一种嵌入式系统的串行通信接口电平转换电路的制作方法

文档序号:14795919发布日期:2018-06-28 05:01阅读:431来源:国知局

本实用新型涉及一种嵌入式系统的通信接口电路,尤其是涉及一种RS232串口电平转换电路。



背景技术:

在电子电路设计中,随着低电压逻辑电路的引入,系统内部常常出现输入、输出逻辑电平不匹配的问题,从而提高了系统电路设计的复杂性。例如,当3.3V的数字电路与工作在±12V~±15V的计算机串口电路进行通信时,需要首先解决两种电平的转换问题,这时就需要电平转换电路。

目前在电子电路的设计中,用到RS232接口电路的设计需求,传统的方法是采用集成芯片或三极管电路进行电平转换,其缺点是成本偏高或无法进行双向转换。在多组信号需要电平转换的情况下,采用专用集成电路会有较高的元器件成本。



技术实现要素:

本实用新型提出了一种嵌入式系统的串行通信接口电平转换电路,以较低的成本,实现了RS232电平转换芯片的基本功能,并能接受RS232的逻辑±15V范围内的要求。

本实用新型所采用的技术方案:

一种嵌入式系统的串行通信接口电平转换电路,包括RS232数据转换成串口数据的接口电路以及串口数据转换成RS232数据的接口电路,前述接口电路由主转电平转换芯片U1及外围电路构成,实现双收双发的两对通道RS232通讯,所述主转电平转换芯片采用TTL两输入端四异或门电路,所有异或门的A路作为信号输入脚,B路作为控制脚经上拉电阻R6连接电源;

来自主机的RS232电平发送端接至RIN网络名称上,经过R2电阻限流,D1嵌位,R3和R1的分压输入到U1的第1脚,第3脚为第通道输出端也即TTL电平输出端,形成信号收通道;来自从机微处理器的TTL电平的TXD0到U1的第4脚,U1的第6脚经R7,R8限流到电脑的接收端,形成信号发通道。

所述的串行通信接口电平转换电路,包括D1 和D2 两个嵌位二极管,所述D1 TVS二极管和D2 TVS二极管的正极均与RS232收、发端串一电阻相连,D1 TVS二极管和D2 TVS二极管的负极均接地。

本实用新型的有益效果:

1、本实用新型嵌入式系统的串行通信接口电平转换电路,采用TTL两输入端四异或门电路,其特点是采用三线串口,即串口收、串口发、公共地,传输速率高、电路结构简洁,受外界干扰小、稳定性高、工作可靠,且电源功耗很低。

2、本实用新型嵌入式系统的串行通信接口电平转换电路,与现有的技术相比,提高了通讯传输速率。传统的专用芯片传输速率一般在120Kbps~250Kbps之间,本实用新型的电路经实用验证其传输速度896Kpbs毫无问题。

3、本实用新型嵌入式系统的串行通信接口电平转换电路,由于SL1的存在,SL1悬空为RS232转TTL电路,SL1短接,可实现TTL转TTL电路的无缝切换。保证了RS232接口在任何情况下均能可靠地与RS232端进行通讯。

4、本实用新型嵌入式系统的串行通信接口电平转换电路,如遇不可避免的外界强电力作用下,致使转换电路失效,失效部分仅为R2/D1或R8/D2,主芯片U1不会失效,更换成本低且简单易换。

附图说明

图1是本实用新型嵌入式系统的串行通信接口电平转换电路原理图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

参见图1,本实用新型嵌入式系统的串行通信接口电平转换电路,包括RS232数据转换成串口数据的接口电路以及串口数据转换成RS232数据的接口电路,前述接口电路由主转电平转换芯片U1及外围电路构成,实现双收双发的两对通道RS232通讯,所述主转电平转换芯片采用TTL两输入端四异或门电路,所有异或门的A路作为信号输入脚,B路作为控制脚(B1、B2)经上拉电阻R6连接电源;

来自主机的RS232电平发送端接至RIN网络名称上,经过R2电阻限流,D1嵌位,R3和R1的分压输入到U1的第1脚(A1),第3脚为第通道输出端也即TTL电平输出端,形成信号收通道;

来自从机微处理器(例如:单片机、ARM)的TTL电平的TXD0到U1的第4脚(A2),U1的第6脚经R7,R8限流到主机的RS232电平的接收端,形成信号发通道。

所述RS232数据转换成串口数据的接口电路具有RS232数据接收端和串口数据的接收端,所述串口数据转换成RS232数据的接口电路具有RS232数据发送端和串口数据发送端。

实施例2

参见图1,本实施例嵌入式系统的串行通信接口电平转换电路,与实施例1的不同之处在于:包括D1 和D2 两个嵌位二极管,所述D1 TVS二极管和D2 TVS二极管的正极均与RS232收、发端串一电阻相连,D1 TVS二极管和D2 TVS二极管的负极均接地。

本实用新型串行通信接口电平转换电路,由于RS232为负逻辑,-15v~-3v 代表1,+3v~+15v 代表0,故采用一个四异或门芯片U1,可以实现双收双发的两对通道RS232通讯,本案中仅叙述一对,未用到信号输入端采用拉高处理。所有异或门的A路作为信号输入脚,B路作为控制脚(B1、B2)经R6上拉,称为H电平。

信号收通道:来自电脑端的发送脚接至RIN网络名称上,经过R2电阻限流,D1嵌位,R3和R1的分压输入到U1的第1脚(A1),第3脚为第通道输出端也即TTL电平输出端;

当电脑端为负电压(即负逻辑为1电平)与B1路H电平异或输出RXD0也为H电平;当电脑端为正电压(即负逻辑为0电平)与B1路电平异或输出RXD0也为L电平。

信号发通道:来处微处理器的TTL电平的TXD0到U1的第4脚(A2),U1的第6脚经R7,R8限流到电脑的接收端;

当TTL电平发送L电平时,即A2与B2 路H电平异或输出H(即负逻辑1电平);当TTL电平发送H电平时,即A2与B2路H电平异或输出L(即负逻辑0电平)。这样就完成了RS232到TTL电平转换。

上述的电平转换电路中,SL1默认是悬空,即实现了RS232到TTL电平的转换,如果把SL1短接,可以实现TTL电平的无缝对接。

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