專(zhuān)利名稱(chēng)：一種rs232信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及與RS232串口進(jìn)行簡(jiǎn)單通訊的匹配電路。
背景技術(shù)：
隨著通訊行業(yè)的日益發(fā)展，人們經(jīng)常要利用信息交流，數(shù)據(jù)通訊以及 實(shí)時(shí)監(jiān)控等等。在測(cè)控設(shè)備之間進(jìn)行通訊時(shí)廣泛的應(yīng)用RS232串口通訊協(xié) 議方式，但由于RS232的電平與TTL電平以及CMOS電平的不匹配性，需要 將兩者的邏輯電平進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以適應(yīng)相互通訊的要求。 一般情況下，使用 者多采用RS232電平轉(zhuǎn)換芯片，這樣做不僅加大了成本，而且沒(méi)有將不同 設(shè)備間的信號(hào)進(jìn)行對(duì)地隔離，引入的強(qiáng)電可能會(huì)造成對(duì)某些使用單片機(jī)通 訊的設(shè)備造成損壞的危險(xiǎn)。而如果在使用電平轉(zhuǎn)換芯片的同時(shí)再附加使用 光電隔離，其成本將進(jìn)一步加大。
專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮镃N03224039.2名為一種計(jì)算機(jī)與單片機(jī)電平轉(zhuǎn)換電路 的申請(qǐng)中，其電路結(jié)構(gòu)如圖l所示。該電路存在如下的缺陷。當(dāng)單片機(jī)的 TXD端發(fā)送高電平時(shí)，光耦另一端通過(guò)電阻R2連接至計(jì)算機(jī)側(cè)串口的RXD 即端口 2被拉至被定義為GND電位的端口 5相同的電平，而0V電平在RS232 串口的實(shí)際通訊中，是計(jì)算機(jī)無(wú)法識(shí)別的數(shù)據(jù)信號(hào)，從而此電路無(wú)法正常 完成發(fā)送側(cè)的通訊的。而且考慮到實(shí)際RS232通訊中，RTS多被作為其它 用途，利用其作為+12V電源的專(zhuān)利實(shí)用性有限。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型為了解決以上的技術(shù)問(wèn)題，提出了一種RS232信號(hào)電平轉(zhuǎn) 換電路，完成采用不同設(shè)備之間的RS232通訊，解決電平不匹配的問(wèn)題， 有效隔離信號(hào)，性能可靠，且電路成本低。
本實(shí)用新型提出的RS232信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路至少一個(gè)用于邏輯電平 轉(zhuǎn)換的光電耦合管，所述光電耦合管的發(fā)光二極管側(cè)與光敏三極管側(cè)使用 不同且相互隔離的電源和地，所述發(fā)光二極管的信號(hào)輸入端和光敏三極管 的信號(hào)輸入端分別與RS232通訊對(duì)應(yīng)端口相連。200720171450.2
說(shuō)明書(shū)第2/4頁(yè)
優(yōu)選的，通過(guò)一個(gè)獨(dú)立的電源為所述光電耦合管提供一組+12V、-12V、 地電平。
優(yōu)選的，在全雙工模式下與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊時(shí)，所述光電耦合管的其 中一組電源和地電平為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)終端就緒信號(hào)和請(qǐng)求傳送信號(hào)。
優(yōu)選的，在半雙工模式下與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊時(shí)，所述光電耦合管的其 中一組負(fù)電源為T(mén)XD信號(hào)端。
本實(shí)用新型的有益效果是電平轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，PCB板布線簡(jiǎn)單， 面積小，成本低，具有較好的可靠性和抗干擾性，應(yīng)用范圍廣泛，可以適 用于RS232的全雙工和半雙工的通訊模式。而且本專(zhuān)利結(jié)合RS232通訊中 全雙工、半雙工、RTS或DTR端不能他用等情況，利用光耦隔離的電平轉(zhuǎn) 換功能，真正實(shí)現(xiàn)了用光電耦合管進(jìn)行RS232接收和發(fā)射雙邊通訊的全部 功能。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的電平轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)圖2a是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例一的正邏輯傳送實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換電路結(jié) 構(gòu)圖2b是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例一的負(fù)邏輯傳送實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換電路結(jié) 