高速传输串口控制装置的制作方法

本发明是关于一种具有串口的嵌入式设备及个人电脑，特别是指一种高速传输串口控制装置。

背景技术：

串口是目前使用的比较普遍的一种接口，可以用来进行低速的数据通讯，包含多种波特率，全功能串口采用9根信号线进行传输，可以进行流量控制。基本应用只需要3根线，即接收、发送、和接地。

串口叫做串行接口，也称串行通信接口，按电气标准及协议来分包括rs-232-c、rs-422、rs485、usb等。rs-232-c、rs-422与rs-485标准只对接口的电气特性做出规定，不涉及接插件、电缆或协议。usb(通用数据接口)是近几年发展起来的新型接口标准，主要应用于高速数据传输领域。

rs-232-c：也称标准串口，是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会(eia)联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备(dte)和数据通讯设备(dce)之间串行二进制数据交换接口技术标准”。传统的rs-232-c接口标准有22根线，采用标准25芯d型插头座。后来的pc上使用简化了的9芯d型插座。现在应用中25芯插头座已很少采用。现在的电脑一般有两个串行口：com1和com2，现在有很多手机数据线或者物流接收器都采用com口与计算机相连。

目前串口的应用很多，例如：仪器仪表设备通用的通信；广泛应用于调制解调器(modem)；单片机之间互相通讯；两台pc之间互连通讯；手机的数据线，即手机和计算机等连接的通讯。

上述这些应用全都是用串口本身具有的数据传输功能，且串口设计的最初目的也只是用于数据通讯。

虽然目前串口的应用很多，但目前还没有直接用来控制某个设备或逻辑状态，例如，当前嵌入式设备现场(ktv等)经常需要控制某个外部设备，例如一个呼叫灯或一个用电设备。目前的技术是外接一个专用控制扩展盒(成品)，通过串口命令形式，通过控制扩展盒再控制用电设备。该专用的控制扩展盒内部的电路还是利用了串口的数据通讯功能，包括有单片机，串口转换芯片，控制电路等，需要用单片机等支持数据通讯的控制器来进行处理串口数据，再控制外部设备。这种结构成本高、控制复杂、效率低。

因此急需一种简单、低成本，现场施工方便的控制装置。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种结构简单的高速传输串口控制装置。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种高速传输串口控制装置，包括逻辑信号产生电路，所述逻辑信号产生电路包括一个光耦、限流电阻r1，所述光耦的接收端通过所述限流电阻r1连接到上位机的串口，所述光耦的输出端连接到待控制装置。

该发明可进一步具体为：

所述光耦包括一个发光二极管以及一个光敏三极管，所述发光二极管的两端构成所述光耦的接收端，其中发光二极管的阳极作为光耦的管脚1，发光二极管的阴极作为光耦的管脚2，光敏三极管的集电极和发射极共同构成该光耦的输出端，其中光敏三极管的集电极作为光耦的管脚3，光敏三极管的发射极作为光耦的管脚4。

还包括继电器rl1，所述光耦的输出端通过所述继电器连接到待控制装置。

还包括继电器附加电路，所述继电器附加电路包括一个限流电阻r2，一个驱动三极管q1，一个二极管d1，所述光耦的输出端连接到三极管q1的基极，+5v电源通过限流电阻r2连接到三极管q1的基极，三极管q1的发射极接地，三极管q1的集电极连接到继电器rl1输入端，+5v电源连接到继电器rl1的输入端，继电器rl1的输入端并联所述二极管d1，继电器rl1的输出端连接到待控制装置。

所述三极管q1的集电极连接到继电器rl1的管脚2，二极管d1的阳极连接继电器rl1的管脚2，阴极连接继电器rl1的管脚1，继电器rl1的管脚4以及管脚3之间连接待控制装置。

所述限流电阻r1的阻值为1k，限流电阻r2的阻值为2.2k。

所述上位机是嵌入式主机或个人电脑。

本发明高速传输串口控制装置的优点在于：直接利用串口本身的信号控制装置，电路简单，使用方便，降低了成本、控制简单可靠、收益高。该简易串口控制电路可同样适用于嵌入式主机或者pc串口。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

