本实用新型涉及汽车电子通信总线技术领域，尤其涉及一种串行通信电路及具有它的汽车数据采集盒。
背景技术：
J1850总线在汽车电子中具有广泛的应用，现有的汽车数据采集盒中，主要采用集成芯片作为数据采集盒的J1850通信总线连接到汽车的OBDII (On-Board Diagnostics II)接口上；一方面，集成芯片价格比价贵，增加企业的产品的生产成本；另一方面，由于集成芯片的封闭设计，使得设计不灵活。通常J1850总线的VPW(Variable Pulse Width)和PWM(Pulse Width Moduleated)通信协议分别采用不同的集成芯片完成，使用不灵活。使得VPW 和PWM不同协议之间的切换相对复杂。另外，现有支持J1850总线的VPW和 PWM通信协议的电路通常采用线性电路调压，调压电路的功耗较高，输出电压宽度小。
技术实现要素：
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种串行通信电路及具有它的汽车数据采集盒。
一方面，为实现上述目的，根据本实用新型实施例提供的的串行通信电路，所述串行通信电路包括：
输入端第一电平电路，所述输入端第一电平电路将单片机输出第一电平信号转换为汽车OBDII接口端的J1850第一电平信号；
所述输入端第一电平电路包括第一输入电路、第二输入电路和BUCK调压电路；
所述第一输入电路与所述第二输入电路连接，所述第二输入电路与所述BUCK调压电路连接；
输出端电平电路，所述输出端电平电路将汽车OBDII接口端的J1850第一电平信号转换为单片机的输入信号。
根据本实用新型的一个实施例，所述输入端第一电平电路包括第一输入电路和第二输入电路；
所述第一输入电路包括三极管Q7、电阻R75和电阻R74；
所述电阻R75的一端与所述单片机的信号输出端连接，所述电阻R75的另一端与所述三极管Q7的基极连接，所述三极管Q7的发射极与参考地连接，所述三极管Q7的集电极与所述电阻R74的一端连接，所述电阻R74的另一端与所述第二输入电路连接；
所述三极管Q7为NPN三极管；
所述第二输入电路包括三极管Q6、电阻R73和二极管D5；
所述三极管Q6的基极与所述电阻R74的所述另一端连接，所述三极管 Q6的发射极与所述电阻R73的一端连接，所述电阻R73的另一端与所述三极管Q6的基极连接，所述三极管Q6的集电极与所述二极管D5的阳极连接，所述二极管D5的阴极与所述汽车OBDII接口端连接，所述三极管Q6的发射极还与第一电源连接；
所述三极管Q6为PNP三极管；
所述输出端电平电路包括：集成放大器U16A、电阻R68、电阻R63和电阻R67；
所述电阻R68一端与所述汽车OBDII接口端连接，所述电阻R68的另一端与所述集成放大器U16A的正输入端连接，所述集成放大器U16A的负输入端与所述电阻R63一端及所述电阻R67的一端连接，所述电阻R67的另一端与参考地连接，所述电阻R63的另一端与第二电源连接；所述集成放大器U16A的输出端与单片机信号输入端连接。
根据本实用新型的一个实施例，所述输入端第一电平电路还包括BUCK 调压电路；
所述BUCK调压电路输出可调节电压，所述可调节电压使得所述J1850 第一电平信号的电压可调节。
根据本实用新型的一个实施例，所述BUCK调压电路包括BUCK控制器U20、电阻R76、电阻R79、电阻R82、电阻R80、稳压二极管CR1、电感L5和电容C107；
所述电阻R76的一端与电容C107的一端连接，所述电容C107的另一端与参考地连接，所述电感L5的一端与所述电容C107的所述一端连接，所述电感的另一端与所述稳压二极管CR1的阴极连接，所述稳压二极管CR1的阳极与参考地连接，所述稳压二极管CR1的阴极还与所述BUCK控制器U20 的输出端连接，所述电阻R76的另一端与所述BUCK控制器U20的电压反馈调节端连接；所述电阻R79的一端与BUCK控制器U20的电压反馈调节端连接，所述电阻R79的另一端与所述电阻R82的一端连接，所述电阻R82 的另一端与参考地连接，所述电阻R80一端与所述电阻R82的所述一端连接，所述电阻R80的另一端与所述单片机的控制端连接，所述BUCK控制器U20 的输出端与所述三极管Q6的发射极连接，所述BUCK控制器U20的输入端与第四电源连接。
根据本实用新型的一个实施例，还包括输入端第二电平电路，所述输入端第二电平电路将单片机输出信号转换为汽车OBDII接口端的J1850第二电平信号。
根据本实用新型的一个实施例，所述输入端第二电平电路包括：三极管 Q4、电阻R62和电阻R60；
所述电阻R62的一端与所述单片机的所述输出信号输出端连接，所述电阻R62的另一端与所述三极管Q4的基极连接，所述三极管Q4的发射极与参考地连接，所述三极管Q4的集电极与所述电阻R60的一端连接，所述电阻R60的另一端与第二电源连接。
