本实用新型涉及一种串口红外通信电路，特别是涉及一种可屏蔽自干扰的串口转红外通信电路。
背景技术：
单片机系统之间或单片机系统与计算机之间经常会有进行红外通信的需求，现有技术的红外通信主要分为两种情况：
一种是由单独的红外发送电路和红外接收电路组成。发送电路需要38KHz的方波作为载波调制信号，此信号通常由单片机系统提供，这就需要额外占用单片机系统的软硬件资源。而红外接收电路一直处于工作状态，在发送电路发送数据时，接收电路会收到自身发送的信号，从而对系统产生不必要的干扰，消除此干扰需要额外的系统开销。
另一种是由单片机控制的红外收发电路，通过额外增加一个小的单片机芯片来实现，并由该单片机提供38KHz载波信号。当发送数据时，主系统发送的数据由串口发送到该单片机，再由该单片机通过红外电路将其转发出去，同时屏蔽红外接收端收到的数据，以避免自身信号的干扰问题。当接收数据时，红外接收电路将接收到的信号先传递到该单片机，再由该单片机通过串口转发给主系统。这种情况能很好地解决单独的红外发送电路和接收电路在发送数据时出现自身干扰的问题，但是需要增加额外的单片机，增加了成本，同时数据通过单片机的转发还会产生数据延迟问题。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本实用新型提出一种可屏蔽自干扰的串口转红外通信电路的技术方案，并通过以下技术方案实现。
本实用新型提供一种可屏蔽自干扰的串口转红外通信电路包括数据发送端TXD、数据接收端RXD、方波发生电路、红外发送电路、以及红外接收电路。
所述方波发生电路包括NE555时基集成电路芯片U1，电阻R1、电阻R2、以及电容C1；所述R1的一端、U1的第4引脚以及U1的第8引脚均连接电源VCC，R1的另一端同时连接所述U1的第2引脚和所述R2的一端，所述R2的另一端连接所述U1的第7引脚，所述C1的一端同时连接所述U1的第2引脚和U1的第6引脚，C1的另一端以及所述U1的第1引脚均接地。所述方波发生电路可以提供红外通信时所需的载波信号。NE555时基集成芯片U1在R1、R2和C1组成的定时电路的作用下产生各种不同频率的方波信号。输出的方波信号经过限流电阻R3传输到PNP型三极管Q1的基极，即NE555输出的方波信号控制三极管Q1的导通和截止，进而在Q1的集电极输出所述方波信号。
所述红外发送电路包括PNP型三极管Q1、PNP型三极管Q2、限流电阻R3、限流电阻R4、限流电阻R5、以及TSAL6200红外发射器HL1；所述Q1的发射极连接电源VCC，Q1的基极连接所述R3的一端，R3另一端连接所述U1的第3引脚；Q1的集电极连接所述Q2的发射极，Q2的基极连接所述R5，所述R5的另一端连接所述数据发送端TXD，所述Q2的集电极连接所述HL1的正极，所述HL1的负极连接所述R4，所述R4的另一端接地。所述红外发送电路可以根据TXD端信号自动切换数据发送状态，并根据TXD端数据的内容控制TSAL6200红外发射器HL1发送红外信号。
所述红外接收电路包括限流电阻R6、上拉电阻R7、电阻R8、下拉电阻R9、NPN型三极管Q3、去耦电容C3、以及红外接收头U2；所述R6的一端连接所述数据发送端TXD，R6另一端连接所述Q3的基极，Q3的集电极连接电源VCC，Q3的发射极连接所述R8，R8另一端连接所述U2的第3引脚，所述U2的第3引脚与U2的第2引脚之间通过所述C3连接，U2的第2引脚连接电源GND，所述R9一端连接所述Q3的发射极，R9另一端连接电源GND，所述U2的第1引脚同时连接所述数据接收端RXD及所述R7，R7另一端连接电源VCC。所述红外接收电路可以检测数据发送端TXD的电平信号，判断数据是发送状态还是接收状态，当发送状态时自动关闭红外接收头U2的电源，让其停止工作。当处于接收状态时，使能红外接收头U2接通电源，开始接收数据。
本实用新型的可屏蔽自干扰的串口转红外通信电路，自身具备38KHz方波发生电路为红外通信提供载波信号，用一个NPN型三极管控制红外接收电路的电源，用两个PNP型三极管控制红外发送电路，将红外发送电路和红外接收电路隔离开，有效的解决了独立发送和接收电路组成的红外通信在数据发送时被自身接收而产生干扰的问题，同时又避免了使用额外单片机造成的数据接收延迟和成本增加问题。与现有技术相比，本实用新型至少具备以下有益效果：
1、能有效解决红外发送时，自身信号干扰问题。
2、无需额外单片机控制数据发送和接收，没有数据延迟。
3、电路结构简单，所用元器件少，成本低。
4、易于实现，开发难度低。
本实用新型还可以通过以下技术方案进一步优化。
优选的，所述方波发生电路还包括滤波电容C2，所述C2的一端连接所述U1的第5引脚，C2的另一端接地。C2为滤波电容，接在NE555的CTRL引脚，起抗干扰、滤波作用，保持其引脚电压更稳定。进一步优选的，所述C2的容值为10纳法。
优选的，所述R3、R5、R6的阻值均为10千欧。R3为限流电阻，防止由于Q1基极电压过大导致三极管Q1 烧坏；R5、R6为限流电阻，防止基极电压过大导致三极管Q2、Q3烧坏。
