一种串口转换保护电路的制作方法

本发明涉及一种串口转换保护电路。

背景技术：

rs-232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，后来ibm的pc机将rs-232进行了简化，从而成为事实标准。这种通讯方式具有使用线路少、成本低的优点而被广泛使用，但存在以下缺点：

1)接口的信号电平值较高，易损坏接口电路芯片，又因为与ttl电平不兼容故需使用电平转换电路方能与ttl电路连接；

2)传输速率较低，在异步传输时，波特率为20kbps；

3)接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱；

rs-422由rs-232发展而来，它是为弥补rs-232的不足而提出的，为改进rs-232通信距离短、传输速率低和抗干扰性弱的缺点，rs-422定义了一种平衡通信接口，采用单独的发送和接收通道并使用差模传输，抗干扰能力强，传输距离可达到1200米，最大传输速率可达10mbps。在现阶段，rs-422因为传输距离长、传输速率高、抗干扰能力强等优点在武器装备领域被广泛使用。

随着航天技术的发展，对导弹发射设备的要求越来越高，对控制计算机来讲，在要求具备更高的信息处理能力的同时还要求具有更小的体积。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种串口转换保护电路，该串口转换保护电路在原固有空间中集成两路串口通讯的转换及保护电路，不仅使计算机多出了两路高性能的通信端口，还可以在一定条件下取消或减少独立通讯板卡和独立保护板卡的使用。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种串口转换保护电路，包括转换电路、保护电路；所述转换电路接至中控模块，保护电路连接转换电路，并且保护电路通过外部接口接至中控模块；

所述转换电路接入中控模块的两路rs232信号，并将rs232信号转换为两路rs422信号输出至保护电路，或者接收保护电路的两路rs422信号，并将两路rs422信号转换为两路rs232信号。

所述转换电路包括电压变换电路、驱动电路、光耦隔离电路和差分电路，电压变换电路、驱动电路、光耦隔离电路和差分电路依次连接。

所述驱动电路为两路，其中一路接入至电压变换电路的两路串口发送数据引脚，另一路接入至电压变换电路的两路串口接收数据引脚。

所述光耦隔离电路为两路，分别对发送数据引脚信号和接收数据引脚信号进行处理；所述差分电路为两路，分别接入至光耦隔离电路的相匹配的两组发送、接收数据引脚信号。

所述电压变换电路核心为max232amje。

所述驱动电路核心为snj54ls245j。

所述光耦隔离电路核心为光耦a2531。

所述差分电路核心为max490mja。

所述保护电路由电阻器、二极管、压敏电阻、陶瓷放电管组成，以对应的两路接入至差分电路，对电路起到防雷、防浪涌的作用。

本发明的有益效果在于：在原固有空间中集成两路串口通讯的转换及保护电路，不仅使计算机多出了两路高性能的通信端口，还可以在一定条件下取消或减少独立通讯板卡和独立保护板卡的使用，这不仅一定程度下减小计算机的体积，还节约大量的成本费用，这不仅提升控制计算机的通信性能，还增加了计算机的集成化程度，同时还能产生比较好的经济价值，这完全符合现今航天技术的发展需要。

附图说明

图1是本发明的连接示意图；

图2是图1的工作流程示意图；

图3是图1中转换电路内的电压变换电路的连接示意图；

图4是图1中转换电路内的驱动电路的连接示意图；

图5是图1中转换电路内的光耦隔离电路的连接示意图；

图6是图1中保护电路和转换电路内的差分电路的连接示意图。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1、图2所示的一种串口转换保护电路，包括转换电路、保护电路；所述转换电路接至中控模块，保护电路连接转换电路，并且保护电路通过外部接口接至中控模块；

所述转换电路接入中控模块的两路rs232信号，并将rs232信号转换为两路rs422信号输出至保护电路，或者接收保护电路的两路rs422信号，并将两路rs422信号转换为两路rs232信号。

