一種通信轉換工具的製作方法
2023-11-06 05:32:57
一種通信轉換工具的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種通信轉換工具，用於使一USB接口實現紅外通信或者RS485通信，包括USB轉換模塊、紅外收發模塊以及RS485收發模塊；一種通信轉換工具包括兩種工作模式：紅外工作模式和RS485工作模式；設置切換開關用於切換工作模式，USB轉換模塊通過切換開關分別與紅外收發模塊和RS485收發模塊連接；當處於紅外工作模式時：USB接口與紅外收發模塊通信；當處於RS485工作模式時：USB接口與RS485收發模塊通信。本實用新型的有益效果在於：本實用新型電路元器件較少，結構簡單，易於實現；本實用新型將紅外接口與RS485接口整合在一起，模式切換方便，便於使用，且僅佔用一個USB接口，節省電腦的USB口資源；本實用新型數據傳輸穩定，電路結構安全可靠。
【專利說明】一種通信轉換工具
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於通信【技術領域】，尤其涉及一種可以使USB接口實現紅外通信或者RS485通信的通信轉換工具。
【背景技術】
[0002]USB，是英文Universal Serial BUS (通用串行總線)的縮寫，而其中文簡稱為「通串線」，是一個外部總線標準，用於規範電腦與外部設備的連接和通訊。是應用在PC領域的接口技術。
[0003]RS485接口連接器採用DB-9的9芯插頭座，與電腦的RS485接口 DB-9 (針)相連，由於DB-9的插座體積較大，目前大部分電腦已經去掉這個接口，因此目前RS485通信主要是通過USB轉換裝置來實現的，但該裝置價格較高。
[0004]紅外是一種無線通訊方式，可以進行無線數據的傳輸。紅外通信通常是使用單獨的紅外接收發射設備來進行，有可攜式和手持式兩種，使用上很不方便，且價格往往比較
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[0005]因此有必要設計一種既可以將USB接口轉換為紅外接口，又可以將USB接口轉換為RS485接口的通信轉換工具。
實用新型內容
[0006]為了克服現有技術中存在的缺陷，本實用新型旨在提供一種可以使USB接口實現紅外通信或者RS485通信的通信轉換工具。具體的技術方案如下:
[0007]一種通信轉換工具，用於使一 USB接口實現紅外通信或者RS485通信，包括USB轉換模塊、紅外收發模塊、RS485收發模塊以及切換開關；USB轉換模塊通過切換開關分別與紅外收發模塊和RS485收發模塊連接；所述切換開關控制所述USB轉換模塊與所述紅外收發模塊接通或與所述RS485收發模塊接通，使所述通信轉換工具處於紅外工作模式或RS485工作模式；
[0008]其中，所述紅外工作模式具體為:
[0009]當需要接收紅外信號時，所述紅外收發模塊接收所述紅外信號並進行處理，將所述紅外信號轉換為UART信號，再將所述UART信號發送給所述USB轉換模塊；所述USB轉換模塊用於接收所述UART信號並進行處理，將所述UART信號轉換為USB信號，並將所述USB信號輸入所述USB接口 ；
[0010]當需要發送紅外信號時，所述USB轉換模塊用於從所述USB接口接收USB信號並進行處理，將所述USB信號轉換為UART信號，再將所述UART信號發送給所述紅外收發模塊；所述紅外收發模塊用於接收所述UART信號並進行處理，將所述UART信號轉換為紅外信號，並發射所述紅外信號；
[0011]所述紅外工作模式具體為:
[0012]當需要接收RS485信號時，RS485收發模塊用於接收RS485信號並進行處理，將RS485信號轉換為UART信號，再將UART信號發送給USB轉換模塊；USB轉換模塊用於接收UART信號並進行處理，將UART信號轉換為USB信號，並將USB信號輸入USB接口；
