具自动判断接口形态的RS422/485两用信号转换器

摘要

本发明涉及一种具自动判断接口形态的RS422/485两用信号转换器，其包含有一串行接口、一传送及接收控制单元、一与门及一逻辑控制器；其中该与门与串行接口的二输出端连接后，再连接至该接收控制单元，又该逻辑控制器连接该接收控制单元及串行接口的其中一接收端；如此，当接收控制单元透过与门取得串行接口的接收数据，会反应目前为接收状态予该逻辑控制器，该逻辑控制器会依据与其连接的接收端电位高低，判断目前单一串行接口为RS422或RS485的通讯状态。

权利要求

1.一种具自动判断接口形态的RS422/485两用信号转换器，其特征在于，包含有：一串行接口，包含有一传送逻辑单元及一第一及第二接收逻辑单元，其中该传送逻辑单元的输出端及第一接收逻辑单元的输入端共同连接，供RS485传输线连接；该传送逻辑单元与第二接收逻辑单元供RS422传输线连接；

一传送控制单元，连接至该串行接口的传送逻辑单元的输入端及使能端，并包含有一传送使能端及一数据接收端；其中该传送控制单元于使能端接收使能信号后，输出一使能信号至该传送逻辑单元的使能端；

一与门，其二输入端分别连接至该串行接口的第一及第二接收逻辑单元的输出端，以整合二个输出端为单一输出端；

一接收控制单元，连接至该与门输出端，以取得第一或第二接收逻辑单元的接收数据，并包含有一数据输出端及一接口状态输出端；当该接收控制单元接收来自与门数据，则自该接口状态输出端输出一接收状态信号；及一逻辑控制器，连接至该接收控制单元的接口状态输出端，以及该串行接口的第一接收逻辑单元的输出端，依据接收控制单元的接口状态输出端及第一接收逻辑单元的输出端信号，判断该串行接口为RS422或485通讯状态。

2.根据权利要求1所述的具自动判断接口形态的RS422/485两用信号转换器，其特征在于，该传送控制单元的数据接收端以及该接收控制单元的数据输出端用以传送串行数据。

3.根据权利要求1所述的具自动判断接口形态的RS422/485两用信号转换器，其特征在于，进一步包含有一控制电路及一波特率产生器，其中该控制电路透过总线与计算机中央处理器连接，以控制波特率产生器；其中：上述传送控制单元，与该波特率产生器连接，并包含有一传送用缓冲暂存区及一传送用移位器，而该数据接收端为一并列输入端口，以接收序列数据；及上述接收控制单元，与该波特率产生器连接，并包含有一接收用缓冲暂存区及一接收用移位器，而该数据输出端为一并列输出端口，以将接收用缓冲暂存区读出并对外输出。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的具自动判断接口形态的RS422/485两用信号转换器，其特征在于，当该接收控制单元接收到与门输入的串行数据，即将其接收状态输出端的一高电位信号传送至该逻辑控制器，其中该逻辑控制器判断方式包含有：接收来自该接收控制单元的接收状态输出端的高电位信号；

判断第一接收逻辑单元是否已接收串行数据，若目前为串行数据接收时，即代表串行接口为RS485通讯状态，若无接收串行数据，则为RS422通讯状态。

5.根据权利要求4所述的具自动判断接口形态的RS422/485两用信号转换器，其特征在于，该串行接口的传送逻辑单元及所述第一接收逻辑单元为一RS485串行接口，而第二接收逻辑单元则为一RS422串行接口的接收逻辑单元。

说明书

具自动判断接口形态的RS422/485两用信号转换器

技术领域

[0001] 本发明是关于一种RS422/485两用信号转换器，尤指一种具自动判断接口形态的RS422/485两用信号转换器。

背景技术

[0002] 美国电子工业联盟(EIA)制定EIA-RS-232(RS232)、EIA-RS-422(以下称RS422)、EIA-RS-485(以下称RS458)均为常见的串行通讯标准，其中后期制定的RS422、RS485是为了改善RS232通讯距离短(最大通讯距离15公尺)及传送速率低的缺点而设，即具有最大1219公尺的通讯距离及最高10Mb/s传输速率，因此RS422、RS485转换器适用于距离远的计算机I/O连接用，如图3所示，若二台计算机40距离超过20公尺时，则大多采用RS422或RS485传输线20连接其I/O接口以进行通讯。

