一种USB接口转串口电路的制作方法

【】本技术涉及电子通信，尤其涉及一种usb接口转串口电路。

背景技术

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背景技术：

1、在通信领域中，电子器件之间进行通讯，通常需要使用通用异步收发器(universal asynchronous receiver/transmitter，uart)串口通信，并且在电路中大量使用通用串行总线(universal serial bus，usb)转串口转换器。在强电磁干扰的环境中，采用直通电路的通讯线容易受到电磁的干扰，从而影响设备主机的正常工作，严重的甚至会损坏设备主机硬件，对于此问题一般都采用usb隔离电路来解决。

2、目前，usb隔离电路在解决设备主机硬件因干扰而受损的问题时，设备却容易因静电干扰造成usb转串口转换器的损坏，同样也会影响设备的正常使用，而且有些设备装配复杂，维修困难，导致人力和财力的浪费。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、有鉴于此，本实用新型提供了一种usb接口转串口电路，用于解决usb接口转串口电路中的电磁干扰和静电干扰，减少对器件的损坏，降低维修成本，节省人力和财力。

2、第一方面，本实用新型提供了一种usb接口转串口电路，所述usb接口转串口电路包括用于转换usb和串口通讯协议的通讯转换电路；用于对通讯信号进行电磁隔离的光耦隔离电路和用于消除静电干扰的静电防护电路；其中，所述通讯转换电路包括usb芯片u1，usb芯片u1包括txd引脚、rxd引脚、usbdm引脚、usbdp引脚、vcc引脚、vccio引脚、3v3out引脚、reset引脚、test引脚、cbus0引脚和cbus1引脚；所述vcc引脚和vccio引脚分别接5v电源；所述test引脚接地；

3、所述通讯转换电路与光耦隔离电路通过usb芯片u1的txd引脚和rxd引脚连接；所述通讯转换电路与静电防护电路通过usb芯片u1的usbdm引脚和usbdp引脚连接。

4、可选地，所述通讯转换电路还包括：第一电容c1、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第一发光二极管d1、第二发光二极管d2、第四电容c4、第五电容c5、第一电感l1和usb连接器j1；

5、第一电容c1的一端和3v3out引脚连接，所述第一电容c1的另一端接地；第一电阻r1的一端和reset引脚连接，所述第一电阻r1的另一端接5v电源；第一发光二极管d1的负极和cbus1引脚连接，所述第一发光二极管d1的正极和第二电阻r2的一端连接，所述第二电阻r2的另一端接5v电源；第二发光二极管d2的负极和cbus0引脚连接，所述第二发光二极管d2的正极和第三电阻r3的一端连接，所述第三电阻r3的另一端接5v电源；

6、第一电感l1的一端接5v电源，所述第一电感l1的另一端和usb连接器j1的vbus引脚连接；所述usb连接器j1的d-引脚和usb芯片u1的usbdm引脚连接，所述usb连接器j1的d+引脚和usb芯片u1的usbdp引脚；第四电容c4的一端连接于所述第一电感l1和vbus引脚的公共端，所述第四电容c4的另一端接地；第五电容c5的一端连接于所述第一电感l1和vbus引脚的公共端，所述第五电容c5的另一端接地。

7、可选地，所述光耦隔离电路包括：第一光耦合器u2、第二光耦合器u3、第四电阻r4至第九电阻r9、第二电容c2、第三电容c3；

8、第四电阻r4的一端和第一光耦合器u2中第三发光二极管d3的正极连接，所述第四电阻r4的另一端接5v电源，所述第三发光二极管d3的负极和usb芯片u1的txd引脚连接；所述第一光耦合器u2中第四二极管d4的负极接5v电源，所述第四二极管d4的正极接地；第二电容c2的一端接5v电源，所述第二电容c2的另一端接地；第六电阻r6的一端和所述第一光耦合器u2中第一三极管q1的集电极连接，所述第一三极管q1的发射极接地；第五电阻r5的一端接5v电源，所述第五电阻r5的另一端连接于所述第一三极管q1的集电极和第六电阻r6的公共端；

9、第二光耦合器u3中第二三极管q2的集电极和usb芯片u1的rxd引脚连接，所述第二三极管q2的发射极接地；第七电阻r7的一端连接于所述第二三极管q2的集电极和rxd引脚的公共端，所述第七电阻r7的另一端接5v电源；第三电容c3的一端接5v电源，所述第三电容c3的另一端接地；所述第二光耦合器u3中第六二极管d6的正极接地，所述第六二极管d6的负极接5v电源；第八电阻r8的一端和所述第二光耦合器u3中第五发光二极管d5的负极连接，第九电阻r9的一端和所述第五发光二极管d5的正极连接，所述第九电阻r9的另一端接5v电源。