[0013]當需要發送RS485信號時，USB轉換模塊用於從USB接口接收USB信號並進行處理，將USB信號轉換為UART信號，再將UART信號發送給RS485收發模塊；RS485收發模塊用於接收UART信號並進行處理，將UART信號轉換為RS485信號，並發送RS485信號。
[0014]作為優化方案，紅外收發模塊包括紅外接收單元、紅外發射單元，紅外接收單元和紅外發射單元分別與USB轉換模塊連接；紅外接收單元用於接收紅外信號，並將紅外信號轉換為UART信號，發送給USB轉換模塊；紅外發射單元用於接收來自USB轉換模塊的UART信號，並將UART信號轉換為紅外信號，再發射紅外信號。
[0015]作為優化方案，RS485收發模塊包括RS485接口和RS485轉換電路，RS485接口與RS485轉換電路連接；RS485轉換電路用於實現RS485信號與UART信號之間的轉換，並實現RS485收發模塊與USB轉換模塊之間的通信。
[0016]作為優化方案，USB轉換模塊為CP2102晶片。
[0017]作為優化方案，紅外接收單元包括型號為DS138T的紅外接收管；紅外發射單元包括型號為DS208的紅外發射管。
[0018]作為優化方案，RS485接口的型號為2PIN-M ；RS485轉換電路包括一 RS485晶片，RS485晶片的型號為BL3085E。
[0019]作為優化方案，還包括與USB轉換模塊連接的收發狀態顯示模塊，收發狀態顯示模塊用於顯示收發狀態；收發狀態顯示模塊包括兩個LED燈，一個用於顯示接收狀態，另一個用於顯示發送狀態。
[0020]作為優化方案，還包括電源電路，電源電路對5V電源進行濾波後，為通信轉換工具供電。
[0021]本實用新型的有益效果在於:
[0022](I)本實用新型電路元器件較少，結構簡單，易於實現；
[0023](2)本實用新型將紅外接口與RS485接口整合在一起，模式切換方便，便於使用，且僅佔用一個USB接口，節省電腦的USB 口資源；
[0024](3)本實用新型數據傳輸穩定，電路結構安全可靠。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]結合附圖，通過下文的述詳細說明，可更清楚地理解本實用新型的上述及其他特徵和優點，其中:
[0026]圖1為本實用新型的結構框圖；
[0027]圖2為本實用新型USB轉換模塊的電路原理圖；
[0028]圖3為本實用新型紅外收發模塊的電路原理圖；
[0029]圖4為本實用新型RS485收發模塊的電路原理圖；
[0030]圖5為USB接口的電路原理圖；
[0031]圖6a為本實用新型切換開關的電路原理圖；圖6b為本實用新型電源開關的電路原理圖；
[0032]圖7a和圖7b為本實用新型收發狀態顯示模塊的電路原理圖；[0033]圖8為本實用新型電源電路原理圖。
【具體實施方式】
[0034]下面將結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0035]實施例1:
[0036]如圖1所示，一種通信轉換工具，用於使一 USB接口實現紅外通信或者RS485通信，包括USB轉換模塊1、紅外收發模塊2、RS485收發模塊3以及切換開關4 ；USB轉換模塊I通過切換開關4分別與紅外收發模塊2和RS485收發模塊3連接，USB轉換模塊I與USB接口連接，用於將USB接口的通信方式轉換為UART方式。其中紅外收發模塊2包括紅外接收單元22和紅外發射單元21，紅外接收單元22和紅外發射單元21分別與USB轉換模塊I連接；RS485收發模塊3包括RS485接口 32和RS485轉換電路31，RS485接口 32與RS485轉換電路31連接；RS485轉換電路31與USB轉換模塊I連接。
