)連接信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和譯碼器電路。

采用上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：

本實(shí)用新型電路成本低，由于選用的器件多為常規(guī)器件，沒(méi)有高成本的器件，通過(guò)簡(jiǎn)單的單片機(jī)編程即可實(shí)現(xiàn)控制，相比國(guó)內(nèi)其他廠家生產(chǎn)的同類32通道技術(shù)產(chǎn)品，成本約只有他們的30％。與國(guó)外生產(chǎn)的同類32通道技術(shù)產(chǎn)品相比，成本只有他們的0.3％；

本實(shí)用新型電路使用簡(jiǎn)單，現(xiàn)有技術(shù)多數(shù)為用在計(jì)算機(jī)主板插槽或通過(guò)USB接口與計(jì)算機(jī)相通信，而本實(shí)用新型電路只使用3根串口線(TP串口)即可實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的通信，而且編程非常簡(jiǎn)單，不同于其他產(chǎn)品，需要安裝驅(qū)動(dòng)，編程時(shí)要調(diào)用專用的函數(shù)或軟件插件方可實(shí)現(xiàn)；

本實(shí)用新型電路易擴(kuò)展更多通道、電路通過(guò)信號(hào)的電流值比較大，實(shí)際驗(yàn)證其通過(guò)電流不小于1A，高于現(xiàn)有技術(shù)同類電路結(jié)構(gòu)通過(guò)的電流200～500mA。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型一種多路切換開(kāi)關(guān)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型一種多路切換開(kāi)關(guān)電路中信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型DC-DC電源電路的一個(gè)具體實(shí)施例示意圖；

圖4是本實(shí)用新型單片機(jī)電路的一個(gè)具體實(shí)施例示意圖；

圖5是本實(shí)用新型譯碼器電路的一個(gè)具體實(shí)施例示意圖；

圖6是本實(shí)用新型反相處理電路的一個(gè)具體實(shí)施例示意圖；

圖7是是本實(shí)用新型通道切換電路輸出接插件的一個(gè)具體實(shí)施例示意圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，以助于理解本實(shí)用新型的內(nèi)容。

如圖1-圖6所示，一種多路切換開(kāi)關(guān)電路，包括信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)電路、譯碼器電路、反相處理電路以及通道切換電路，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的輸出端口連接單片機(jī)電路的輸入端口，單片機(jī)電路的輸出端口連接譯碼器電路的輸入端口，譯碼器電路的輸出端口連接反相處理電路的輸入端口，反相處理電路的輸出端口連接通道切換電路，本實(shí)用新型實(shí)施例中為2個(gè)通道切換電路，通道切換電路為常規(guī)通道切換電路，通道切換電路內(nèi)通過(guò)繼電器實(shí)現(xiàn)通斷轉(zhuǎn)換，2個(gè)通道切換電路通過(guò)信號(hào)輸出接插件TP2和TP3實(shí)現(xiàn)串口輸出，如圖7所示的。

結(jié)合圖2所示，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路為RS232信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，結(jié)合圖5所示，所述譯碼器電路為4線-16線譯碼器電路(下文簡(jiǎn)稱4-16譯碼電路)；本實(shí)用新型通過(guò)RS232信號(hào)轉(zhuǎn)換電路與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，并將接收到的計(jì)算機(jī)指令信號(hào)轉(zhuǎn)換為單片機(jī)電路可以使用的信號(hào)形式，單片機(jī)電路接收到來(lái)自計(jì)算機(jī)的指令后進(jìn)行判斷，并發(fā)出相應(yīng)的指令，通過(guò)4-16譯碼電路將單片機(jī)電路發(fā)出的相應(yīng)指令進(jìn)行譯碼，然后4-16譯碼電路輸出對(duì)應(yīng)的低電平，此低電平信號(hào)經(jīng)過(guò)反相處理電路的處理后轉(zhuǎn)換為高電平信號(hào)輸出，此高電平可以用以控制通道切換電路內(nèi)對(duì)應(yīng)通道的繼電器打開(kāi)，并將對(duì)應(yīng)通道的信號(hào)轉(zhuǎn)換到總線上。通過(guò)計(jì)算機(jī)發(fā)送不同指令的信號(hào)而打開(kāi)不同通道的繼電器，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。

所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路為RS232信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，包括串口轉(zhuǎn)換芯片D2，串口轉(zhuǎn)換芯片D2外接DC-DC電源電路，DC-DC電源電路為常規(guī)電路，本實(shí)用新型給出一個(gè)具體實(shí)施例如圖3所示，此處不做多余贅述；串口轉(zhuǎn)換芯片D2包括16個(gè)引腳，其中：

第2、3、4、5、6、7引腳和4個(gè)電容構(gòu)成電荷泵電路，第2引腳C1+和第4引腳C1-之間串聯(lián)電容C3，第3引腳V+和第7引腳V-分別通過(guò)電容C5和C6接地，第5引腳C2+和第6引腳C2-之間串聯(lián)電容C4；電荷泵電路產(chǎn)生正負(fù)電源，提供給RS-232串口轉(zhuǎn)換電平的需要。