如图2～图6所示，所述转换电路包括电压变换电路、驱动电路、光耦隔离电路和差分电路，电压变换电路、驱动电路、光耦隔离电路和差分电路依次连接。

如图4所示，所述驱动电路为两路，其中一路接入至电压变换电路的两路串口发送数据引脚，另一路接入至电压变换电路的两路串口接收数据引脚。

如图5所示，所述光耦隔离电路为两路，分别对发送数据引脚信号和接收数据引脚信号进行处理；如图6所示，所述差分电路为两路，分别接入至光耦隔离电路的相匹配的两组发送、接收数据引脚信号。

具体的，关于最优选的电路核心组件型号：

如图3所示，所述电压变换电路核心为max232amje。

如图4所示，所述驱动电路核心为snj54ls245j。

如图5所示，所述光耦隔离电路核心为光耦a2531。

如图6所示，所述差分电路核心为max490mja。

所述保护电路由电阻器、二极管、压敏电阻、陶瓷放电管组成，以对应的两路接入至差分电路，对电路起到防雷、防浪涌的作用。

如图1、图2，本发明在cpu/dsp模块为中控模块的电路中，能将集成的通信性能较差的rs-232通讯转换为通信性能较高的rs-422通讯，并对转换后的通信信号进行了防雷击、防浪涌保护，其中“t:”表示发送数据流程，“r:”表示接收数据流程。

如图3所示，电压变换电路主要是将rs-232发送信号的电压变为+5v，以匹配后续电路，并避免与ttl电路相冲突；将rs-232接收信号将电压变为+3.3v，以匹配控制模块rs-232电路：

a)芯片u1型号为：通信芯片max232amje；

b)rxd1、rxd2分别为原始rs-232通信口1和通信口2的接收收信号，txd1、txd2为分别为原始rs-232通信口1和通信口2的发送信号；

c)rxd1#、rxd2#分别为经u1进行电压变换变为rxd1、rxd2传输到控制模块的接收端口中，txd1、txd2经u1电压变换后变为txd1#、txd2#传输到后端的驱动电路；

d)vcc为模块所用的内部+5v电源。

如图4所示，驱动电路主要将通信信号进行驱动，以保证可以可靠驱动后端光耦器件：

a)芯片u2、u3的型号为：驱动器snj54ls245j；

b)txd1#、txd2#为u1传输过来的发送信号，txd11、txd22经u2后保证能可靠驱动后端光耦隔离电路；

c)rd1、rd2为差分芯片max490去差分后的传输过来的通信接收信号，rxd11、rxd22经u3后保证能可靠驱动后端光耦隔离电路；

d)由于u2、u3后端输出的信号：txd11、txd22和rxd11、rxd22后端传输的流程不同，发送信号会经光耦从内部vcc电源切换为外部+5v电源发送出去，而接受信号会经光耦从外部+5v电源切换为内部vcc电源传输进内部控制模块，因此发送信号和接收信号不能共用一个驱动器进行驱动。

如图5所示，光耦隔离电路主要将通信信号电源进行内外切换，起到内外电路之间的连接作用，还能对内部电路进行保护：

a)芯片u4、u5的型号为：光耦a2531；

b)txd11、txd22为驱动流程传输过来的发送信号，经u4将信号电源从内部vcc电源切换为外部+5v电源，信号变为td1、td2传输到后端信号差分流程；

c)rxd11、rxd22为差分芯片max490进行去差分处理后的通信接收信号，经u5将信号电源从外部+5v电源切换为内部vcc电源，信号变为rxd1#、rxd2#传输到后端电源变换电路。

如图6所示，差分电路和保护电路主要是将rs-232发送信号差分转换为rs-422发送信号，将rs-422接收信号去差分转化为rs-232接收信号，并进行电路保护：

a)芯片u6、u7型号为：差分芯片max490mja；

b)保护电路主要由电阻器、二极管、压敏电阻、陶瓷放电管组成；

c)td1和td2为前端光耦传输过来的通信发送信号，经u6和u7差分处理后转变为txda+、txda-和txdb+、txdb-的rs-422发送信号；

d)rxda+、rxda-和rxdb+、rxdb-为外部传输进来的rs-422接收信号，经u6和u7去差分处理后转变为rd1和rd2的rs-232接收信号；

e)u6、u7后端电路为保护电路，对电路起到防雷、防浪涌的作用。