专利名称：串口光电隔离保护器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种串口间的通信电路，具体地说，是涉及一种实现电视机机芯板与计算机串口间通信的光电隔离保护电路。
背景技术：
随着平板电视的逐步推广使用，电视机的软件也越来越复杂，生产过程中对flash板进行软件升级的情况经常发生，并且升级任务量大。升级是通过计算机的串口实现，由于是热拔插，很容易把计算机的串口烧坏。通过实验分析，串口烧坏主要是由以下原因引起一、在升级线上，当立体声耳机头插入电路板的插座时，左声道先与地接触，由于左声道为RS232电平，即-15V-5V、5V 15V负逻辑关系的电平信号，与地接触时被瞬时拉低放电，产生瞬间大电流，极有可能烧毁串口芯片。二、由于不共地的两个设备，例如计算机主机与电视机电路具有不确定的电势差，两者之间的放电也会造成串口的损坏。
发明内容
本实用新型为了解决现有技术中通过计算机的串口对电视机中的flash板进行软件升级时，极易造成串口烧坏的问题，提供了一种新型的串口光电隔离保护器，通过简单的电路结构实现了电视机串口与计算机串口的彻底电隔离，有效解决了软件升级时计算机串口易烧坏的问题，确保了系统工作的可靠性。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现一种串口光电隔离保护器，包括机芯板和PC机，在所述机芯板的232接口与PC机的232接口之间连接有一光电隔离保护器；在所述的光电隔离保护器中，机芯板的232接口和PC机的232接口上分别连接有一信号转换芯片，在所述信号转换芯片之间连接有光耦隔离器。
作为对上述技术方案的进一步限定，所述信号转换芯片为一实现RS232信号与TTL信号之间转换的RS232芯片，所述RS232芯片的RS232电平输入端和输出端对应连接机芯板或PC机的232接口的信号发送端和接收端；RS232芯片的TTL电平输出端和输入端分别经光耦隔离器与另一RS232芯片的TTL电平输入端和输出端对应连接。
作为对上述技术方案的又进一步限定，在所述RS232芯片的TTL电平输出端连接有一电压跟随器，所述电压跟随器由两个三极管连接而成；其中，第一个三极管的基极与RS232芯片的TTL电平输出端相连，集电极一方面与直流电源相连，另一方面连接第二个三极管的基极，所述第二个三极管的集电极一方面经电阻与直流电源相连，另一方面连接所述的光耦隔离器，两个三极管的发射极均接地。
作为对上述技术方案的再进一步限定，与所述机芯板连接的RS232芯片所需直流电源由电视机内置电源提供；与PC机连接的RS232芯片所需直流电源通过USB接口从计算机提取。
作为对上述技术方案的更进一步限定，在所述RS232芯片的TTL电平输出端连接有发光二极管指示灯电路。
与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是本实用新型通过在电视机的机芯板与PC机的串口之间增设光电隔离保护电路，在确保RS232信号准确传输的前提下，实现了电视机与计算机电系统的彻底隔离，支持热拔插功能，有效解决了软件升级时计算机串口易烧坏的问题，提高了系统工作的可靠性。此串口光电隔离保护器电路结构简单，性能稳定，可广泛应用于所有需要升级的电器产品中，具有较高的实用价值，经济效益显著。
图1是本实用新型串口光电隔离保护器的系统原理框图；图2是本实用新型串口光电隔离保护器的具体电路连接图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。
图1中，U1为计算机系统，U2为电视机系统，在计算机系统U1的RS232串口与电视机系统U2的RS232串口之间连接有一高速串口光电隔离保护器U3。在计算机系统U1中，220V交流电经整流桥整流出300V直流电，在开关电源系统的转换作用下，输出计算机内部电路所述的各种电压信号，为内部电路工作提供工作电源。其中，开关电源系统输出的+5V电压可为串口光电隔离保护器U3的A部分电路提供工作电压。在实际的连接电路中，+5V电压通过USB接口从计算机中提取。
同理，在电视机系统U2中，同样也包含有整流桥电路和开关电源系统，其机芯板的RS232串口与光电隔离保护器U3的B部分电路相连，所述B部分电路所需的+5V工作电压由电视机内部的自制电源提供。
在串口光电隔离保护器U3中，A部分电路和B部分电路通过高速光耦隔离器实现连接，所述高速光耦隔离器将其前后RS232串口所需的+5V电源彻底分开，从而实现了计算机与电视机之间电系统的彻底隔离，避免了两者之间由于存在不确定的电势差而导致串口损坏的问题。所述串口光电隔离保护器U3的具体电路连接关系参见图2所示。