图1是本发明高速传输串口控制装置一实施例的具体电路连接图。

图2是上位机向串口发送的脉冲图。

【具体实施方式】

请参阅图1，为本发明高速传输串口控制装置的具体电路图，以机顶盒串口控制电灯为例：机顶盒串口的管脚3(txd管脚)为输出，机顶盒串口的管脚5为接地。

该机顶盒串口用于控制一盏指示灯l，该指示灯l是交流220v的指示灯l，所以需要通过一个继电器来控制。当然，控制指示灯l只是一个实施例，该串口控制装置也可以控制其它用户需要控制的设备。

该高速传输串口控制装置包括逻辑信号产生电路、继电器附加电路以及继电器rl1。

该逻辑信号产生电路1包括一个光耦10、限流电阻r1。

本实施例的电路中限流电阻r1的阻值为1k，改变限流电阻r1的阻值后，该简易串口控制电路即可同样适用于pc(个人电脑)串口。

该继电器附加电路包括限流电阻r2、一个驱动三极管q1，一个二极管d1。

该光耦10包括一个发光二极管以及一个光敏三极管，该发光二极管的两端构成该光耦10的接收端，其中该发光二极管的阳极作为该光耦10的管脚1，该发光二极管的阴极作为该光耦10的管脚2，光敏三极管的集电极和发射极共同构成该光耦10的输出端，其中光敏三极管的集电极作为该光耦10的管脚3，光敏三极管的发射极作为该光耦10的管脚4。

光耦10的管脚1通过限流电阻r1连接到机顶盒串口的管脚3，光耦10的管脚2连接到机顶盒串口的管脚5，光耦10的管脚3连接到驱动三极管q1的基极，光耦10的管脚4接地，+5v电源通过限流电阻r2连接到三极管q1的基极，本实施例中，该限流电阻r2的阻值为2.2k。三极管q1的发射极接地，三极管q1的集电极连接到继电器rl1的管脚2，+5v电源连接到继电器rl1的管脚1，继电器rl1的管脚1和管脚2之间并联一个二极管d1，二极管d1的阳极连接继电器rl1的管脚2，阴极连接继电器rl1的管脚1。继电器rl1的管脚4接指示灯l，指示灯l的另一端以及继电器rl1的管脚3之间连接指示灯l的交流电源。上述+5v电源都可以采用市售的供电装置。

当需要灯亮的时候，上位机，即嵌入式主机或pc，在本实施例中指的是机顶盒，往串口发送一定数量的0x00，连续发送多久，灯就亮多久。停止发送后，灯就熄灭。反复发送、停止，可以制造闪烁效果。

该简易串口控制电路的工作原理如下所述：

静态下，机顶盒串口的管脚3(txd脚)为高电平，此高电平驱动光耦10中的发光二极管发出光能，光耦10的接收端将光能转化为电流，引起光敏三极管的集电极和发射极之间电压下降，q1基极电位下降，集电极电流减小，随之进入截止。继电器rl1线圈吸合、电流下降，最终继电器rl1管脚3断开，电灯失电处于熄灭状态。

动态下，机顶盒往串口发送数据0x00，0x00对于串口信号来说是一个持续的低电平，此低电平时间的长短和波特率有关。波特率越低，低电平时间越长，发送的数据量就可以越少，但也不是越长越好，从图2可以看到，每个数据末尾是一个停止位，此停止位是高电平，对于该简易串口控制电路，高电平代表灯熄灭。

但是由于继电器的惯性特点，对于窄脉冲，继电器是不会动作的，这就要求停止位应该越短越好，所以波特率应该取中间值，为19200，发送一个数据的时间为0.46875ms，例如要制造一个周期1秒的闪烁效果，要连续发送1067个0x00(亮)，再发送1067个0xff(灭)，如此反复。

该实施例中，采用包括一继电器的高速传输串口控制装置做例子，仅仅表示可以控制高压设备(例如220v的设备)，其实还有很多设备的控制是不需要继电器的，例如，一个led、一个带控制接口的频闪灯、一个马达(或者是电机)，甚至一台电视机等等。其工作原理类似，不再赘述。