一种基于多路串口和usb的扩展电路
技术领域
1.本实用新型涉及工业控制设备领域，尤其涉及一种基于多路串口和usb的扩展电路。
背景技术：2.工业控制设备中需要外接大量的传感器领域。多数传感器接入方式采用ttl电平或rs232通讯。现有工控设备需要同时接入多路外设传感器，因外置接口不统一，通常采用增加多个转换模块来适配接口的方案，但因设备在工作当中外挂器件过多，往往容易引起器件不稳定现象，造成传感器无法正常使用。同时，转换模块的增加也占用了设备空间，不利于设备内部的安装部署和控制器。此上，往往导致工业控制设备无法接入更多的外设传感器。
技术实现要素：3.鉴于以上技术问题，本实用新型提供了一种基于多路串口和usb的扩展电路，通过设置集线器控制芯片、i2c芯片和串口/usb转换芯片的电路组合方式，以解决现有技术中工业控制设备无法接入更多的外设传感器的问题。
4.本实用新型的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本实用新型的实践而习得。
5.一种基于多路串口和usb的扩展电路，所述扩展电路包括i2c芯片、fe2.1集线器控制芯片、高速usb多路复用器、usb转串行控制器和rs232收发器，所述fe2.1集线器控制芯片通过所述i2c芯片与安卓工控板通讯连接，所述fe2.1集线器控制芯片与若干个usb接口连接，所述高速usb多路复用器分别与所述fe2.1集线器控制芯片和所述usb转串行控制器连接，所述usb转串行控制器还与所述rs232收发器连接。
6.进一步的，所述高速usb多路复用器具有两个，两个所述高速usb多路复用器分别连接所述i2c芯片的sda\scl数据总线接口和所述fe2.1集线器控制芯片的usb接口。
7.进一步的，所述高速usb多路复用器的型号为fsusb74，其具有四个usb接口。
8.进一步的，所述usb转串行控制器具有多个，多个所述usb转串行控制器分别连接至两个所述高速usb多路复用器的usb接口和所述fe2.1集线器控制器芯片的引脚。
9.进一步的，所述rs232收发器具有多个，多个所述rs232收发器连接至所述usb转串行控制器芯片的引脚。
10.本实用新型的技术方案具有以下有益效果：
11.通过安卓工控板和i2c总线通讯，可以配置多路串口和usb接口，避免大量外接转接模块，提高了设备稳定性，有利于提升设备功能特点；
12.通过本实用新型的扩展电路，安卓工控板可以任意切换外设usb和串口接口类型。
13.安卓工控板可以自动获取设备驱动端口，可满足外设接口即插即用的需求。
附图说明
14.图1为本说明书实施例中基于多路串口和usb的扩展电路的结构框图。
具体实施方式
15.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
16.如图1所示，本说明书实施例提供一种基于多路串口和usb的扩展电路，扩展电路设置于扩展板100上，所述扩展电路包括i2c芯片101、fe2.1集线器控制芯片102、高速usb多路复用器103、usb转串行控制器104和rs232收发器105，所述fe2.1集线器控制芯片102通过所述i2c芯片101与安卓工控板200通讯连接，所述fe2.1集线器控制芯片102与若干个usb接口连接，所述高速usb多路复用器103分别与所述fe2.1集线器控制芯片101和所述usb转串行控制器104连接，所述usb转串行控制器104还与所述rs232收发器105连接。
17.其中，所述高速usb多路复用器103具有两个，两个所述高速usb多路复用器103分别连接所述i2c芯片101的sda\scl数据总线接口和所述fe2.1集线器控制芯片102的usb接口。即，其中一个高速usb多路复用器103可以通过i2c总线直接与安卓工控板200通讯，另一个则由fe2.1集线器控制芯片102配置后通讯。所述高速usb多路复用器103的型号为fsusb74，其具有四个usb接口。所述usb转串行控制器具104有多个，多个所述usb转串行控制器104分别连接至两个所述高速usb多路复用器103的usb接口和所述fe2.1集线器控制器芯片102的引脚。具体的，由于高速usb多路复用器103的usb接口有四个，则usb串行控制器104可以有九个，其中八个分别与两组高速usb多路复用器103的四个usb接口直接拔插连接，剩余的一个则连接上fe2.1集线器控制器芯片102的引脚，另外，usb串行控制器104可以采用pl2303sa芯片。