[0003] 由于RS422为全双工通讯而RS485为半双工通讯，其所使用传输线并不相同，如图4及图5所示，RS422及RS485串行接口56，55均包含有一传送逻辑组件D及一接收逻辑组件R，由于RS422采全双工通讯模式，故其RS422传输线30包含有二组双绞线，以分别与传送逻辑组件D及接收逻辑组件R连接，是以，当二组RS422串行接口56进行串行数据传输时，即可同时收发对方的串行数据。至于RS485传输线20包含单组双绞线，故与该RS485传送及接收逻辑组件D，R共同连接后再连接至该双绞线，由于共享一条双绞线，故必须在同一时间仅设定其中一组RS485串行接口55为传送状态，另一组RS485串行接口55为接收状态。

[0004] 目前市面上支持RS422/485双接口的信号转换器常见的为一种装设于计算机40内的通用异步收发传输器Universal Asynchronous Receiver/Transmitter(以下简称UART)50，如图6及图7所示，其包含有：

[0005] 一控制电路51，透过总线42与计算机40的中央处理器41连接；

[0006] 一波特率产生器52，连接至该控制电路51；

[0007] 一数据传送单元53，连接至数据总线42，并包含有一传送用缓冲暂存区531及一传送用移位器532，该传送用缓冲暂存区531将计算机40数据总线42的并列数据暂存，再由传送移位器531将暂存的并列数据，依序位高低次序向外传送，达到并列数据转换为串行数据功能；

[0008] 一数据接收单元54，连接至数据总线42，并包含一接收用缓冲暂存区541及一接收用移位器542，该接收用移位器542将外部传送来的串行数据依序存入该接收用缓冲暂存区541中，由接收用缓冲暂存区541将并列数据输出至该数据总线42中，以达到串行数据转换为并列数据功能；

[0009] 一RS458/RS422串行接口55，包含有一接收端DI、一传送端RO、一使能端EN、一收发埠TX/RX及一接收埠RX，其中该接收端DI连接至该数据传送单元53的输出端，而其传送端RO则是连接至该数据接收单元54的输入端，又该RS458/422串行接口55的使能端EN则连接至该数据传送单元53，由该数据传送单元53决定是否使能，而该收发埠TX/RX则是供外部RS485传输线连接，又该收发埠TX/RX及接收埠供外部RS422传输线连接；及[0010] 一切换开关56，连接于RS485/RS422串行接口55收发端口TX/RX及接收埠RX之间，以决定该接收埠TX是否连接至收发埠TX/RX。

[0011] 由上述说明可知，该UART包含有一RS485/422串行界面55，故可提供使用者选择使用RS422的全双工通讯或RS485的半双工通讯，当使用者选择RS485的半双工通讯时，即设定该切换开关56为开启导通，令收发埠TX/RX连接至该接收埠TX，以与RS485传输线双纹线连接，进行半双工通讯；若使用者欲选择RS422通讯，则令切换开关56为关闭不导通，令收发埠TX/RX与RS422其中一双绞线连接，作为串行数据传输端口用，而接收埠RX则与RS422另一双绞线连接，作为串行数据接收用。

[0012] 由上述说明可知，虽然目前UART使用单一RS485串行界面配合切换开关，提供使用者切换RS422或RS485通讯，但必须手动控制切换开关，仍造成使用上的麻烦，有必要进一步改良。

发明内容

[0013] 有鉴于上述现有RS422及RS485两用信号转换器的缺失，本发明主要目的是提供一种具自动判断接口形态的RS422/485两用信号转换器。

[0014] 欲达上述目的所使用的主要技术手段，令该具自动判断接口形态的RS422/485两用信号转换器，其包含有：

[0015] 一串行接口，包含有一传送逻辑单元及一第一及第二接收逻辑单元，其中该传送逻辑单元的输出端及第一接收逻辑单元的输入端共同连接，供RS485传输线连接；又该传送逻辑单元与第二接收逻辑单元供RS422传输线连接；

