本實(shí)用新型涉及電力或通信行業(yè)的授時(shí)領(lǐng)域，特別是涉及高密度輸出的RS-232串行報(bào)文接口授時(shí)模塊。

背景技術(shù)：

名詞解釋：

RS-232接口：滿足一定電平要求（邏輯1:-3V~-15V，邏輯0: 3V~15V）的信號(hào)接口；

波特率：?jiǎn)纹瑱C(jī)或計(jì)算機(jī)在串口通信時(shí)的速率；

串行報(bào)文：按照順序發(fā)送的數(shù)據(jù)；

授時(shí)模塊：能夠輸出標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)的模塊；

時(shí)間同步應(yīng)用最廣泛的是在INTERNET上的計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)時(shí)鐘用于記錄事件的時(shí)間信息，如E-MAIL信息、文件創(chuàng)建和訪問時(shí)間、數(shù)據(jù)庫(kù)處理時(shí)間等。時(shí)鐘還被用于控制備份的操作、為設(shè)計(jì)自動(dòng)構(gòu)造編譯器檢查文件是否變動(dòng)過以及其他應(yīng)用。如果計(jì)算機(jī)時(shí)鐘不精確，那么這些應(yīng)用中很多將無法正常工作。對(duì)時(shí)間敏感的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，如金融業(yè)界服務(wù)器、EDI、大型分布式商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)、航天航空控制計(jì)算機(jī)等，更需要高精度的時(shí)間信息。交通運(yùn)輸業(yè)的時(shí)間顯示系統(tǒng)，如地鐵時(shí)刻表顯示系統(tǒng)、機(jī)場(chǎng)時(shí)刻表顯示系統(tǒng)，如果偏差較大，可能會(huì)影響旅客的旅行。如今，越來越多的通信和電力設(shè)備都需要高精度的時(shí)間信息進(jìn)行授時(shí)以維持正常工作，而目前大部分RS-232串行報(bào)文接口授時(shí)模塊僅輸出一路授時(shí)信號(hào)，當(dāng)需要多路授時(shí)信號(hào)時(shí)，需要采用多個(gè)RS-232串行報(bào)文接口授時(shí)模塊，成本較高，而且各路授時(shí)信號(hào)之間可能存在延時(shí)，統(tǒng)一性差，導(dǎo)致授時(shí)結(jié)果不理想。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述的技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的是提供高密度輸出的RS-232串行報(bào)文接口授時(shí)模塊。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

高密度輸出的RS-232串行報(bào)文接口授時(shí)模塊，包括微處理器、驅(qū)動(dòng)模塊、光耦模塊、RS-232模塊、靜電保護(hù)模塊、隔離電源模塊、用于接入原始串行報(bào)文的第一信號(hào)輸入端、用于接入直流工作電源的第二信號(hào)輸入端以及用于輸出多路RS-232串行報(bào)文的信號(hào)輸出端，所述第一信號(hào)輸入端連接微處理器的輸入端，所述微處理器的輸出端與驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端與光耦模塊的第一輸入端連接，所述光耦模塊的輸出端與RS-232模塊的第一輸入端連接，所述RS-232模塊的輸出端連接靜電保護(hù)模塊并與信號(hào)輸出端連接，所述第二信號(hào)輸入端連接隔離電源模塊的輸入端，所述隔離電源模塊的第一輸出端輸出第一隔離電源到光耦模塊的第二輸入端，所述隔離電源模塊的第二輸出端輸出第二隔離電源到RS-232模塊的第二輸入端。

進(jìn)一步，所述驅(qū)動(dòng)模塊采用四個(gè)總線收發(fā)器構(gòu)成，該四個(gè)總線收發(fā)器的輸入引腳與微處理器的輸出端連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端包括20個(gè)輸出端口，且每個(gè)輸出端口為總線收發(fā)器的一輸出引腳。

進(jìn)一步，所述光耦模塊包括20個(gè)光耦隔離回路，所述光耦隔離回路包括光耦合器、保護(hù)電阻和上拉電阻，所述保護(hù)電阻的一端接直流工作電源，另一端與光耦合器的第二引腳連接，所述光耦合器的第三引腳連接驅(qū)動(dòng)模塊的一輸出端口，所述光耦合器的第八引腳與第一隔離電源連接，所述光耦合器的第六引腳通過上拉電阻與第一隔離電源連接，且第六引腳作為所述光耦隔離回路的輸出端口與RS-232模塊的第一輸入端連接，所述光耦合器的第五引腳與第一隔離電源共地。