構(gòu)圖3a是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例二的正邏輯傳送實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換電路結(jié) 構(gòu)圖3b是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例二的負(fù)邏輯傳送實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換電路結(jié) 構(gòu)圖4a是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例三的正邏輯傳送實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換電路結(jié) 構(gòu)圖4b是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例三的負(fù)邏輯傳送實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換電路結(jié) 構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。rts
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為請(qǐng)求傳送信號(hào)，DTR為數(shù)據(jù)終端就緒信號(hào)。
實(shí)施例一典型模式
該模式適用于普遍的利用RS232方式通訊的單板。前提需要有一個(gè)獨(dú) 立的電源提供RS232的+ 12V/-12V/GND電平。在兩塊單板通訊時(shí)，可利用 DB9中空余的信號(hào)線傳送十/一12V電平。
如圖2所示，在圖2a的正邏輯傳送實(shí)現(xiàn)電路中，RS232通訊中用光耦 實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換電路，包括兩個(gè)光電耦合管光電耦合管1和光電耦合管2， 所述的光電耦合管的發(fā)光二極管輸入端和光敏三極管的輸出端分別接至通 訊模塊的RS232通訊端口，實(shí)現(xiàn)邏輯電平的轉(zhuǎn)換。光電耦合管的發(fā)光二極
管和光敏三極管之間的電源和地相互隔離。圖1中全雙工模式通訊，光耦 U1包括限流電阻R1、 R2作為數(shù)據(jù)發(fā)送側(cè)，其發(fā)光二極管的陽(yáng)極一端通過(guò) 限流電阻R1與電源VCC'相連，陰極做為光耦U1的輸入端TXD';光敏三 極管的發(fā)射極接TXD端且通過(guò)限流電阻R2連接到一12V電源上，其集電極 接+ 12V電源。光耦U2包括限流電阻R3、 R4做為數(shù)據(jù)接收側(cè)，光耦U2的 發(fā)光二極管的陽(yáng)極通過(guò)限流電阻R4接+12V或者GND電平，陰極端做為輸 入端接RXD; 光敏三極管的發(fā)射極做為輸出端RXD'通過(guò)限流電阻R3與 地電平GND'相連，其集電極接電源電平VCC' 。 VCC'和GND'做為一組 電源和地電平。反之，反邏輯傳送實(shí)現(xiàn)電路如圖2b也是如此，只是接線方 式有所變更。
上述電路的功能具體描述如下以正邏輯傳送實(shí)現(xiàn)電路為例 當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)端口 TXD'為邏輯0 (零電平)時(shí)，其連接端的光耦開(kāi)始 工作，發(fā)光二極管發(fā)光，光敏三極管導(dǎo)通，發(fā)送數(shù)據(jù)接口 TXD被拉至+ 12V, 設(shè)置成的電源高電平(邏輯l);當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)端TXD'為邏輯l(正電平)時(shí)， 其連接端的光耦不工作，發(fā)送數(shù)據(jù)端口 TXD被下拉為一12V的低電平(邏 輯l)。
當(dāng)接收數(shù)據(jù)端口RXD為邏輯1 (-12V電平)時(shí)，其連接端的光耦開(kāi)始 工作，發(fā)光二極管發(fā)光，光敏三極管導(dǎo)通，接收數(shù)據(jù)接口 RXD，被拉至VCC， 高電平(邏輯l);當(dāng)接收數(shù)據(jù)端RXD為邏輯O (+12電平)時(shí)，其連接端的 光耦不工作，發(fā)送數(shù)據(jù)端口RXD，被下拉為GND，的低電平(邏輯0)。
反邏輯傳送實(shí)現(xiàn)電路原理與上述類(lèi)似。
實(shí)施例二 RS232通訊中用光耦實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換工作在全雙工模式下與 計(jì)算機(jī)通訊的實(shí)施例。
這是一種特殊情況，可以利用計(jì)算機(jī)本身的某些信號(hào)用做電源，即充
當(dāng)電源模塊的作用，利用DTR (RTS)充當(dāng)+12V電平；利用RTS (DTR)充 當(dāng)一12V電平。關(guān)于DTR或RTS的電平定義可在計(jì)算機(jī)通信程序中設(shè)定實(shí) 現(xiàn)。
如圖3中所示電路，由于跟計(jì)算機(jī)通訊可以利用計(jì)算機(jī)本身的電平， 故是圖3是圖2的一種特殊應(yīng)用而已。本圖的設(shè)計(jì)由DTR和RTS分別充當(dāng) 正負(fù)12V電源，DTR/RTS可通過(guò)計(jì)算機(jī)通信程序中進(jìn)行設(shè)置，設(shè)為正負(fù)電 平。通訊原理與圖2相同。圖3a為正邏輯電路，圖3b為負(fù)邏輯電路。