[0016] 一传送控制单元，连接至该串行接口的传送逻辑单元的输入端及使能端，并包含有一传送使能端及一数据接收端；其中该数据接收端接收串行或并列数据；

[0017] 一与门，其二输入端分别连接至该串行接口的第一及第二接收逻辑单元的输出端，以整合二个输出端为单一输出端；

[0018] 一接收控制单元，连接至该与门输出端，以取得第一或第二接收逻辑单元的接收数据，并包含有一数据输出端及一接口状态输出端；当该接收控制单元接收来自与门数据，则自该接口状态输出端输出一接收状态信号；而数据输出端为输出串行或并列数据；及[0019] 一逻辑控制器，连接至该传送控制单元的传送使能端、该接收控制单元的接口状态输出端，以及该串行接口的第一接收逻辑单元的输出端，依据接收控制单元的接口状态输出端及第一接收逻辑单元的输出端信号，判断该串行接口为RS422或485通讯状态。

[0020] 由上述说明可知，该接收控制单元透过与门取得该串行接口的第一或第二接收逻辑单元所接收的数据，并于接收与门传来数据时，将接收状态信号回传给该逻辑控制器，由该逻辑控制器进一步判断与其连接的第一接收逻辑单元输出端是否正在接收数据，若是则判断目前为RS485通讯；反之则判断为RS422通讯。是以，本发明的信号转换器只提供一组串行接口，同样达即可供使用者选择RS485或RS422串行的半双工或全双工通讯。

附图说明

[0021] 图1A为本发明第一较佳实施例应用于RS485通讯的方块图；

[0022] 图1B为本发明第一较佳实施例应用于为RS422通讯的方块图；

[0023] 图1C为本发明第二较佳实施例方块图；

[0024] 图2为本发明第三较佳实施例方块图；

[0025] 图3为使用RS485传输线进行通讯的系统架构示意图；

[0026] 图4为现有二组RS422连接的方块图；

[0027] 图5为现有二组RS485连接的方块图；

[0028] 图6为现有RS422/485的UART方块图；以及

[0029] 图7为图6的部份电路图。

具体实施方式

[0030] 首先请参阅图1A所示，为本发明具自动判断接口形态的RS422/485两用信号转换器10的第一较佳实施，其包含有：

[0031] 一串行接口11，包含有一传送逻辑单元111及一第一及第二接收逻辑单元112，112a，其中该传送逻辑单元111的输出端及第一接收逻辑单元112的输入端共同连接，以供一条RS485传输线20的双绞线21连接；又该传送逻辑单元111与接收逻辑单元112a是RS422传输线的二组双绞线连接，如图1B所示；再如图1C所示，该串行接口包含有一RS485串行接口及一RS422串行接口，其中本案该传送逻辑单元111及第一接收逻辑单元112为一RS485串行接口11a的传送及接收逻辑单元111，112，而该第二接收逻辑单元112a为该RS422串行接口的接收逻辑单元，其中RS422串行接口的传送逻辑单元空接NC；

[0032] 一传送控制单元12，连接至该RS485串行接口的传送逻辑单元111的输入端DI及使能端DE，并包含有一传送使能端EN及一数据接收端Din，其中该数据接收端Din供接收本地数据；于本实施例中，该数据接收端Din用以传送串行数据；

[0033] 一与门133，其二输入端分别连接至该串行接口11的第一及第二接收逻辑单元112，112a的输出端RO1，RO2，以整合二输出端RO1，RO2为单一输出端；

[0034] 一接收控制单元13，连接至该与门133的输出端，以取得第一或第二接收逻辑单元的接收数据，并包含有一数据输出端Dout及一接口状态输出端Sr；当该接收控制单元接收来自与门数据，则自该接口状态输出端Sr输出一接收状态信号；于本实施例中，该数据输出端Dout用以传送串行数据；及