進(jìn)一步，所述RS-232模塊采用10片RS-232芯片構(gòu)成。

進(jìn)一步，所述靜電保護(hù)模塊采用瞬態(tài)抑制二極管構(gòu)成。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型的高密度輸出的RS-232串行報(bào)文接口授時(shí)模塊，包括微處理器、驅(qū)動(dòng)模塊、光耦模塊、RS-232模塊、靜電保護(hù)模塊、隔離電源模塊、用于接入原始串行報(bào)文的第一信號(hào)輸入端、用于接入直流工作電源的第二信號(hào)輸入端以及用于輸出多路RS-232串行報(bào)文的信號(hào)輸出端，第一信號(hào)輸入端連接微處理器的輸入端，所述微處理器的輸出端與驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端連接，驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端與光耦模塊的第一輸入端連接，光耦模塊的輸出端與RS-232模塊的第一輸入端連接，RS-232模塊的輸出端連接靜電保護(hù)模塊并與信號(hào)輸出端連接，第二信號(hào)輸入端連接隔離電源模塊的輸入端，隔離電源模塊的第一輸出端輸出第一隔離電源到光耦模塊的第二輸入端，隔離電源模塊的第二輸出端輸出第二隔離電源到RS-232模塊的第二輸入端。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)優(yōu)良，降低了生產(chǎn)應(yīng)用成本，可以實(shí)現(xiàn)多路RS-232串行報(bào)文的同時(shí)授時(shí)，各路RS-232串行報(bào)文之間具有統(tǒng)一的時(shí)間同步性，準(zhǔn)確度高。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

圖1是本實(shí)用新型的高密度輸出的RS-232串行報(bào)文接口授時(shí)模塊的電子框圖；

圖2是本實(shí)用新型的高密度輸出的RS-232串行報(bào)文接口授時(shí)模塊的驅(qū)動(dòng)模塊的原理圖；

圖3是本實(shí)用新型的高密度輸出的RS-232串行報(bào)文接口授時(shí)模塊的光耦模塊的原理圖；

圖4是本實(shí)用新型的高密度輸出的RS-232串行報(bào)文接口授時(shí)模塊的RS-232模塊的原理圖；

圖5是本實(shí)用新型的高密度輸出的RS-232串行報(bào)文接口授時(shí)模塊的靜電保護(hù)模塊的原理圖；

圖6是本實(shí)用新型的高密度輸出的RS-232串行報(bào)文接口授時(shí)模塊的微處理器的原理圖；

圖7是本實(shí)用新型的高密度輸出的RS-232串行報(bào)文接口授時(shí)模塊的撥碼開關(guān)的原理圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型提供了一種高密度輸出的RS-232串行報(bào)文接口授時(shí)模塊，包括微處理器、驅(qū)動(dòng)模塊、光耦模塊、RS-232模塊、靜電保護(hù)模塊、隔離電源模塊、用于接入原始串行報(bào)文的第一信號(hào)輸入端IN1、用于接入直流工作電源的第二信號(hào)輸入端IN2以及用于輸出多路RS-232串行報(bào)文的信號(hào)輸出端，所述第一信號(hào)輸入端IN1連接微處理器的輸入端，所述微處理器的輸出端與驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端與光耦模塊的第一輸入端連接，所述光耦模塊的輸出端與RS-232模塊的第一輸入端連接，所述RS-232模塊的輸出端連接靜電保護(hù)模塊并與信號(hào)輸出端連接，所述第二信號(hào)輸入端IN2連接隔離電源模塊的輸入端，所述隔離電源模塊的第一輸出端輸出第一隔離電源到光耦模塊的第二輸入端，所述隔離電源模塊的第二輸出端輸出第二隔離電源到RS-232模塊的第二輸入端。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述微處理器還連接有撥碼開關(guān)。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述驅(qū)動(dòng)模塊采用四個(gè)如圖2所示的總線收發(fā)器構(gòu)成，該四個(gè)總線收發(fā)器的輸入引腳與微處理器的輸出端連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端包括20個(gè)輸出端口，且每個(gè)輸出端口為總線收發(fā)器的一輸出引腳。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述光耦模塊包括20個(gè)光耦隔離回路，參照?qǐng)D3所示，所述光耦隔離回路包括光耦合器、保護(hù)電阻和上拉電阻，所述保護(hù)電阻的一端接直流工作電源，另一端與光耦合器的第二引腳連接，所述光耦合器的第三引腳連接驅(qū)動(dòng)模塊的一輸出端口，所述光耦合器的第八引腳與第一隔離電源連接，所述光耦合器的第六引腳通過上拉電阻與第一隔離電源連接，且第六引腳作為所述光耦隔離回路的輸出端口與RS-232模塊的第一輸入端連接，所述光耦合器的第五引腳與第一隔離電源共地。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述RS-232模塊采用10片如圖4所示的RS-232芯片構(gòu)成。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述靜電保護(hù)模塊采用如圖5所示的多個(gè)瞬態(tài)抑制二極管構(gòu)成。