图2中，A部分电路和B部分电路均通过一RS232芯片N1、N2实现，所述RS232芯片N1、N2可实现RS232电平与TTL电平之间的转换。其中，RS232芯片N1的RS232信号输入端R2I经电阻R1与计算机串口XP1的信号输出端3脚相连，将接收到的RS232电平信号转换成TTL电平信号后，经其输出端R2O输出。当输出的TTL信号处于高电平状态时，三极管V1饱和导通，由于其发射极接地，进而将三极管V2的基极电位拉低，控制其截止，+5V直流电源经电阻R7作用到光耦隔离器N4的输入端，阻断其内部二极管的发光通路，进而使光耦隔离器N4处于隔离状态。此时，直流电源VCC通过电阻R20、R11作用到RS232芯片N2的TTL电平输入端T2I，使其接收到的信号亦为高电平信号。当RS232芯片N1输出的TTL信号处于低电平状态时，三极管V1截止，+5V直流电源经电阻R6作用到三极管V2的基极，控制其饱和导通，由于其发射极接地，进而接通光耦隔离器N4的发光通路，使其内部三极管导通，向RS232芯片N2的TTL电平输入端T2I输出低电平信号，从而保持了传输信号的一致性。所述RS232芯片N2将接收到的TTL电平信号转换为RS232电平经其输出端T2O传递给电视机机芯板串口XP2的信号接收端3脚，进而实现了计算机与机芯板串口间的通信。
同理，机芯板串口XP2输出的RS232信号经RS232芯片N2转换为TTL电平，通过高速光耦隔离器N3后，再经RS232芯片N1将TTL电平转换为RS232电平，经其输出端T2O连接到计算机串口XP1信号接收端2脚，进而实现了电视机机芯板与计算机串口之间的通信。
所述的光耦隔离器N3、N4均采用型号为TLP114A的高速光耦隔离芯片实现，在光耦隔离器N3、N4的输入端还分别连接有一由发光二极管VD2、VD1组成的指示灯电路，当串口间有数据通信时，发光二极管VD1或VD2闪烁，对当前的数据传输过程进行指示。其中，当数据从计算机传输到电视机机芯板时，发光二极管VD1闪烁；当数据从电视机机芯板传输到计算机时，发光二极管VD2闪烁。技术人员可通过发光二极管VD1、VD2的闪烁过程，方便的了解到数据的传输情况，进而实现对通信数据的实时监测和有效控制。
本实用新型的串口光电隔离保护器采用上述简单的电路结构实现了计算机与机芯板间的串口通信，由于将RS232电平转换为TTL电平进行传输，有效避免了瞬间大电流的产生，解决了计算机串口易烧坏的问题。图2示出了1路串口光电隔离保护器的连接关系，其读写速度可达115200bps。当然，也可采用相同方式将串口光电隔离保护器扩充为8路，同时给8块电路板进行升级，从而可有效提高了生产效率，节约了软件升级时间，具有显著的经济效益。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种串口光电隔离保护器，包括机芯板和PC机，其特征在于在所述机芯板的232接口与PC机的232接口之间连接有一光电隔离保护器；在所述的光电隔离保护器中，机芯板的232接口和PC机的232接口上分别连接有一信号转换芯片，在所述信号转换芯片之间连接有光耦隔离器。
2.根据权利要求1所述的串口光电隔离保护器，其特征在于所述信号转换芯片为一实现RS232信号与TTL信号之间转换的RS232芯片。
3.根据权利要求2所述的串口光电隔离保护器，其特征在于所述RS232芯片的RS232电平输入端和输出端对应连接机芯板或PC机的232接口的信号发送端和接收端；RS232芯片的TTL电平输出端和输入端分别经光耦隔离器与另一RS232芯片的TTL电平输入端和输出端对应连接。
4.根据权利要求1或3所述的串口光电隔离保护器，其特征在于与机芯板连接的RS232芯片所需直流电源由电视机内置电源提供。
5.根据权利要求4所述的串口光电隔离保护器，其特征在于与PC机连接的RS232芯片所需直流电源通过USB接口从计算机提取。
6.根据权利要求3所述的串口光电隔离保护器，其特征在于在所述RS232芯片的TTL电平输出端连接有一电压跟随器，所述电压跟随器由两个三极管连接而成；其中，一个三极管的基极与RS232芯片的TTL电平输出端相连，集电极一方面与直流电源相连，另一方面连接第二个三极管的基极，所述第二个三极管的集电极一方面经电阻与直流电源相连，另一方面连接所述的光耦隔离器，两个三极管的发射极均接地。
7.根据权利要求3所述的串口光电隔离保护器，其特征在于在所述RS232芯片的TTL电平输出端连接有发光二极管指示灯电路。
专利摘要本实用新型公开了一种串口光电隔离保护器，包括机芯板和PC机，在所述机芯板的232接口与PC机的232接口之间连接有一光电隔离保护器。在所述的光电隔离保护器中，机芯板的232接口和PC机的232接口上分别连接有一信号转换芯片，在所述信号转换芯片之间连接有光耦隔离器。所述串口光电隔离保护器在确保RS232信号准确传输的前提下，实现了电视机与计算机电系统的彻底隔离，有效解决了软件升级时计算机串口易烧坏的问题，提高了系统工作的可靠性。此电路结构简单，性能稳定，可广泛应用于所有需要升级的电器产品中，经济效益显著。
文档编号H04N5/64GK2814838SQ200520085600
公开日2006年9月6日 申请日期2005年8月3日 优先权日2005年8月3日
发明者张明龙, 王显刚, 刘风雷, 李威, 邱圣龙, 周建勇, 李玉明 申请人:海信集团有限公司, 青岛海信电器股份有限公司