10、可选地，所述静电防护电路包括：第一静电放电保护器件t1、第二静电放电保护器件t2和第三静电放电保护器件t3；

11、所述第一静电放电保护器件t1的一端连接于第一电感l1和vbus引脚的公共端，所述第一静电放电保护器件t1的另一端接地；所述第二静电放电保护器件t2的一端和usbdm引脚连接，所述第二静电放电保护器件t2的另一端接地；所述第三静电放电保护器件t3的一端和usbdp引脚连接，所述第三静电放电保护器件t3的另一端接地。

12、可选地，所述usb芯片u1的型号为ft232rl。

13、可选地，所述第一光耦合器u2和第二光耦合器u3的型号均为tlp2362。

14、可选地，所述第一静电放电保护器件t1、第二静电放电保护器件t2和第三静电放电保护器件t3的型号均为tpgc08c。

15、本实用新型提供的技术方案中，该usb接口转串口电路包括用于转换usb和串口通讯协议的通讯转换电路；用于对通讯信号进行电磁隔离的光耦隔离电路和用于消除静电干扰的静电防护电路；其中，通讯转换电路包括usb芯片u1，通讯转换电路与光耦隔离电路通过usb芯片u1的txd引脚和rxd引脚连接；通讯转换电路与静电防护电路通过usb芯片u1的usbdm引脚和usbdp引脚连接，该usb接口转串口电路结构简单，并且通过光耦隔离电路和静电防护电路解决了电磁干扰和静电干扰，增加了产品的可靠性和稳定性，减少了对器件的损坏，降低了维修成本，节省了人力和财力。

技术特征：

1.一种usb接口转串口电路，其特征在于，所述usb接口转串口电路包括用于转换usb和串口通讯协议的通讯转换电路；用于对通讯信号进行电磁隔离的光耦隔离电路和用于消除静电干扰的静电防护电路；其中，所述通讯转换电路包括usb芯片(u1)，usb芯片(u1)包括txd引脚、rxd引脚、usbdm引脚、usbdp引脚、vcc引脚、vccio引脚、3v3out引脚、reset引脚、test引脚、cbus0引脚和cbus1引脚；所述vcc引脚和vccio引脚分别接5v电源；所述test引脚接地；

2.根据权利要求1所述的usb接口转串口电路，其特征在于，所述通讯转换电路还包括：第一电容(c1)、第一电阻(r1)、第二电阻(r2)、第三电阻(r3)、第一发光二极管(d1)、第二发光二极管(d2)、第四电容(c4)、第五电容(c5)、第一电感(l1)和usb连接器(j1)；

3.根据权利要求1所述的usb接口转串口电路，其特征在于，所述光耦隔离电路包括：第一光耦合器(u2)、第二光耦合器(u3)、第四电阻(r4)至第九电阻(r9)、第二电容(c2)、第三电容(c3)；

4.根据权利要求1所述的usb接口转串口电路，其特征在于，所述静电防护电路包括：第一静电放电保护器件(t1)、第二静电放电保护器件(t2)和第三静电放电保护器件(t3)；

5.根据权利要求1所述的usb接口转串口电路，其特征在于，所述usb芯片(u1)的型号为ft232rl。

6.根据权利要求3所述的usb接口转串口电路，其特征在于，所述第一光耦合器(u2)和第二光耦合器(u3)的型号均为tlp2362。

7.根据权利要求4所述的usb接口转串口电路，其特征在于，所述第一静电放电保护器件(t1)、第二静电放电保护器件(t2)和第三静电放电保护器件(t3)的型号均为tpgc08c。

技术总结
本技术提出了一种USB接口转串口电路。该USB接口转串口电路包括用于转换USB和串口通讯协议的通讯转换电路；用于对通讯信号进行电磁隔离的光耦隔离电路和用于消除静电干扰的静电防护电路；其中，通讯转换电路包括USB芯片U1，通讯转换电路与光耦隔离电路通过USB芯片U1的TXD引脚和RXD引脚连接；通讯转换电路与静电防护电路通过USB芯片U1的USBDM引脚和USBDP引脚连接，该USB接口转串口电路结构简单，并且通过光耦隔离电路和静电防护电路解决了电磁干扰和静电干扰，增加了产品的可靠性和稳定性，减少了对器件的损坏，降低了维修成本，节省了人力和财力。

技术研发人员：温英利,韩长宝,王磊,宋宪振
受保护的技术使用者：山东博科生物产业有限公司
技术研发日：20230128
技术公布日：2024/1/12