[0035] 一逻辑控制器14，连接至该传送控制单元12的传送使能端EN、该接收控制单元13的接口状态输出端Sr，以及该串行接口11的第一接收逻辑单元112的输出端RO1，依据接收控制单元R02的接口状态输出端Sr及第一接收逻辑单元112输出端信号，判断该串行接口11为RS422或485通讯状态；又该逻辑控制器14可进一步连接至传送控制单元12的传送使能端EN，并于判断串行接口11为RS485通讯状态，且目前为串行接口为数据接收状态，则不使能传送控制单元12的传送使能端EN，而该传送逻辑单元111传送使能端DE不使能，而暂停数据传送。

[0036] 请同时参阅图1A及图1B所示，本发明分别应用于RS422及RS485串行通讯，以图1A来说，本发明用于RS485串行通讯，使用者将RS485传输线20连接至串行接口11中，意即该传送逻辑单元111的输出端及第一接收逻辑单元112的输入端共同连接至RS485传输线20的双绞线21，以进行半双工串行通讯。再如图1B所示，使用者如欲使用本发明于全双工串行通讯，将一RS422传输线20连接至串行接口11，即该传送逻辑单元111的输出端及第二接收逻辑单元112的输入端分别连接至RS422传输线30的二组双绞线31，32。由于本发明的该接收控制单元13透过与门133连接至第一及第二接收逻辑单元112，112a的输出端RO1，RO2，故可将二个输出端RO1，RO2整合成单一输出端，因此该接收控制单元可透过与门接收第一或第二接收逻辑单元的数据。

[0037] 以下进一步说明该逻辑控制器14判断串行接口为RS485或RS422通讯状态的方法。该逻辑控制器14若接收来自该接收控制单元13的接收状态输出端的高电位信号，即代表目前接收控制单元13正在接收第一或第二接收逻辑单元112，112a的数据，因此会进一步判断与其连接的第一接收逻辑单元112的输出端RO1信号。

[0038] 1.判断目前接收数据来自于第一接收逻辑单元112(即第一接收单元已有串行数据输入)，则代表目前串行接口11为RS485通讯状态(接收状态)；是以，该逻辑控制器14会透过传送控制单元12使该传送逻辑单元111不再使能，确保串行接口11仅用于串行数据的接收用。

[0039] 2.判断目前接收数据来自第二接逻辑单元112a(即第一接收单元并无串行数据输入)，则代表目前为RS422通讯状态，故使串行接口11进行双向串行数据收发，因此该逻辑控制器14一旦判断为RS422则透过传送控制单元12使该传送逻辑单元111使能，进行全双工通讯。

[0040] 参阅图2所示，为本发明具自动判断接口形态的RS422/485两用信号转换器10的第二较佳实施例，其大多结构与第一较佳实施例大致相同，上述传送控制单元可为UART的数据传送单元12’，而上述接收控制单元则可为UART的数据接收单元13’，并进一步包含有一控制电路15及一波特率产生器16，其中该控制电路15透过总线与计算机中央处理器连接，以控制波特率产生器16运作。

[0041] 上述数据传送单元12’与该波特率产生器16连接，并包含有一传送用缓冲暂存区121及一传送用移位器122；因此，于本实施例中，该传送控制单元的数据接收端Din为一并列输入端口，以与计算机数据总线连接，接收数据总线的序列数据。

[0042] 上述数据接收单元13’与该波特率产生器16连接，并包含有一接收用缓冲暂存区131及一接收用移位器132；因此，于本实施例中，该接收控制单元的数据输出端Dout为一并列输出端口，以与计算机数据总线连接，将接收用缓冲暂存区131读出并输出至计算机数据总线上。

[0043] 由上述说明可知，当一计算机连接至本发明，即可由接口状态输出端得知目前使用的串行通讯接口，使用者不必再额外手动设定切换开关。若判断为RS485则只能单一时间传送或接收串行数据；若判断为RS422，则可同时收发串行数据；因此，由于本发明的RS422/RS485两用信号转换器，提供了更为方便的使用。