以下結(jié)合詳細(xì)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型提供了一種高密度輸出的RS-232串行報(bào)文接口授時(shí)模塊，包括微處理器、驅(qū)動(dòng)模塊、光耦模塊、RS-232模塊、靜電保護(hù)模塊、隔離電源模塊、用于接入原始串行報(bào)文的第一信號(hào)輸入端IN1、用于接入直流工作電源的第二信號(hào)輸入端IN2以及用于輸出多路RS-232串行報(bào)文的信號(hào)輸出端，第一信號(hào)輸入端IN1連接微處理器的輸入端，微處理器的輸出端與驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端連接，驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端與光耦模塊的第一輸入端連接，光耦模塊的輸出端與RS-232模塊的第一輸入端連接，RS-232模塊的輸出端連接靜電保護(hù)模塊并與信號(hào)輸出端連接，第二信號(hào)輸入端IN2連接隔離電源模塊的輸入端，隔離電源模塊的第一輸出端輸出第一隔離電源到光耦模塊的第二輸入端，隔離電源模塊的第二輸出端輸出第二隔離電源到RS-232模塊的第二輸入端。圖1中，原始串行報(bào)文和直流工作電源由一個(gè)時(shí)間信號(hào)源提供。直流工作電源為5V的直流電壓。

驅(qū)動(dòng)模塊采用四個(gè)如圖2所示的總線收發(fā)器構(gòu)成，該四個(gè)總線收發(fā)器的輸入引腳與微處理器的輸出端連接，驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端包括20個(gè)輸出端口，且每個(gè)輸出端口采用總線收發(fā)器的一輸出引腳。圖2中，CPU_TXD3表示微處理器轉(zhuǎn)發(fā)的串行報(bào)文信號(hào)，總線收發(fā)器U1的其中5個(gè)輸出引腳作為輸出端口，圖2中U1輸出信號(hào)OUT_TIME1、OUT_TIME2、OUT_TIME3、OUT_TIME4和OUT_TIME20，相似的，另外3個(gè)總線收發(fā)器都選擇其中5個(gè)輸出引腳作為輸出端口輸出信號(hào)OUT_TIME5~輸出信號(hào)OUT_TIME19，最后構(gòu)成驅(qū)動(dòng)模塊的具有20個(gè)輸出端口的輸出端。優(yōu)選的，驅(qū)動(dòng)模塊采用型號(hào)為SN74ABT245PW的總線收發(fā)器構(gòu)成，其可以提高輸入的原始串行報(bào)文的驅(qū)動(dòng)能力，輸出的信號(hào)具有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力。

本實(shí)施例中，光耦模塊包括20個(gè)光耦隔離回路，參照?qǐng)D3所示，光耦隔離回路包括光耦合器U2、保護(hù)電阻R1和上拉電阻R2，保護(hù)電阻R1的一端接5V直流工作電源，另一端與光耦合器的第二引腳連接，光耦合器U2的第三引腳連接驅(qū)動(dòng)模塊的一輸出端口，光耦合器U2的第八引腳與第一隔離電源連接，光耦合器U2的第六引腳通過上拉電阻R2與第一隔離電源連接，且第六引腳作為光耦隔離回路的輸出端口與RS-232模塊的第一輸入端連接，光耦合器U2的第五引腳與第一隔離電源共地。圖3中，G_GND表示第一隔離電源的地，G_VCC表示第一隔離電源，用于提供電壓。圖3中，從驅(qū)動(dòng)模塊的一輸出端口輸出的時(shí)間信號(hào)OUT_TIME1輸出到光耦合器U2后，被光耦合器U2進(jìn)行電氣隔離，然后輸出電氣隔離后的時(shí)間信號(hào)TXD1到RS-232模塊。光耦合器U2優(yōu)選采用型號(hào)為6N137的高速光耦芯片，轉(zhuǎn)換速率高達(dá)10Mbps，延時(shí)小，確保本RS-232接口授時(shí)模塊具有較高的時(shí)間準(zhǔn)確度。

本實(shí)施例中，RS-232模塊采用10片如圖4所示的RS-232芯片構(gòu)成。RS-232模塊的輸入端共有20個(gè)輸入端口，輸出端也有20個(gè)輸出端口。優(yōu)選的，本實(shí)施例采用型號(hào)為MAX3232EEAE的RS-232芯片，RS-232芯片的兩個(gè)輸入引腳作為RS-232模塊的2個(gè)輸入端口，RS-232芯片的兩輸出引腳作為RS-232模塊的2輸出端口，10個(gè)RS-232芯片構(gòu)成的回路，實(shí)現(xiàn)了RS-232模塊的20個(gè)輸入端口及輸出端口的配置。對(duì)應(yīng)的，信號(hào)輸出端也具有20個(gè)端口，每個(gè)端口與RS-232模塊的一輸出端口連接。圖4中，將輸入的時(shí)間信號(hào)TXD7和TXD8進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后，轉(zhuǎn)換為RS-232串行報(bào)文，即圖4中的232_TIME4和232_TIME14。

