专利名称：双向传输电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种双向传输电路，特别涉及一种应用于高压通信接口与压低压通信接口之间电压变换的双向传输电路。
背景技术：
目前，不同电压等级的单片机之间的通讯，以及不同电压等级的数字信号处理器之间的通讯，一般要用专门的控制芯片实现电压变换，此种控制芯片需要额外的使能信号来控制信号的传输方向，而且此种控制芯片的成本较高，在实际使用时，不仅应用灵活性受到限制，而且还占用了单片机或数字信号处理器的通讯接口。另外，此种控制芯片没有设置电压保护功能，容易损坏低压的单片机或数字信号处理器。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服以上不足，提供了一种带有电压保护功能的 适用于高压通信接口与低压通信接口之间电压变换的双向传输电路。为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是一种双向传输电路，连接在第一微控制器的其中一个第一 I/O端口和第二个微控制器的其中一个第二 I/O端口之间，所述第一微控制器为低压微控制器，由第一电源电压供电；所述第二微控制器为高压微控制器，由第二电源电压供电，其特征在于，还包括第一上拉电路、电压箝位保护电路、第一单向导通电路、第二单向导通电路、分压电路，所述分压电路设置有分压点。进一步的，所述第一上拉电路，包括为并联在第一 I/O端口与第一电源电压之间的第一电阻。进一步的，所述电压箝位保护电路，包括参考电源电压、第一肖特基二极管、第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一 I/o端口连接、另一端与第一肖特基二极管的阳极连接，所述第一肖特基二极管的阴极与所述参考电源电压连接，所述参考电源电压 < 第一电源电压< 第二电源电压。进一步的，所述第二单向导通电路，包括第二肖特基二极管，所述第二肖特基二极管的阳极与所述第二 I/O端口连接、阴极与所述第一 I/O端口连接。进一步的，所述第二肖特基二极管的导通压降为O. 3伏特。进一步的，所述分压电路，包括由第三电阻和第四电阻构成的串联支路，所述串联支路的一端与所述第二电源电压连接、另一端与所述第二 I/o端口连接，所述第三电阻和第四电阻的公共点为分压点。进一步的，所述第一单向导通电路，包括第一二极管，所述第一二极管的阴极与所述第一 I/O端口连接、阳极与所述分压电路的分压点连接。进一步的，所述第一二极管的导通压降为O. 6伏特。进一步的，所述第一微控制器和第二微控制器均为单片机。进一步的，所述第一微控制器和第二微控制器均为数字信号处理器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是本发明双向传输电路，用于实现不同电压等级的单片机与单片机之间、以及不同电压等级的数字信号处理器之间的电压变换，以实现数据的双向传输。当第一微控制器为发送机，第二微控制器为接收机时，第二 I/O端口 B为高阻态，当第一 I/O端口 A输出低电平时，第一单向导通电路的第一二极管Dl的阳极电压通过第三电阻R3被第二电源电压Vccb上拉至某一数值，由于第二 I/O端口 B与第一 I/O端口 A通过第四电阻R4、第一二极管Dl导通，因此，第二 I/O端口 B的电压也为此数值，由于此数值是在第一 I/O端口 A输出低电平上增加了第一二极管Dl的正向导通压降，并且小于第二电源电压Vccb的低电平输入上限值，因此，第二 I/O端口 B为低电平，因此，第一 I/O端口 A发送低电平成功；当第一 I/O端口 A输出高电平时，第一二极管Dl阳极电压通过第三电阻R3被第二电源电压Vccb上拉至某一数值，第二 I/O端口 B的电压也为此数值，由于此数值是在第一 I/O端口 A输出高电平上增加了第一二极管Dl的正向导通压降，并且此数值大于 第二电源电压Vccb的高电平输入下限值，因此，第二 I/O端口 B为高电平，因此，第一 I/O端口 A发送高电平成功。