18.所述rs232收发器105具有多个，多个所述rs232收发器105连接至所述usb转串行控制器芯片104的引脚。其中，rs232收发器105则可以与连接至fe2.1集线器控制器芯片102的usb转串行控制器具104上，如此，rs232信号是由fe2.1集线器控制器芯片102所控制的。
19.另外，值得注意的是，为了方便展示，图1所示的usb接口、usb转串行控制器104、rs232收发器105的数量是经过简化的，具体的数量和布设方式以上述实施例中的文字描述为准，如usb串行控制器104采用pl2303sa芯片，则rs232收发器105则可以有四个，四个rs232收发器105连接至pl2303sa芯片的引脚。
20.其中，扩展板100和安卓工控板200之间，可以通过上位机对i2c芯片101引脚短路点的地址配置，获取到每路i2c芯片101地址信息，并添加到设备驱动端口，通过串口通信助手选择对应的com端口及波特率，以进行设置。
21.原理说明：其中，安卓主控板200的i2c数据线连接到扩展板的i2c芯片101接口上，可以获取到i2c芯片101信息，可通过软件并绑定i2c物理地址。i2c芯片101具体可以包括些诸如通讯接口、电平转换芯片等器件，电平转换芯片的型号可以为pca9538pwr，通过芯片电平转换、扩展io及配置等方式，生成4个i2c内部地址码，再通过与高速usb多路复用器103和usbfe2.1集线器102的连接，对应输出一路rs232或uart信号。
22.安卓主控板usb的输出接口，连接到扩展板的usb接口上，自动获取到各个外设端口的信息。其中，usb信号通过fe2.1集线器控制芯片102可以分出多个信号，根据外设接口需要可以任意组合usb接口输出、rs232接口输出、uart(串口)接口输出三种模式。当为usb模式时，通过fe2.1集线器直接输出usb信号；当为rs232模式时，通过fe2.1集线器连接到usb转串行控制器并由rs232收发器105输出rs232信号；当为uart模式时，通过fe2.1集线器连接到usb转串行控制器输出uart信号；rs232和uart的外设接口输出类型采用短路点配置，根据需要随意切换。
23.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术特征：1.一种基于多路串口和usb的扩展电路，其特征在于，所述扩展电路包括i2c芯片、fe2.1集线器控制芯片、高速usb多路复用器、usb转串行控制器和rs232收发器，所述fe2.1集线器控制芯片通过所述i2c芯片与安卓工控板通讯连接，所述fe2.1集线器控制芯片与若干个usb接口连接，所述高速usb多路复用器分别与所述fe2.1集线器控制芯片和所述usb转串行控制器连接，所述usb转串行控制器还与所述rs232收发器连接。2.根据权利要求1所述的基于多路串口和usb的扩展电路，其特征在于，所述高速usb多路复用器具有两个，两个所述高速usb多路复用器分别连接所述i2c芯片的sda\scl数据总线接口和所述fe2.1集线器控制芯片的usb接口。3.根据权利要求2所述的基于多路串口和usb的扩展电路，其特征在于，所述高速usb多路复用器的型号为fsusb74，其具有四个usb接口。4.根据权利要求3所述的基于多路串口和usb的扩展电路，其特征在于，所述usb转串行控制器具有多个，多个所述usb转串行控制器分别连接至两个所述高速usb多路复用器的usb接口和所述fe2.1集线器控制器芯片的引脚。5.根据权利要求1所述的基于多路串口和usb的扩展电路，其特征在于，所述rs232收发器具有多个，多个所述rs232收发器连接至所述usb转串行控制器芯片的引脚。
技术总结本实用新型公开一种基于多路串口和USB的扩展电路，扩展电路包括I2C芯片、FE2.1集线器控制芯片、高速USB多路复用器、USB转串行控制器和RS232收发器，FE2.1集线器控制芯片通过I2C芯片与安卓工控板通讯连接，FE2.1集线器控制芯片与若干个USB接口连接，高速USB多路复用器分别与FE2.1集线器控制芯片和USB转串行控制器连接，USB转串行控制器还与RS232收发器连接。本实用新型通过安卓工控板和I2C总线通讯，可以配置多路串口和USB接口，避免大量外接转接模块，提高了设备稳定性，有利于提升设备功能特点。能特点。能特点。
技术研发人员：李小军 李克炜 罗俊 陈劲华
受保护的技术使用者：易普森智慧健康科技（深圳）有限公司
技术研发日：2022.08.11
技术公布日：2022/12/1