根据本实用新型的一个实施例，所述输出端电路还包括电阻R65，所述电阻R65一端与所述集成放大器U16A的输出端连接，所述电阻R65的另一端与第三电源连接。
另一方面，为实现上述目的，根据本实用新型实施例还提供一种汽车数据采集盒，所述汽车数据采集盒包括所述的串行通信电路。
本实用新型实施例提供的串行通信电路，通过分离元件以及一个集成放大器实现了串行通信电路，电路实现简单，减少成本。可调节电压幅度大，功耗小。所述串行通信电路通过BUCK调压电路实现5V和7V电压调节切换，使得所述串行通信电路同时支持J1850总线的VPW和PWM协议。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的串行通信结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的串行通信电路的输入端第一电平电路和输入端电平电路示意图；
图3为本实用新型实施例提供的串行通信电路输入端第二电平电路结构示意图。
附图标记：
输入端第一电平电路10；
第一输入电路101；
第二输入电路102；
BUCK调压电路103；
输出端电平电路20；
输入端第二电平电路30。
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的串行通信电路结构框图。
本实用新型实施例提供一种串行通信电路，所述串行通信电路包括：输入端第一电平电路10和输出端电平电路20；所述输入端第一电平电路10将单片机输出第一电平信号转换为汽车OBDII接口端的J1850第一电平信号；所述输入端第一电平电路10包括第一输入电路101、第二输入电路102和BUCK调压电路103；所述第一输入电路101与所述第二输入电路102连接，所述第二输入电路102与所述BUCK调压电路103连接；所述输出端电平电路20将汽车 OBDII接口端的J1850第一电平信号转换为单片机的输入信号。
参阅图2，图2为本实用新型实施例提供的串行通信电路的输入端第一电平电路和输入端电平电路示意图。
进一步的，在本实用新型的一个实施例中，所述输入端第一电平电路10 (J1850_BUS+/VPW接口端)包括第一输入电路101和第二输入电路102；所述第一输入电路101包括三极管Q7、电阻R75和电阻R74；所述电阻R75的一端与所述单片机的信号输出端GPIO2连接，所述电阻R75的另一端与所述三极管 Q7的基极连接，所述三极管Q7的发射极与参考地连接，所述三极管Q7的集电极与所述电阻R74的一端连接，所述电阻R74的另一端与所述第二输入电路 102连接。所述三极管Q7为NPN三极管。
所述第二输入电路102包括三极管Q6、电阻R73和二极管D5；所述三极管Q6的基极与所述电阻R74的所述另一端连接，所述三极管Q6的发射极与所述电阻R73的一端连接，所述电阻R73的另一端与所述三极管Q6的基极连接，所述三极管Q6的集电极与所述二极管D5的阳极连接，所述二极管D5的阴极与所述汽车OBDII接口端连接，所述三极管Q6的发射极还与第一电源连接。所述三极管Q6为PNP三极管。
具体的，所述单片机的信号输出端GPIO2输出高电平时，所述三极管 Q7导通；此时，所述三极管Q6也导通，所述汽车OBDII接口端输出高电平；同理，当所述单片机的信号输出端GPIO2输出低电平时，所述汽车OBDII接口端输出低电平。从而将单片机电平转换成J1850_BUS+(VPW接口端)的电平。
所述输出端电平电路20包括：集成放大器U16A、电阻R68、电阻R63和电阻R67。
所述电阻R68一端与所述汽车OBDII接口端连接，所述电阻R68的另一端与所述集成放大器U16A的正输入端连接，所述集成放大器U16A的负输入端与所述电阻R63一端及所述电阻R67的一端连接，所述电阻R67的另一端与参考地连接，所述电阻R63的另一端与第二电源VCC连接；所述集成放大器 U16A的输出端与单片机信号输入端PWM02连接。
具体的，所述汽车OBDII接口端(J1850_BUS+/VPW接口端)输出高电平时，集成放大器U16A输出高电平；同理，所述汽车OBDII接口端 (J1850_BUS+/VPW接口端)输出低电平时，集成放大器U16A输出低电平。
进一步的，在本实用新型的一个实施例中，所述输入端第一电平电路 10(J1850_BUS+/VPW接口端)还包括BUCK调压电路103；所述BUCK调压电路103输出可调节电压(即第一电源电压为可调)，所述可调节电压使得所述 J1850第一电平信号J1850_BUS+(VPW接口端)的电压可调节。
具体的，所述BUCK调压电路103使所述输入端第一电平电路10 (J1850_BUS+/VPW接口端)实现5V和7V电压切换，使得所述串行通信电路同时支持J1850总线的VPW和PWM协议所需工作电压。从而兼容VPW单线通信和PWM双线通信协议。