当第二微控制器为发送机，第一微控制器为接收机，第一 I/O端口 A为高阻态；当第二 I/O端口 B输出低电平时，第二单向导通电路的第二肖特基二极管SD2的阳极电压通过第一电阻Rl被第一电源电压Vcca上拉至某一数值，第一 I/O端口 A的电压也为此数值，由于此数值是在第二 I/O端口 B输出低电平上增加了 SD2的正向导通压降，由于此数值小于第一电源电压Vcca的低电平输入上限值,与第一电源电压Vcca相比,此数值仍较低，因此，第一 I/O端口 A为低电平，因此，第二 I/O端口 B发送低电平成功；当第二 I/O端口 B输出高电平时，此高电平电压沿第四电阻R4、第一二极管D1、第二电阻R2、第一肖特基二极管SDl、参考电源电压Vref组成的电压箝位保护电路，则第一 I/O端口 A的电压被箝位在大于参考电源电压Vref加第二肖特基二极管SD2的正向导通压降值，此第一 I/O端口 A的电压值大于第一电源电压Vcca的高电平输入下限值，因此，第一 I/O端口 A为高电平，第二 I/O端口 B发送高电平成功；另外,第二微控制器的第二 I/O端口 B向第一微控制器的第一 I/O端口 A发送高电平信号时，由于第一 I/O端口 A被箝位在参考电源电压Vref加第二肖特基二极管SD2的正向导通压降值，并且小于第一电源电压Vcca,所以第一微控制器的第一 I/O端口 A不会被第二微控制器的第二 I/O端口 B高电平信号损坏，因此具备了电压保护功能。综上所述，本发明双向传输电路实现了高压通信接口与低压通信接口之间双向通 目。
图I是本发明一实施例的方框原理图；图2是本发明一实施例的电路原理图；图3是本发明一实施例应用于OLED显不电路的方框原理图；图4是本发明一实施例应用于OLED显不电路的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细描述请参考图I至2,本发明双向传输电路,连接在第一微控制器的其中一个第一 I/O端口 A和第二个微控制器的其中一个第二 I/O端口 B之间，所述第一微控制器为低压微控制器，由第一电源电压Vcca供电；所述第二微控制器为高压微控制器，由第二电源电压Vccb供电，其特征在于，还包括第一上拉电路、电压箝位保护电路、第一单向导通电路、第二单向导通电路、分压电路，所述分压电路设置有分压点。其中，所述第一上拉电路，包括为并联在第一 I/O端口 A与第一电源电压Vcca之间的第一电阻Rl。其中，所述电压箝位保护电路，包括参考电源电压Vref、第一肖特基二极管SDl、第二电阻R2，所述第二电阻R2的一端与所述第一 I/O端口 A连接、另一端与第一肖特基二极管SDl的阳极连接，所述第一肖特基二极管SDl的阴极与所述参考电源电压Vref连接，所述参考电源电压Vref <第一电源电压Vcca <第二电源电压Vccb。 其中，所述第二单向导通电路，包括第二肖特基二极管SD2，所述第二肖特基二极管SD2的阳极与所述第二 I/O端口 B连接、阴极与所述第一 I/O端口 A连接。所述第二肖特基二极管SD2的导通压降为O. 3伏特。其中，所述分压电路，包括由第三电阻R3和第四电阻R4构成的串联支路，所述串联支路的一端与所述第二电源电压Vccb连接、另一端与所述第二 I/O端口 B连接，所述第三电阻R3和第四电阻R4的公共点为分压点。其中，所述第一单向导通电路，包括第一二极管D1，所述第一二极管Dl的阴极与所述第一 I/o端口 A连接、阳极与所述分压电路的分压点连接。所述第一二极管Dl的导通压降为O. 6伏特。其中，所述第一微控制器和第二微控制器均为单片机或数字信号处理器(DigitalSignal Processor, DSP)。请参考图3、图4，现将本发明应用到OLED显示电路中。0LED，英文全称OrganicLight-Emitting Diode，为有机发光二极管。第二微控制器为主机，其电源电压Vccb为+5V ;第一微控制器为OLED显示屏内部单片机或DSP，为从机，其电源电压Vcca为+3V，参考电源电压Vref为+2. 5V。由于OLED显示屏为外购成品，无法对其内部单片机或DSP进行再次开发；而主机的硬件电路和软件是标准平台产品，若要修改将花费较多开发时间和人力成本，所以不太适合使用专门芯片实现双向传输功能，而采用本发明却可以简单实现。此发明实例中，双向传输路数为8路。下面以其中一路双向传输电路为例，说明其工作原理。本发明实例的第I路双向传输电路中，Rl阻值为20K欧姆，R2阻值为100欧姆，R3阻值为20K欧姆，R4阻值为2K欧姆，Dl正向导通压降为O. 6V左右，SDK SD2为肖特基二极管，正向导通压降为O. 3V左右。其他7路双向传输电路的器件参数与第I路相同。若主机向从机传输信号,第一 I/O端口 A为高阻态；当第二 I/O端口 B输出低电平Vblow时，第一 I/O端口 A电压被Vcca上拉，其电压值为Vblow加上SD2的正向导通压降值，即Vblow+0. 3V，此数值小于Vcca的低电平输入上限值，因此第一 I/O端口 A为低电平，第二 I/O端口 B发送低电平成功；当第二 I/O端口 B输出高电平Vbhigh时，电压沿R4、D1、R2、SDl、Vref降落，第一 I/O端口 A电压被箝位在大于Vref加SD2的正向导通压降值的一个值，即2. 