實(shí)施例三RS232通訊中用光耦實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換工作在半雙工模式下與 計(jì)算機(jī)通訊的實(shí)施例。
由于在很多RS232通訊中RTS或者DTR有專(zhuān)門(mén)的使用，故不能使用這 個(gè)信號(hào)，考慮到TXD在不發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)是正邏輯即一12V。故考慮將其作為一 12V負(fù)電源?？梢詫?shí)現(xiàn)RS232的半雙工通訊。
在圖4中，因?yàn)樵趯?shí)際通訊電路中，RTS (DTR)信號(hào)有其它用處被占 用，可調(diào)整電路實(shí)現(xiàn)半雙工模式通訊。利用計(jì)算機(jī)的TXD口在半雙工通訊 方式，接收數(shù)據(jù)時(shí)為一12V(即邏輯1)。用之作為接收方式的一12V電源。 通訊原理與圖2相同。只是計(jì)算機(jī)的TXD在發(fā)送時(shí)有專(zhuān)門(mén)的定義。故只能 在半雙工方式利用其作為計(jì)算機(jī)接收的負(fù)電源(一12V)。圖4a為正邏輯電 路，圖4b為負(fù)邏輯電路。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)--歩詳細(xì) 說(shuō)明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本實(shí)用新 型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下， 還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1. 一種RS232信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述電路包括至少一個(gè)用于邏輯電平轉(zhuǎn)換的光電耦合管，所述光電耦合管的發(fā)光二極管側(cè)與光敏三極管側(cè)使用不同且相互隔離的電源和地，所述發(fā)光二極管的信號(hào)輸入端和光敏三極管的信號(hào)輸入端分別與RS232通訊對(duì)應(yīng)端口相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的RS232信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于， 通過(guò)一個(gè)獨(dú)立的電源為所述光電耦合管提供一組+12V、 -12V、地電平。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的RS232信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于， 在全雙工模式下與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊時(shí)，所述光電耦合管的其中一組電源和 地電平為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)終端就緒信號(hào)和請(qǐng)求傳送信號(hào)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的RS232信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于， 在半雙工模式下與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊時(shí)，所述光電耦合管的其中一組負(fù)電源為T(mén)XD信號(hào)端。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公告了一種RS232信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路，包括至少一個(gè)用于邏輯電平轉(zhuǎn)換的光電耦合管，所述光電耦合管的發(fā)光二極管側(cè)與光敏三極管側(cè)使用不同且相互隔離的電源和地，所述發(fā)光二極管的信號(hào)輸入端和光敏三極管的信號(hào)輸入端分別與RS232通訊對(duì)應(yīng)端口相連。本實(shí)用新型的電平轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，PCB板布線簡(jiǎn)單，面積小，成本低，具有較好的可靠性和抗干擾性，應(yīng)用范圍廣泛，可以適用于RS232的全雙工和半雙工的通訊模式。而且本專(zhuān)利結(jié)合RS232通訊中全雙工、半雙工、RTS或DTR端不能他用等情況，利用光耦隔離的電平轉(zhuǎn)換功能，真正實(shí)現(xiàn)了用光電耦合管進(jìn)行RS232接收和發(fā)射雙邊通訊的全部功能。
文檔編號(hào)H03K19/0175GK201204574SQ200720171450
公開(kāi)日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2007年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月7日
發(fā)明者時(shí)清鋒, 默 李 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司