本實(shí)施例中，靜電保護(hù)模塊采用如圖5所示的多個(gè)瞬態(tài)抑制二極管構(gòu)成，用于保護(hù)RS-232模塊輸出的RS-232串行報(bào)文不受靜電干擾和破壞。針對(duì)每一路RS-232串行報(bào)文，設(shè)置一個(gè)瞬態(tài)抑制二極管對(duì)其進(jìn)行靜電保護(hù)，因此，本實(shí)施例共需要20個(gè)瞬態(tài)抑制二極管進(jìn)行靜電保護(hù)。圖5中給出了前十路RS-232串行報(bào)文232_TIME1~ 232_TIME10的保護(hù)電路。優(yōu)選的，本實(shí)施例中，瞬態(tài)抑制二極管優(yōu)選采用型號(hào)為SMBJ18.0CA的二極管。

微處理器還連接有撥碼開關(guān)。微處理器用于對(duì)輸入的原始串行報(bào)文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)可以基于現(xiàn)有技術(shù)調(diào)整原始串行報(bào)文的波特率，可調(diào)節(jié)為1200bps、2400bps、4800bps、9600bps或19200bps。微處理器基于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)處理水平，識(shí)別撥碼開關(guān)的數(shù)字編碼后，可以根據(jù)數(shù)字編碼來設(shè)置RS-232串行報(bào)文的波特率，針對(duì)數(shù)字編碼的不同值，將RS-232串行報(bào)文的波特率調(diào)節(jié)為1200bps、2400bps、4800bps、9600bps或19200bps。本實(shí)施例的微處理器優(yōu)選采用型號(hào)為STM32F101C8T6的芯片，其連接電路如圖6所示。撥碼開關(guān)采用S2 DIP-5的開關(guān)，其詳細(xì)電路如圖7所示，圖7中，PA4、PA5、PA6、PA7和PA8分別連接圖6中微處理器的對(duì)應(yīng)引腳。

驅(qū)動(dòng)模塊用于將微處理器轉(zhuǎn)發(fā)的1路的串行報(bào)文轉(zhuǎn)換為20路具有同種功能的時(shí)間信號(hào)，并提高每路信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力后輸出到光耦模塊。光耦模塊用于對(duì)每一路的時(shí)間信號(hào)進(jìn)行電氣隔離輸出，產(chǎn)生具有同種功能的時(shí)間信號(hào)到RS-232模塊，RS-232模塊對(duì)光耦模塊輸出的每一路時(shí)間信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為RS-232串行報(bào)文，同時(shí)提高信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力后輸出到信號(hào)輸出端。靜電保護(hù)模塊用于保護(hù)RS-232模塊輸出的20路RS-232串行報(bào)文不受靜電干擾和破壞。

本授時(shí)模塊通過將原始串行報(bào)文經(jīng)微處理器接收、轉(zhuǎn)發(fā)并調(diào)整波特率后，將轉(zhuǎn)發(fā)的串行報(bào)文驅(qū)動(dòng)模塊轉(zhuǎn)換成20路具有同種功能的時(shí)間信號(hào)，然后將該20路時(shí)間信號(hào)通過光耦模塊產(chǎn)生具有相同功能、電氣隔離的時(shí)間信號(hào)，再將光耦模塊輸出的時(shí)間信號(hào)經(jīng)過RS-232模塊提升信號(hào)驅(qū)動(dòng)能力后轉(zhuǎn)換得到20路RS-232串行報(bào)文，再經(jīng)由靜電保護(hù)模塊進(jìn)行保護(hù)，經(jīng)靜電保護(hù)后的RS-232串行報(bào)文通過信號(hào)輸出端對(duì)外輸出20路RS-232串行報(bào)文進(jìn)行授時(shí)。本授時(shí)模塊結(jié)構(gòu)優(yōu)良，可以集成在W482.6mm X D291.0mm X H132.75mm的時(shí)間同步設(shè)備上，而且具有20路高密度輸出端口，各輸出端口輸出的20路RS-232串行報(bào)文之間具有統(tǒng)一的時(shí)間同步性，可以實(shí)現(xiàn)理想的多路信號(hào)的同時(shí)授時(shí)，降低了生產(chǎn)應(yīng)用成本。在同等體積的時(shí)間同步設(shè)備上集成本授時(shí)模塊能實(shí)現(xiàn)一臺(tái)時(shí)間同步設(shè)備滿足更多被授時(shí)設(shè)備的需求，極大地提升時(shí)間同步設(shè)備的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

以上是對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實(shí)用新型精神的前提下還可做出種種的等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。