專利名稱：：一種全雙工/半雙工軟件可配置的接口電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種全雙工/半雙工軟件可配置的接口電路。
背景技術(shù)：
：目前通用的RS-422/RS-485板塊電路需要通過硬件跳線完成全雙工/半雙工配置，其一般是人工操作，操作不便，加之跳線本身的多次使用其可靠性差，效率低下，因此開發(fā)一種能夠智能控制的自動轉(zhuǎn)換的RS-422/RS-485板塊電路，有利于節(jié)省人力和提高可靠性和工作效率。
發(fā)明內(nèi)容為了解決
背景技術(shù)：
中所述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種全雙工/半雙工軟件可配置的接口電路，其結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)、安全可靠，工作效率高。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是本發(fā)明是一種全雙工/半雙工軟件可配置的接口電路，其包括第一接收器、第一發(fā)送器、第二接收器、第二發(fā)送器、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5及電阻Rz，其特殊之處在于，該接口電路還包括單刀雙擲開關(guān)Kl、K2，單刀單擲開關(guān)K3、K4;所述單刀單擲開關(guān)K3—端接入第二接收器的正端，另一端通過電阻R4接入第二發(fā)送器的正端；單刀單擲開關(guān)K4一端接入第二接收器的負(fù)端，另一端通過電阻R5接入第二發(fā)送器的負(fù)端；單刀雙擲開關(guān)K1分別接入第一發(fā)送器、第一接收器的正端及單刀單擲開關(guān)K3與電阻R4之間的電路上，電阻R2串接在單刀雙擲開關(guān)K1與第一接收器的正端之間；所述單刀雙擲開關(guān)K2分別接入第一發(fā)送器、第一接收器的負(fù)端及單刀單擲開關(guān)K4與電阻R5之間的電路上，電阻R3串接在單刀雙擲開關(guān)K4與第一接收器的負(fù)端之間；電阻Rz兩端分別接在單刀雙擲開關(guān)Kl與電阻R2、單刀雙擲開關(guān)K2與電阻R3之間的電路上。上述的第一接收器、第二接收器均是RS-422或RS-485接收器；所述第一發(fā)送器、第二發(fā)送器均是RS-422或RS-485發(fā)送器。上述的單刀雙擲開關(guān)Kl、K2，單刀單擲開關(guān)K3、K4均是模擬開關(guān)。上述的單刀雙擲開關(guān)K1、K2均是MAX333AMJP開關(guān)；單刀單擲開關(guān)K3、K4均是MAX312AMJE開關(guān)。上述的RS-422接收器或發(fā)送器的共模輸入電壓范圍是_7V+7V。上述的RS-422接收器和RS-422發(fā)送器均是DS26C32A麗/883。上述的RS-485接收器和RS-485發(fā)送器均是SN55976A1WD。上述的SN55976AWD的共模輸入電壓范圍是_7V+12V。上述的接口電路還包括用于保護電路的TVS管，所述單刀雙擲開關(guān)Kl、K2與第一發(fā)送器之間的電路上及單刀單擲開關(guān)K3、K4與第二接收器之間的電路上均設(shè)置有TVS管。本發(fā)明通過可以自動控制的開關(guān)替換了目前通用的RS-422/RS-485板塊電路中的跳線，從而配合全雙工/半雙工軟件實現(xiàn)RS-422/RS-485板塊電路中全雙工/半雙工的配置，操作簡單、反應(yīng)迅速、可靠，節(jié)省了人力，提高了工作效率，且可完成功能電路BIT。圖1是RS-422接口電路結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明全雙工終端端接的等效電路圖；圖3是本發(fā)明半雙工終端端接的等效電路圖；圖4是本發(fā)明全雙工工作模式和半雙工工作模式下交流等效阻抗圖；圖5是本發(fā)明接收器差分輸入信號電壓。