[0037]本實用新型包括兩種工作模式:紅外工作模式和RS485工作模式；切換開關4用於切換工作模式。
[0038]當處於紅外工作模式時:
[0039]切換開關4使USB轉換模塊I與紅外收發模塊2連接，實現USB接口與紅外收發模塊2之間的通信；
[0040]當需要接收紅外信號時，紅外收發模塊2用於接收紅外信號並進行處理，將紅外信號轉換為UART信號，再將UART信號發送給USB轉換模塊I ;USB轉換模塊I用於接收UART信號並進行處理，將UART信號轉換為USB信號，並將USB信號輸入USB接口 ；其中，紅外接收單元22用於接收紅外信號，並將紅外信號轉換為UART信號，發送給USB轉換模塊I ;
[0041]當需要發送紅外信號時，USB轉換模塊I用於從USB接口接收USB信號並進行處理，將USB信號轉換為UART信號，再將UART信號發送給紅外收發模塊2 ;紅外收發模塊2用於接收UART信號並進行處理，將UART信號轉換為紅外信號，並發射紅外信號；其中，紅外發射單元21用於接收來自USB轉換模塊I的UART信號，並將UART信號轉換為紅外信號，再發射紅外信號。
[0042]當處於RS485工作模式時:
[0043]切換開關4使USB轉換模塊I與RS485收發模塊3連接，實現USB接口與RS485收發模塊3之間的通信；
[0044]當需要接收RS485信號時，RS485收發模塊3用於接收RS485信號並進行處理，將RS485信號轉換為UART信號，再將UART信號發送給USB轉換模塊I ;USB轉換模塊I用於接收UART信號並進行處理，將UART信號轉換為USB信號，並將USB信號輸入USB接口；其中，RS485接口 32用於接收RS485信號，並將RS485信號發送給RS485轉換電路31，RS485轉換電路31將RS485信號轉換為UART信號，再將UART信號發送給USB轉換模塊I ;
[0045]當需要發送RS485信號時，USB轉換模塊I用於從USB接口接收USB信號並進行處理，將USB信號轉換為UART信號，再將UART信號發送給RS485收發模塊3 ；RS485收發模塊3用於接收UART信號並進行處理，將UART信號轉換為RS485信號，並發送RS485信號；其中，RS485轉換電路31從USB轉換模塊I接收UART信號，並將將UART信號轉換為RS485信號，再將發送給RS485接口 32，RS485接口 32接收到RS485信號後，將RS485信號發送出去。
[0046]如圖2所示，在本實施例中，USB轉換模塊I為CP2102晶片。CP2102晶片集成了 USB收發器、內部時鐘、512位元組的EEPROM、USB功能控制器等模塊電路，符合USB2.0規範全速功能的12Mbps通信；且全部功能集成在一個5mmX 5mm MLP-28封裝的晶片內，夕卜部不需要連接其它USB元器件。圖5為USB接口的示意圖，USB接口的引腳D-和D+分別與CP2102晶片的引腳D-和D+連接，實現USB接口與USB轉換模塊I的通信。在本實施例中採用CP2102晶片推薦的外圍電路，採用的電阻C2、C3、C4和鉭電容E2等元器件均具有濾波功能，在電路起穩定電源的作用。CP2102晶片的引腳TXD和RXD與切換開關4連接，用於實現USB轉換模塊I與紅外收發模塊2或RS485收發模塊3的通信。