串口轉(zhuǎn)換芯片D2的第8、9、11、13引腳構(gòu)成數(shù)據(jù)通道，第8引腳R1IN和第13引腳T1OUT分別連接計(jì)算機(jī)串口TP1的輸入端RIN和輸出端TOUT，第9引腳R1OUT和第11引腳T1IN分別作為接收端子RxD和發(fā)送端子TxD連接單片機(jī)電路的I\O接口，數(shù)據(jù)從計(jì)算機(jī)串口TP1輸入轉(zhuǎn)換成單片機(jī)電路可用的RS-232數(shù)據(jù)輸出。

串口轉(zhuǎn)換芯片D2的第1、10、12、16引腳用于降低功耗，在串行口無(wú)數(shù)據(jù)輸入的情況下，可以靈活的進(jìn)行電源管理；第1引腳EN接數(shù)字地DGND，第16引腳FORCEOFF接正電源，第12引腳FORCEON接數(shù)字地DGND，第10引腳INVALID懸空；通過(guò)EN、FORCEON、FORCEOFF引腳可以控制驅(qū)動(dòng)和接收的工作狀態(tài)，啟動(dòng)或禁止自動(dòng)降低功耗功能，從而使其工作在不同的能耗狀態(tài)，達(dá)到降低功耗的目的。當(dāng)?shù)?6引腳FORCEON為低電平、第12引腳FORCEOFF為高電平時(shí)，芯片自動(dòng)斷電功能有效；在正常運(yùn)行模式下，規(guī)定時(shí)間內(nèi)若芯片在接收和發(fā)送引腳均沒(méi)有檢測(cè)到有效信號(hào)，則自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)，如果第16引腳FORCEON和第12引腳FORCEOFF均為高電平，那么芯片自動(dòng)斷電功能失效；在自動(dòng)斷電功能有效時(shí)，如果檢測(cè)到接收或發(fā)送引腳有信號(hào)輸入，該芯片自動(dòng)被激活，轉(zhuǎn)入正常工作狀態(tài)；如果任一接收通道的輸入電壓超出額定電壓，則第10引腳INVALID為高電平(數(shù)據(jù)有效)，反之第10引腳INVALID為低電平(數(shù)據(jù)無(wú)效)。

串口轉(zhuǎn)換芯片D2的第15腳Vcc接+3V電源，第14引腳GND接數(shù)字地DGND。

結(jié)合圖4所示的，所述單片機(jī)電路作為單片機(jī)編程系統(tǒng)可選擇常規(guī)適合單片機(jī)電路，至少包括單片機(jī)U2，單片機(jī)U2上的其中兩個(gè)I\O引腳分別對(duì)應(yīng)連接串口轉(zhuǎn)換芯片D2的第9引腳R1OUT和第11引腳T1IN以及4線-16線譯碼電路，用于數(shù)據(jù)的傳輸；本實(shí)用新型優(yōu)選用型號(hào)C8051F350單片機(jī)電路。

本實(shí)用新型4線-16線譯碼單路和反相處理電路為本領(lǐng)域成熟技術(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可選用適合的常規(guī)器件，例如型號(hào)74LS154譯碼器電路，74LS04反向處理電路，此處不再多加敘述；圖5、圖6分別給出譯碼單路和反相處理電路的具體實(shí)施例。

本實(shí)用新型電路成本低，由于選用的器件多為常規(guī)器件，沒(méi)有高成本的器件，通過(guò)簡(jiǎn)單的單片機(jī)編程即可實(shí)現(xiàn)控制，相比國(guó)內(nèi)其他廠家生產(chǎn)的同類32通道技術(shù)產(chǎn)品，成本約只有他們的30％。與國(guó)外生產(chǎn)的同類32通道技術(shù)產(chǎn)品相比，成本只有他們的0.3％；

本實(shí)用新型電路使用簡(jiǎn)單，現(xiàn)有技術(shù)多數(shù)為用在計(jì)算機(jī)主板插槽或通過(guò)USB接口與計(jì)算機(jī)相通信，而本實(shí)用新型電路只使用3根串口線(TP串口)即可實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的通信，而且編程非常簡(jiǎn)單，不同于其他產(chǎn)品，需要安裝驅(qū)動(dòng)，編程時(shí)要調(diào)用專用的函數(shù)或軟件插件方可實(shí)現(xiàn)；

本實(shí)用新型電路易擴(kuò)展更多通道，能夠?qū)崿F(xiàn)通過(guò)軟件、配以簡(jiǎn)單的硬件實(shí)現(xiàn)更多通道的信號(hào)控制，可以擴(kuò)展到64通道、96通道或者更多通道，對(duì)于當(dāng)前需要使用多通道串行采集的情況均可使用。

本實(shí)用新型電路通過(guò)信號(hào)的電流值比較大，實(shí)際驗(yàn)證其通過(guò)電流不小于1A，高于現(xiàn)有技術(shù)同類電路結(jié)構(gòu)通過(guò)的電流200～500mA。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。