5V+0. 3V=2. 8V，此数值大于Vcca的高电平输入下限值，因此，第一 I/O端口 A为高电平，第二 I/O端口 B发送高电平成功。另夕卜，当第二 I/O端口 B输出高电平Vbhigh时,第一 I/O端口 A的电压被箝位在Vref+0. 3V，由于Vref+0. 3V小于Vcca，所以第一 I/O端口 A不会被损坏，具备了电压保护功倉泛。若从机向主机传输信号,第二 I/O端口 B为高阻态；当第一 I/O端口 A输出低电平Valow时，Dl阳极电压被Vccb上拉至某一数值，第二 I/O端口 B电压也为此数值，此数值是在第一 I/O端口 A输出低电平上增加了 Dl的正向导通压降即Valow+0. 6V，此数值小于VccbV的低电平输入上限值，因此第二 I/O端口 B为低电平，发送低电平成功；当第一I/O端口 A输出高电平Vahigh时，Dl阳极电压被Vccb上拉至某一数值，第二 I/O端口 B电压也为此数值，此数值是在第一 I/O端口 A输出高电平上增加了 Dl的正向导通压降即Vahigh+0. 6V，此数值大于Vccb即+5V的高电平输入下限值，因此第二 I/O端口 B为高电平，发送高电平成功。
本发明双向传输电路，适用于高压通信接口与低压通信接口之间电压变换，特别适用于于不同电压等级的单片机，以及不同电压等级的数字信号处理器之间的双向通讯。
权利要求
1.一种双向传输电路，连接在第一微控制器的其中一个第一 I/o端口(A)和第二个微控制器的其中一个第二 I/O端口(B)之间，所述第一微控制器为低压微控制器，由第一电源电压(Vcca)供电；所述第二微控制器为高压微控制器，由第二电源电压(Vccb)供电，其特征在于，还包括第一上拉电路、电压箝位保护电路、第一单向导通电路、第二单向导通电路、分压电路，所述分压电路设置有分压点。
2.根据权利要求I所述的双向传输电路，其特征在于，所述第一上拉电路，包括为并联在第一 I/O端口(A)与第一电源电压(Vcca)之间的第一电阻(R1)。
3.根据权利要求I所述的双向传输电路，其特征在于，所述电压箝位保护电路，包括参考电源电压(Vref )、第一肖特基二极管(SDl)、第二电阻(R2)，所述第二电阻(R2)的一端与所述第一 I/O端口(A)连接、另一端与第一肖特基二极管(SDl)的阳极连接，所述第一肖特基二极管(SDl)的阴极与所述参考电源电压(Vref)连接，所述参考电源电压(Vref) <第一电源电压(Vcca) <第二电源电压(Vccb)。
4.根据权利要求I所述的双向传输电路，其特征在于，所述第二单向导通电路，包括第二肖特基二极管(SD2)，所述第二肖特基二极管(SD2)的阳极与所述第二 I/O端口(B)连接、阴极与所述第一 I/O端口(A)连接。
5.根据权利要求4所述的双向传输电路，其特征在于，所述第二肖特基二极管(SD2)的导通压降为O. 3伏特。
6.根据权利要求I所述的双向传输电路，其特征在于，所述分压电路，包括由第三电阻(R3)和第四电阻(R4)构成的串联支路，所述串联支路的一端与所述第二电源电压(Vccb)连接、另一端与所述第二 I/O端口(B)连接，所述第三电阻(R3)和第四电阻(R4)的公共点为分压点。
7.根据权利要求I所述的双向传输电路，其特征在于，所述第一单向导通电路，包括第一二极管(D1)，所述第一二极管(Dl)的阴极与所述第一 I/O端口(A)连接、阳极与所述分压电路的分压点连接。
8.根据权利要求7所述的双向传输电路，其特征在于，所述第一二极管(Dl)的导通压降为O. 6伏特。
9.根据权利要求I所述的双向传输电路，其特征在于，所述第一微控制器和第二微控制器均为单片机。
10.根据权利要求I所述的双向传输电路，其特征在于，所述第一微控制器和第二微控制器均为数字信号处理器。
全文摘要
本发明公开了一种双向传输电路，连接在第一微控制器的其中一个第一I/O端口(A)和第二个微控制器的其中一个第二I/O端口(B)之间，所述第一微控制器为低压微控制器，由第一电源电压(Vcca)供电；所述第二微控制器为高压微控制器，由第二电源电压(Vccb)供电，其特征在于，还包括第一上拉电路、电压箝位保护电路、第一单向导通电路、第二单向导通电路、分压电路，所述分压电路设置有分压点。本发明适用于高压通信接口与低压通信接口之间电压变换的双向传输电路。
文档编号H03K19/0175GK102832923SQ201210328439
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月6日 优先权日2012年9月6日
发明者王飞, 张铭 申请人:中达电通股份有限公司