[0047]如圖3所示，在本實施例中，紅外接收單元22包括型號為DS138T的紅外接收管，電阻CU、C12、C13具有濾波功能，用於穩定紅外接收管相關管腳的電源，電阻R14主要起電流調節作用，電阻R15是上拉電阻起穩定紅外接收管I腳的電平作用。紅外發射單元21包括型號為DS208的紅外發射管，四個或非門74HC02D組成的邏輯電路實現了 38KHz的紅外發射調頻載波頻率。紅外發射信號從CP2102晶片的TXD管腳通過K2傳輸到74HC02D的14腳，控制10腳輸出的電平，來調節三極體9014的通斷，繼而讓紅外發射管DS208發射紅外信號。紅外接收管DS138T接收紅外信號，並將紅外信號轉為CP2102晶片可識別的串口信號，即UART信號，將紅外接收管DS138T的輸出引腳Out與CP2102晶片的引腳TXD相連，即可實現紅外信號的接收、轉換和傳輸。紅外收發模塊2可採用1200bps的通信速率進行通信，且有效通信距離> 5米；且供電電源直接通過USB接口由電腦供電，省去了專門設計電源電路。
[0048]如圖4所示，在本實施例中，RS485接口 32的型號為2PIN-M ；RS485轉換電路31包括一 RS485晶片，RS485晶片的型號為BL3085E。將2PIN-M接口分別接入BL3085NE晶片的引腳V-和V+，且採用雙熱敏電阻RT1、RT2以及TVS管TVl進行保護，可以保證380V/AC通電2分鐘而不損壞，並且可承受IEC 61000-4-2標準的土 15kV接觸放電、±20kV空氣放電和土 15kV的HBM人體模式測試。BL3085NE晶片將RS485信號轉為CP2102晶片可識別的串口信號，即UART信號；BL3085NE晶片的引腳TXD和RXD分別接入CP2102晶片的引腳TXD和RXD，即可實現通信。採用BL3085NE晶片可同時滿足智能電錶要求的1200bps、2400bps、4800bps和9600bps等通信速率。
[0049]圖6a和圖6b分別為兩個撥動開關，其中，開關K2為切換開關4，開關Kl為電源開關。開關K2是通信模式切換開關，是雙刀雙閘的，開關K2的引腳2和引腳5分別進行切換，即RXD和TXD進行分別切換；切換到引腳2和引腳I接通、引腳5和引腳6接通時，即RXD與IRRX接通，TXD與IRTX接通，進行紅外通信；切換到引腳2和引腳3接通、引腳5和引腳4接通時，即RXD與485RX接通，TXD與485TX接通，進行RS485通信。開關Kl是電源開關，是雙刀單閘開關，當開關Kl的引腳I和引腳3接通時，供電電源從USB接口進入，即USB_VCC和USB_GND之間；切換到引腳4和引腳6接通時，即切換到5.0V和GND之間，此時即接通了通信轉換工具的電源。
[0050]如圖7a和圖7b所示，在本實施例中，通信轉換工具還包括與所述USB轉換模塊連接的收發狀態顯示模塊，所述收發狀態顯示模塊用於顯示收發狀態；所述收發狀態顯示模塊包括兩個LED燈D2和D3以及兩個三極體Ql和Q2，D2用於顯示接收狀態，D3用於顯示發送狀態。三極體Ql和Q2的基極分別與CP2102晶片的引腳RXD和TXD連接，三極體Ql和Q2的集電極分別與D2和D3連接，當通信轉換工具正在執行接收任務時，D2亮，當通信轉換工具正在執行發送任務時，D3亮。
[0051 ] 如圖8所示，在本實施例中，通信轉換工具還包括電源電路，電源電路對5V電源進行濾波後，再接入通信轉換工具的各元器件進行供電。
[0052]以下用電腦軟體「串口調試助手」對本實用新型的性能進行測試:
[0053]在進行測試前，須在電腦上安裝好CP2102晶片的驅動，將本實用新型通信轉換工具接入電腦的USB接口，並在「串口調試助手」軟體中設置好埠信息，使該埠信息與CP2102晶片的硬體埠信息一致，然後開始測試；
[0054]輸入智能電錶的讀表號的十六進位命令「68 AA AA AA AA AA AA 68 1300 DF 16」，對電錶進行讀表號操作，RS485通信測試結果和紅外通信測試結果分別如表1和表2所示:
[0055]表1 RS485通信測試結果
[0056]
【權利要求】