优选的，所述R4的阻值不小于10欧且不大于1000欧。R4为限流电阻，防止电流过大导致TSAL6200烧毁。进一步优选的，所述R4的阻值为100欧。
优选的，所述C3的容值为0.1微法。C3为去耦电容，配合电阻R8组成阻容滤波电路，保证接收端电源稳定。
优选的，所述R7的阻值为1千欧。
优选的，所述R1的阻值为10千欧，所述R2阻值为4.3千欧，所述C1容值为1.8纳法。根据NE555脉波周期计算公式T= tPH+tPL ≈0.693×（R1+2R2）×C1，优选电阻R1阻值为10千欧，R2阻值为4.3千欧，电容C1容值为1.8纳法。
附图说明
图1为本实用新型一种实施例的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的说明。
实施例：
如图1所示，本实施例的可屏蔽自干扰的串口转红外通信电路包括数据发送端TXD、数据接收端RXD、方波发生电路、红外发送电路、以及红外接收电路。
所述方波发生电路包括NE555时基集成电路芯片U1，电阻R1、电阻R2、电容C1、以及滤波电容C2。所述R1的一端、U1的第4引脚以及U1的第8引脚均连接电源VCC，R1的另一端同时连接所述U1的第2引脚和所述R2的一端，所述R2的另一端连接所述U1的第7引脚，所述C1的一端同时连接所述U1的第2引脚和U1的第6引脚，C1的另一端以及所述U1的第1引脚均接地，所述C2的一端连接所述U1的第5引脚，C2的另一端接地。
所述红外发送电路包括PNP型三极管Q1、PNP型三极管Q2、限流电阻R3、限流电阻R4、限流电阻R5、以及TSAL6200红外发射器HL1；所述Q1的发射极连接电源VCC，Q1的基极连接所述R3的一端，R3另一端连接所述U1的第3引脚；Q1的集电极连接所述Q2的发射极，Q2的基极连接所述R5，所述R5的另一端连接所述数据发送端TXD，所述Q2的集电极连接所述HL1的正极，所述HL1的负极连接所述R4，所述R4的另一端接地。
所述红外接收电路包括限流电阻R6、上拉电阻R7、电阻R8、下拉电阻R9、NPN型三极管Q3、去耦电容C3、以及红外接收头U2；所述R6的一端连接所述数据发送端TXD，R6另一端连接所述Q3的基极，Q3的集电极连接电源VCC，Q3的发射极连接所述R8，R8另一端连接所述U2的第3引脚，所述U2的第3引脚与U2的第2引脚之间通过所述C3连接，U2的第2引脚连接电源GND，所述R9一端连接所述Q3的发射极，R9另一端连接电源GND，所述U2的第1引脚同时连接所述数据接收端RXD及所述R7，R7另一端连接电源VCC。
所述C2的容值为10纳法，所述R3、R5、R6的阻值均为10千欧，所述R4的阻值为100欧，所述C3的容值为0.1微法，所述R7的阻值为1千欧，R1的阻值为10千欧，所述R2阻值为4.3千欧，所述C1容值为1.8纳法。
NE555时基集成芯片U1在电阻R1、R2和电容C1组成的定时电路的作用下输出38KHz的方波，输出的方波信号经过限流电阻R3连接到PNP型三极管Q1的基极，Q1的发射极连接电源VCC，U1输出的方波信号控制三极管Q1的导通和截止，进而在Q1的集电极输出38KHz方波信号。
首先数据经串口数据发送端TXD发出，经过限流电阻R5和R6分别控制PNP型三极管Q2和NPN型三极管Q3的导通和截止，进而控制红外发送电路和红外接收电路的工作和停止。
当发送数据为“0”时，NPN型三极管Q3基极为低电平，Q3的发射极经下拉电阻R9接地，基极与发射极之间没有压差，Q3处于截止状态，红外接收电路被关闭，红外接收头U2信号输出引脚1经上拉电阻R7接到VCC端，同时连接串口数据接收端RXD端，此时RXD端的电平为高，即没有信号输入。而此时红外发射电路中连接TXD端的PNP型三极管Q2的基极为低电平，当发射极为高电平时三极管导通，反之则截止。由于Q2的发射极连接三极管Q1的集电极，而Q1的集电极输出的38KHz方波信号控制Q2的导通和截止，进而在Q2的集电极产生38KHz的方波信号。红外发射头HL1的负极经限流电阻接地，正极连接在Q2的集电极，因此红外发射头HL1此时输出38KHz的载波信号，数据“0”被发送出去。而红外接收电路处于关闭状态，串口接收端收不到发出去的数据“0”。
当发送数据为“1”时，三极管Q2基极为高，三极管Q2截止，红外发射头HL1处于空载状态（不工作，不发出38KHz方波），而串口红外通信默认空载时表示数据“1”，非空载时表示数据“0”。此时数据“1”被发送出去。
当接收数据时，串口数据发送端TXD为高电平，红外发射头HL1一直处于关闭状态，没有信号发出。而此时高电平经过限流电阻R6输入到NPN型三极管Q3的基极，而Q3的发射极经过下拉电阻R9接地，Q3导通。电源VCC经过R8和C3组成的阻容滤波电路连接到红外接收头U2的电源VDD端，U2开始接收红外信号，接收到的信号直接被传递到串口数据接收端RXD。
本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请实质相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。