具體實施例方式參見圖l，本發(fā)明是一種全雙工/半雙工軟件可配置的RS-422/RS-485接口電路，該電路中，單刀單擲開關(guān)K3—端接入第二接收器4的正端，另一端通過電阻R4接入第二發(fā)送器2的正端；單刀單擲開關(guān)K4一端接入第二接收器4的負(fù)端，另一端通過電阻R5接入第二發(fā)送器2的負(fù)端；單刀雙擲開關(guān)Kl分別接入第一發(fā)送器3、第一接收器1的正端及單刀單擲開關(guān)K3與電阻R4之間的電路上，電阻R2串接在單刀雙擲開關(guān)K1與第一接收器1的正端之間；所述單刀雙擲開關(guān)K2分別接入第一發(fā)送器3、第一接收器1的負(fù)端及單刀單擲開關(guān)K4與電阻R5之間的電路上，電阻R3串接在單刀雙擲開關(guān)K2與第一接收器1的負(fù)端之間；電阻Rz兩端分別接在單刀雙擲開關(guān)K1與電阻R2、單刀雙擲開關(guān)K2與電阻R3之間的電路上。所述第一接收器1、第二接收器3均是RS-422或RS-485接收器；所述第一發(fā)送器3、第二發(fā)送器2均是RS-422或RS-485發(fā)送器。該電路中的單刀雙擲開關(guān)Kl、K2均是MAX333AMJP開關(guān)，MAX333AMJP是獨立控制的4個單刀雙擲CMOS模擬開關(guān)，MAX312AMJE是獨立控制的4個單刀單擲CMOS模擬開關(guān)；MAX333AMJP開關(guān)的開關(guān)信號輸入電壓范圍是-15V+15V;單刀單擲開關(guān)K3、K4均是MAX312AMJE開關(guān)，MAX312AMJE開關(guān)的開關(guān)信號輸入電壓范圍是-17V+17V。士15V供電時，全溫度范圍下MAX312開關(guān)接通電阻最大是R^=15Q，開關(guān)之間的電阻差別是4Q(接通電阻還與輸入開關(guān)信號電壓幅值有關(guān))。MAX333A開關(guān)接通電阻最大是R333A=45Q，開關(guān)之間的電阻差別是4Q(接通電阻還與輸入開關(guān)信號電壓幅值有關(guān))。另外該電路中的單刀雙擲開關(guān)K1、K2，單刀單擲開關(guān)K3、K4也可以都是電磁繼電器。該電路中的RS-422接收器或發(fā)送器的共模輸入電壓范圍是-7V+7V;RS-422接收器和RS-422發(fā)送器均可采用DS26C32A麗/883，DS26C32A麗/883為4路RS-422收發(fā)器芯片，在本設(shè)計中只用兩路收發(fā)器。該電路中的RS-485接收器和RS-485發(fā)送器均是SN55976A1WD，其共模輸入電壓范圍是-7V+12V。該電路中的保護電路采用4個TVS管進(jìn)行過壓浪涌保護，其中兩個TVS管一端接在單刀雙擲開關(guān)Kl、K2與第一發(fā)送器3之間的電路，另一端接地；同樣，另外兩個TVS管一端接在單刀單擲開關(guān)K3、K4與第二接收器4之間的電路上，另一端接地。TVS管的導(dǎo)通電壓值設(shè)計依據(jù)如下4參RS-422的共模輸入電壓范圍是_7V+7V;參SN55976AWD共模輸入電壓范圍是_7V+12V;參MAX312開關(guān)信號輸入電壓范圍是_17V+17V;參MAX333A開關(guān)信號輸入電壓范圍是_15V+15V;參TVS管盡量少導(dǎo)通，因為TVS管的導(dǎo)通次數(shù)是有限。根據(jù)以上TVS管的保護電壓應(yīng)大于士7V，并依照1N646X數(shù)據(jù)手冊，見表l，因此選擇了1N6463US(導(dǎo)通電壓為士12V)，該TVS管為表貼器件滿足小型化設(shè)計要求。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表l1N646X數(shù)據(jù)手冊表本功能電路可以配置成全雙工、半雙工和BIT三種工作方式，具體設(shè)置如下a.全雙工工作方式當(dāng)K1、K2開關(guān)都打到1點，且K3、K4開關(guān)接通；b.半雙工作方式當(dāng)K1、K2開關(guān)都打到2點，且K3、K4開關(guān)接通；c.BIT工作方式當(dāng)Kl、K2開關(guān)都打到2點。該電路的終端端接電路采用開路和短路Fai1-safe端接方式(Open-LineandShorted-LineFail-SafeTermination)。開路和短路Fail-safe端接方式可以使當(dāng)接收器端開路或短路時，接收器輸出確定狀態(tài)(一般都為高電平)。RS-422接口電路可以工作在全雙工模式下和半雙工模式下，下面分別描述這兩種工作模式的端接電路。