1.一種通信轉換工具，用於使一 USB接口實現紅外通信或者RS485通信，其特徵在於，包括USB轉換模塊、紅外收發模塊、RS485收發模塊以及切換開關；所述USB轉換模塊通過所述切換開關分別與所述紅外收發模塊和所述RS485收發模塊連接；所述切換開關控制所述USB轉換模塊與所述紅外收發模塊接通或與所述RS485收發模塊接通，使所述通信轉換工具處於紅外工作模式或RS485工作模式； 其中，所述紅外工作模式具體為: 當需要接收紅外信號時，所述紅外收發模塊接收所述紅外信號並進行處理，將所述紅外信號轉換為UART信號，再將所述UART信號發送給所述USB轉換模塊；所述USB轉換模塊用於接收所述UART信號並進行處理，將所述UART信號轉換為USB信號，並將所述USB信號輸入所述USB接口 ； 當需要發送紅外信號時，所述USB轉換模塊用於從所述USB接口接收USB信號並進行處理，將所述USB信號轉換為UART信號，再將所述UART信號發送給所述紅外收發模塊；所述紅外收發模塊用於接收所述UART信號並進行處理，將所述UART信號轉換為紅外信號，並發射所述紅外信號； 所述紅外工作模式具體為: 當需要接收RS485信號時，所述RS485收發模塊用於接收所述RS485信號並進行處理，將所述RS485信號轉換為UART信號，再將所述UART信號發送給所述USB轉換模塊；所述USB轉換模塊用於接收所述UART信號並進行處理，將所述UART信號轉換為USB信號，並將所述USB信號輸入所述USB接口； 當需要發送RS485信號時，所述USB轉換模塊用於從所述USB接口接收USB信號並進行處理，將所述USB信號轉換為UAR T信號，再將所述UART信號發送給所述RS485收發模塊；所述RS485收發模塊用於接收所述UART信號並進行處理，將所述UART信號轉換為RS485信號，並發送所述RS485信號。
2.根據權利要求1所述的一種通信轉換工具，其特徵在於，所述紅外收發模塊包括紅外接收單元、紅外發射單元，所述紅外接收單元和所述紅外發射單元分別與所述USB轉換模塊連接；所述紅外接收單元用於接收紅外信號，並將所述紅外信號轉換為UART信號，發送給所述USB轉換模塊；所述紅外發射單元用於接收來自所述USB轉換模塊的UART信號，並將所述UART信號轉換為紅外信號，再發射所述紅外信號。
3.根據權利要求1所述的一種通信轉換工具，其特徵在於，所述RS485收發模塊包括RS485接口和RS485轉換電路，所述RS485接口與所述RS485轉換電路連接；所述RS485轉換電路用於實現RS485信號與UART信號之間的轉換，並實現所述RS485收發模塊與所述USB轉換模塊之間的通信。
4.根據權利要求1或2或3所述的一種通信轉換工具，其特徵在於，所述USB轉換模塊為CP2102晶片。
5.根據權利要求2所述的一種通信轉換工具，其特徵在於，所述紅外接收單元包括型號為DS138T的紅外接收管；所述紅外發射單元包括型號為DS208的紅外發射管。
6.根據權利要求3所述的一種通信轉換工具，其特徵在於，所述RS485接口的型號為2PIN-M ;所述RS485轉換電路包括一 RS485晶片，所述RS485晶片的型號為BL3085E。
7.根據權利要求1所述的一種通信轉換工具，其特徵在於，還包括與所述USB轉換模塊連接的收發狀態顯示模塊，所述收發狀態顯示模塊用於顯示收發狀態；所述收發狀態顯示模塊包括兩個LED燈，一個用於顯示接收狀態，另一個用於顯示發送狀態。
8.根據權利要求1所述的一種通信轉換工具，其特徵在於，還包括電源電路，所述電源電路對5V電源進行濾波後，為所 述通信轉換工具供電。
【文檔編號】H04B1/38GK203406861SQ201320337958
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年6月13日 優先權日:2013年6月13日
【發明者】丁美貞, 胡新武 申請人:上海瑞濤信息技術有限公司