一种支持TTL和RS232双电平串口扩展电路的制作方法

本实用新型涉及串口电路领域，尤其涉及一种支持ttl和rs232双电平串口扩展电路。

背景技术：

rs-232串行数据接口标准是由电子工业协会(eia)制订并发布，是通信工业中应用最广泛的一种串行接口。rs-232接口被定义为一种增加通讯距离的串行通讯方法，同时作为工业标准以保证不同厂家产品之间的兼容。

标准规定rs-232信号在正负电平之间摆动。在发送逻辑‘0’时，发送端驱动器输出正电压在+5v～+15v；在发送逻辑‘1’时，发送端驱动器输出负电压在-5v～-15v。接收器的工作电压在+3～+12v与-3～-12v。

由上述描述可见，rs232标准采用的是负逻辑，通过增加信号阈值电压来实现增加通讯距离的目的。按照rs232标准上述规定参数，通常传输距离可以达到10米以上。

目前串口屏为了能够适应不同接口电平的用户主板，通常采用异或门74hc86设计支持ttl和rs232双电平的串口电路，通过一个跳线就可以在一个串口上输出不同电平标准的信号，适配不同接口类型的用户主板。该方法具有成本低廉、结构简单的特点，目前广泛应用于串口屏行业。

但采用异或门74hc86设计支持ttl和rs232双电平的串口电路，由于设计结构的缺陷，并不能实现远距离传输，通常传输距离在50cm以内。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种支持ttl和rs232双电平串口扩展电路，包括以下：

串口屏、rs232电平用户主板和ttl电平用户主板；所述串口屏包括串口屏cpu、二选一电路和电平转换芯片；

所述串口屏cpu的串口发送端txd1脚与所述电平转换芯片的tin脚电性连接；

所述串口屏cpu的串口发送端txd1脚还与所述ttl电平用户主板的串口接收端rxd3脚电性连接；

所述电平转换芯片的tout脚与所述rs232电平用户主板的串口接收端rxd2电性连接；

所述rs232电平用户主板的串口发送端txd2脚与所述电平转换芯片的rin脚电性连接；

所述电平转换芯片的rout脚与所述二选一电路的rout1电性连接；

所述ttl电平用户主板的串口发送端txd3与所述二选一电路的rout2脚电性连接；

所述二选一电路的rout1脚信号和rout2脚信号，同一时刻仅有其中一路信号与所述串口屏cpu的串口接收端rxd1电性连接。

进一步地，所述串口屏cpu的串口接收端rxd1和串口发送端txd1均为ttl电平。

进一步地，所述电平转换芯片的tin脚信号，转换为rs232标准信号后，由所述电平转换芯片的tout脚输出。

所述电平转换芯片的rin脚信号，转换为标准ttl电平后，经由所述电平转换芯片的rout脚输出。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：使串口屏支持rs232和ttl两种标准电平的同时，还提高了通讯距离，保证了电路长线传输通讯的可靠性；电路结构简单、成本低，具有很高的实际应用价值。

附图说明

图1是本实用新型一种支持ttl和rs232双电平串口扩展电路的原理图；

图2是传统采用异或门74hc86设计支持ttl和rs232双电平的串口电路。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。

请参考图1，本实用新型的实施例提供了一种支持ttl和rs232双电平串口扩展电路，包括以下：

串口屏、rs232电平用户主板4和ttl电平用户主板5；所述串口屏包括串口屏cpu1、二选一电路2和电平转换芯片3；

本实用新型实施例中，电平转换芯片型号为sp232；二选一电路芯片型号为74hc157；本领域技术人员可根据实际情况选择其他型号；

所述串口屏cpu1的串口发送端txd1脚与所述电平转换芯片3的tin脚电性连接；

所述串口屏cpu1的串口发送端txd1脚还与所述ttl电平用户主板5的串口接收端rxd3脚电性连接；

所述电平转换芯片3的tout脚与所述rs232电平用户主板4的串口接收端rxd2电性连接；

所述rs232电平用户主板4的串口发送端txd2脚与所述电平转换芯片3的rin脚电性连接；

所述电平转换芯片3的rout脚与所述二选一电路2的rout1电性连接；

所述ttl电平用户主板5的串口发送端txd3与所述二选一电路2的rout2脚电性连接；

所述二选一电路2的rout1脚信号和rout2脚信号，同一时刻仅有其中一路信号与所述串口屏cpu1的串口接收端rxd1电性连接。

所述串口屏cpu1的串口接收端rxd1和串口发送端txd1均为ttl电平。

所述电平转换芯片3的tin脚信号，转换为rs232标准信号后，由所述电平转换芯片3的tout脚输出。

所电平转换芯片3的rin脚信号，转换为标准ttl电平后，经由所述电平转换芯片3的rout脚输出。

所述一种支持ttl和rs232双电平串口扩展电路，其工作原理为：串口屏cpu1的串口发送端txd1脚分为2路，一路通过所述电平转换芯片3转换为rs232电平后，连接所述rs232电平用户主板4的串口接收端rxd2脚，另一路直接连接到所述ttl电平用户主板5的串口接收端rxd3脚；

rs232电平用户主板4的串口输出信号txd2，首先通过电平转换芯片3转换为ttl电平后，连同ttl电平用户主板5的串口输出信号txd3，一起通过二选一电路2选择一路信号接入到串口屏串口输入引脚rxd1上。

为了更好理解本实用新型提出电路方案的优点，请参考图2，图2是传统采用异或门74hc86设计支持ttl和rs232双电平的串口电路。

串口屏cpu通过ttl电平与异或门74hc86连接，txd1和rxd1分别连接到异或门74hc86的tin和rout引脚。异或门74hc86的输出端与用户主板串口连接，tout和rin分别连接用户主板的rxd2和txd2。异或门74hc86的输出端tout和rin引脚可以配置为ttl电平或者rs232电平，以适配不同串口电平类型的用户主板。异或门74hc86配置为rs232电平时，在发送逻辑‘0’时发送端tout引脚输出电压为+2.4v～+3.3v；在发送逻辑‘1’时发送端tout引脚输出电压为0v～+0.4v。

由上述分析可见，采用异或门74hc86实现的rs232接口电路，显然只是实现了rs232协议规范定义要求的负逻辑，但是信号幅值仍然是ttl电平规定的电压范围，没有达到rs232标准规定要求的阈值电压，具体参见表1。

表1采用异或门74hc86实现的rs232接口电路的阈值电压

由于信号幅值达不到rs232标准规定要求的阈值电压，导致电路实际并不能增加通讯传输距离，只能实现近距离通讯，不建议连线长度超过50cm，这种电路长线传输可靠性没有保障。

本实用新型提出的一种支持ttl和rs232双电平串口扩展电路，与现有技术相比，关键点在于：

1、将串口屏cpu的串口扩展为两路串口，分别用于rs232电平标准接口和ttl电平标准接口；

2、通过电平转换芯片实现ttl电平与rs232电平的相互转换；

3、通过2选1电路实现两路接收信号的选择。

通过本实用新型设计的电路，能达到以下效果：

1、本实用新型把串口扩展为两路后，即可以适配ttl电平的用户主板，也可以适配rs232电平主板；

2、扩展的rs232串口，符合rs232标准规定的电压阈值，可以实现10米以上远距离传输；

本实用新型实施的有益效果是：使串口屏支持rs232和ttl两种标准电平的同时，还提高了通讯距离，保证了电路长线传输通讯的可靠性；电路结构简单、成本低，具有很高的实际应用价值。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。