进一步的，在本实用新型的一个实施例中，所述BUCK调压电路103包括BUCK控制器U20、电阻R76、电阻R79、电阻R82、电阻R80、稳压二极管CR1、电感L5和电容C107。
所述电阻R76的一端与电容C107的一端连接，所述电容C107的另一端与参考地连接，所述电感L5的一端与所述电容C107的所述一端连接，所述电感的另一端与所述稳压二极管CR1的阴极连接，所述稳压二极管CR1的阳极与参考地连接，所述稳压二极管CR1的阴极还与所述BUCK控制器U20的输出端连接，所述电阻R76的另一端与所述BUCK控制器U20的电压反馈调节端连接；所述电阻R79的一端与BUCK控制器U20的电压反馈调节端连接，所述电阻R79的另一端与所述电阻R82的一端连接，所述电阻R82的另一端与参考地连接，所述电阻R80一端与所述电阻R82的所述一端连接，所述电阻R80的另一端与所述单片机的控制端PWM01连接，所述BUCK控制器U20的输出端(第一电源端)与所述三极管Q6的发射极连接，所述BUCK控制器U20的输入端与第四电源VDD连接。
具体的，当所述单片机的控制端PWM01为较低电平时，所述电阻R80 等效于与所述电阻R82并联，所述BUCK控制器U20的电压反馈调节端 ADJUST与参考地之间的电压较小，此时，所述BUCK控制器U20的输出端输出小占空比电压脉冲，所述小占空比电压脉冲经过所述电容C107、电感L5 和稳压二极管CR1滤波稳压后输出稳定较低电压值；同理，当所述单片机的控制端PWM01为较高电平时，所述BUCK控制器U20的输出端的输出大占空比电压脉冲，所述大占空比电压脉冲经过所述电容C107、电感L5和稳压二极管CR1滤波稳压后输出稳定较高电压值。
本实用新型实施例通过所述BUCK控制器U20、电阻R76、电阻R79、电阻R82、电阻R80、稳压二极管CR1、电感L5和电容C107实现BUCK输出调压电路，可根据单片机的控制信号PWM01输出可调节电压，从而满足J1850 总线中PWM协议所需5V电平电压，以及VPW协议所述需7V电平电压。
在本实用新型实施例中，所述BUCK控制器U20为LM2575，在本实用新型一些其他实施例中，也可以选用其他类型BUCK调压控制器。
通过所述BUCK调压电路103减少了线性调压带来的高功耗。使得整体电路功耗更加的低。另外，所述BUCK调压电路103可输出大电流以及可调节宽电压。
本实用新型实施例通过单片机的控制端对所述BUCK控制器U20的电压反馈调节端ADJUST进行调节，从而实现VPW单线通信和PWM双线通信协议的电平电压控制。
进一步的，在本实用新型的一个实施例中，还包括输入端第二电平电路 30(J1850_BUS-/PWM-接口端)，所述输入端第二电平电路30(J1850_BUS -/PWM-接口端)将单片机输出信号转换为汽车OBDII接口端的J1850第二电平信号J1850_BUS-。
具体的，参阅图3，图3为本实用新型实施例提供的串行通信电路输入端第二电平电路30结构示意图。
进一步的，在本实用新型的一个实施例中，所述输入端第二电平电路 30(J1850_BUS-/PWM-接口端)包括三极管Q4、电阻R62和电阻R60；所述电阻R62的一端与所述单片机的所述输出信号输出端连接，所述电阻R62的另一端与所述三极管Q4的基极连接，所述三极管Q4的发射极与参考地连接，所述三极管Q4的集电极与所述电阻R60的一端连接，所述电阻R60的另一端与第二电源VCC连接；
具体的，本实用新型实施例通过所述三极管Q4、电阻R62和电阻R60实现所述输入端第二电平电路30。所述输入端第二电平电路30与所述输入端第一电平电路10组成PWM协议的双线通信。
进一步的，在本实用新型的一个实施例中，所述输出端电路还包括电阻 R65，所述电阻R65一端与所述集成放大器U16A的输出端连接，所述电阻R65 的另一端与第三电源+3.3V连接。
具体的，所述第一电阻R65用于使所述汽车接口J1850输出端电路空闲时，所述单片机输入端为确定高电平。
本实用新型实施例还提供了一种汽车数据采集盒，所述汽车数据采集盒包括上述实施例提供的串行通信电路。
本实用新型实施例提供的汽车数据采集盒，具有上述实施例的串行通信电路，该串行通信电路通过分离元件以及一个集成放大器实现了串行通信电路，电路实现简单，减少成本。所述串行通信电路通过BUCK调压电路103 实现5V和7V电压切换，使得所述串行通信电路同时支持J1850总线的VPW和 PWM协议。
以上仅为本实用新型的实施例，但并不限制本实用新型的专利范围，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型专利保护范围之内。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。