全雙工終端端接電路圖1中，當(dāng)Kl、K2開關(guān)都打到1點，且K3、K4開關(guān)接通時，RS-422電路處于全雙工工作模式，其等效端接等效電路見圖2，其中的TX+、TX-、RX+、RX-和TX及RX分別表示RS-422電路的輸出端正負(fù)、輸入端正負(fù)、RS-422發(fā)送器2的輸出及RS-422接收器1的輸入。對于RS-422發(fā)送器2中所接電阻R^，其電阻值最大值為15Q可以忽略；其中開關(guān)SI是為了說明開路和短路而加上的，實際電路SI不存在；RZ是終端特征匹配電阻；R333A是MAX333A開關(guān)即K1、K2接通等效電阻；R312是MAX312開關(guān)即K3、K4的接通等效電阻。RS-422接收器1前端短路時接收器差分接收電壓在圖2中當(dāng)開關(guān)S1接通時，全雙工工作模式下接收器差分輸入電壓<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>在圖3中當(dāng)開關(guān)SI接通時，半雙工工作模式下接收器差分輸入電壓<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>在選擇Rs、Rz、RUP和RDN電阻值時，VID應(yīng)大于200mV。RS-422接收器前端開路時接收器差分接收電壓在圖2中，當(dāng)開關(guān)S1斷開時，全雙工工作模式下接收器差分輸入電壓V。。m=VCC*(RZ+2RS)/(RZ+2RS+RUP+RDN);在選擇Rs、Rz、RUP和RDN電阻值時，VID應(yīng)大于200mV。半雙工終端端接電路圖1中，當(dāng)K1、K2開關(guān)都打到2點，且K3、K4開關(guān)接通時，RS-422電路處于半雙工工作模式，其等效端接等效電路見圖3。在圖3中當(dāng)開關(guān)S1接通時，半雙工工作模式下接收器差分輸入電壓VHSID=VCC*[Rz〃(2R333A+2R312)+2RS]/[Rz〃(2R333A+2R312)+2RS+RUP+RDN];在圖3中當(dāng)開關(guān)S1斷開時，半雙工工作模式下接收器差分輸入電壓V腿。=VCC*[RZ+2RS]/[RZ+2RS+RUP+RDN]。在選擇Rs、Rz、RUP和RDN電阻值時，VID應(yīng)大于200mV。該電路在全雙工工作模式和半雙工工作模式下的等效電路的交流等效阻抗圖見圖4，可知其交流等效阻抗Z0:ZO=Rz〃(2RS+RUP+RDN)=Rz*(2RS+RUP+RDN)/(RZ+2RS+RUP+RDN);因為Rz遠(yuǎn)小于(2RS+RUP+RDN)。Rs、Rz、RUP和RDN電阻值選取遵循以下原則a.RS-422接收器1的交流等效阻抗應(yīng)與傳輸導(dǎo)線的特征阻抗一致；b.當(dāng)RS-422接收器1的前端短路或開路時，接收器輸出應(yīng)為高電平。根據(jù)以上選擇原則，分別選取電阻值如下RS=110Q、Rz=120Q、RUP=2500Q和RDN=2500Q。根據(jù)以上電阻值，分別計算得ZO=117.3Q，VDSID=0.257V，VHSID=0.265V，VD。ID=0.318V，VH。ID=0.318V，滿足設(shè)計原則。接收器差分輸入信號電壓接收器(RS-422、RS_485接收器)差分輸入信號電壓是發(fā)送器(RS_422、RS_485發(fā)送器)輸出差分信號經(jīng)終端端接電路后到達(dá)接收器輸入信號電壓，見圖5。其中RT是接收器的輸入電阻，當(dāng)接收器是RS-422收發(fā)器時RT=4kQ，當(dāng)接收器是RS-是485收發(fā)器時RT=12kQ;當(dāng)全雙工時驅(qū)動負(fù)載RA=R333A，當(dāng)半雙工時驅(qū)動負(fù)載RA=R333A+R312。根據(jù)RS-422協(xié)議定義當(dāng)驅(qū)動負(fù)載為100Q，驅(qū)動電壓的絕對值應(yīng)大于2V;以及RS-485協(xié)議定義當(dāng)驅(qū)動負(fù)載為54Q，驅(qū)動電壓的絕對值應(yīng)大于1.5V。沒Rt=4kQ，Vi=±1.5V，在半雙工和全雙工方式下分別計算出V。。，具體見表2:工作模式糊V0D(V)半雙工+1.5V0.95V-1.5V-0.42V全雙工+1.5V1.03V-1.5V-O.51V6表2不同條件下的V。D值通過以上計算可知，當(dāng)發(fā)送器輸出有效信號時，通過終端端接電路到收發(fā)器信號電壓的絕對值遠(yuǎn)大于200mV門限電壓。權(quán)利要求一種全雙工/半雙工軟件可配置的接口電路，包括第一接收器、第一發(fā)送器、第二接收器、第二發(fā)送器、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5及電阻Rz，其特征在于該接口電路還包括單刀雙擲開關(guān)K1、K2，單刀單擲開關(guān)K3、K4；所述單刀單擲開關(guān)K3一端接入第二接收器的正端，另一端通過電阻R4接入第二發(fā)送器的正端；所述單刀單擲開關(guān)K4一端接入第二接收器的負(fù)端，另一端通過電阻R5接入第二發(fā)送器的負(fù)端；所述單刀雙擲開關(guān)K1分別接入第一發(fā)送器、第一接收器的正端及單刀單擲開關(guān)K3與電阻R4之間的電路上，電阻R2串接在單刀雙擲開關(guān)K1與第一接收器的正端之間；所述單刀雙擲開關(guān)K2分別接入第一發(fā)送器、第一接收器的負(fù)端及單刀單擲開關(guān)K4與電阻R5之間的電路上，電阻R3串接在單刀雙擲開關(guān)K2與第一接收器的負(fù)端之間；電阻Rz兩端分別接在單刀雙擲開關(guān)K1與電阻R2、單刀雙擲開關(guān)K2與電阻R3之間的電路上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全雙工/半雙工軟件可配置的接口電路，其特征在于所述第一接收器、第二接收器均是RS-422或RS-485接收器；所述第一發(fā)送器、第二發(fā)送器均是RS-422或RS-485發(fā)送器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全雙工/半雙工軟件可配置的接口電路，其特征在于所述單刀雙擲開關(guān)Kl、K2，單刀單擲開關(guān)K3、K4均是模擬開關(guān)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全雙工/半雙工軟件可配置的接口電路，其特征在于所述單刀雙擲開關(guān)Kl、K2均是MAX333AMJP開關(guān)；單刀單擲開關(guān)K3、K4均是MAX312AMJE開關(guān)。5.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的全雙工/半雙工軟件可配置的接口電路，其特征在于所述RS-422接收器或發(fā)送器的共模輸入電壓范圍是-7V+7V。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全雙工/半雙工軟件可配置的接口電路，其特征在于所述RS-422接收器和RS-422發(fā)送器均是DS26C32A麗/883。7.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的全雙工/半雙工軟件可配置的接口電路，其特征在于所述RS-485接收器和RS-485發(fā)送器均是SN55976A1WD。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的全雙工/半雙工軟件可配置的接口電路，其特征在于所述SN55976AWD的共模輸入電壓范圍是_7V+12V。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全雙工/半雙工軟件可配置的接口電路，其特征在于所述接口電路還包括用于保護電路的TVS管，所述單刀雙擲開關(guān)K1、K2與第一發(fā)送器之間的電路上及單刀單擲開關(guān)K3、K4與第二接收器之間的電路上均設(shè)置有TVS管。全文摘要本發(fā)明涉及一種全雙工/半雙工軟件可配置的接口電路，其通過可以自動控制的開關(guān)替換了目前通用的RS-422/RS-485板塊電路中的跳線，從而配合全雙工/半雙工軟件實現(xiàn)RS-422/RS-485板塊電路中全雙工/半雙工的配置，操作簡單、反應(yīng)迅速、可靠，節(jié)省了人力，提高了工作效率，且可完成功能電路BIT。文檔編號H04M3/00GK101771756SQ200810236599公開日2010年7月7日申請日期2008年12月31日優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日發(fā)明者劉海堂,喻鳴,毛寧,白潔申請人:中國航空工業(yè)第一集團公司第六三一研究所