一种实现自检的隔离通讯电路的制作方法

本发明涉及通讯技术领域，特别是指一种实现自检的隔离通讯电路。

背景技术：

通用串行口作为一种简单、适用的通讯接口，在数据和控制信息传输过程中是一位接一位地传送出去的，传送距离较长，在通讯领域发挥着不可替代的作用。

现有的通讯串行口电路在通讯的过程中，不能实现电路的自检，当电路出现问题的时候，不能及时发现，导致收到错误的信息，影响工作。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种实现自检的隔离通讯电路，以解决通讯串行口电路在通讯的过程中出现问题时，不能及时发现，导致收到错误的信息，影响工作的问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种实现自检的隔离通讯电路，包括：发送模块、电平转换模块和接收模块；所述发送模块用于接收所述发送模块输入端的发送信号，并将所述发送信号传输至所述电平转换模块；所述电平转换模块用于将所述输入信号进行电平转换，并将电平转换后的发送信号传输至所述接收模块；所述接收模块，用于接收所述电平转换后的发送信号。

在一实施例中，所述发送模块包括：第一光电耦合器和第一电阻，所述第一光电耦合器包括：第一红外发光二极管和第一光电三极管；所述第一红外发光二极管的阴极通过所述第一电阻连接至所述发送模块输入端，所述第一红外发光二极管的阳极与第二电源的正极连接；所述第一光电三极管的发射极接地。

在一实施例中，所述电平转换模块包括：第一三极管和第五电阻；所述第一三极管的基极通过所述第五电阻与所述第一光电三极管的集电极连接。

在一实施例中，所述电平转换模块还包括：第二电阻、第三电阻、第七电阻和第二二极管；所述第二电阻的一端与所述第一光电三极管的集电极连接，另一端与所述第一三极管的发射极连接；所述第二二极管的阳极与所述第一三极管的集电极连接，所述第二二极管的阴极通过所述第七电阻和所述第三电阻与所述接收模块的输入端连接。

在一实施例中，所述第一三极管的发射极还与第一电源的正极连接；所述第一电源的负极接地。

在一实施例中，实现自检的隔离通讯电路还包括：信号传输线，所述信号传输线的一端连接于所述第三电阻和第七电阻之间，另一端外接通讯电路。

在一实施例中，所述接收模块包括：第二光电耦合器，与所述第二电源连接。

在一实施例中，所述接收模块还包括：第四电阻；所述第二光电耦合器包括：第二红外发光二极管和第二光电三极管；所述第二红外发光二极管的阳极与所述第三电阻连接；所述第二红外发光二极管的阴极接地；所述第二光电三极管的集电极通过所述第四电阻与所述第二电源的正极连接；所述第二光电三极管的发射极与所述第一电源的负极相连。

在一实施例中，所述接收模块还包括：第一二极管和第六电阻；所述第一二极管的阳极与所述第二红外发光二极管的阴极连接，所述第一二极管的阴极与所述第二红外发光二极管的阳极连接；所述第六电阻并联在所述第一二极管的两端。

在一实施例中，所述接收模块还包括：输出信号端，与所述第二光电三极管的集电极连接。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明的实施例提供一种实现自检的隔离通讯电路，包括：发送模块、电平转换模块和接收模块；所述发送模块用于接收所述发送模块输入端的发送信号，并将所述发送信号传输至所述电平转换模块；所述电平转换模块用于将所述输入信号进行电平转换，并将电平转换后的发送信号传输至所述接收模块；所述接收模块，用于接收所述电平转换后的发送信号。通过发送模块、电平转换模块和接收模块将发送模块输入端的发送信号通过电平转换模块进行转换发送至接收模块，接收模块再将接收到的信号输出，从而实现在通信的过程中自检电路是否存在故障，避免了传输错误的信息。

由于发送模块通过第一光电耦合器发送信号，接收模块通过第二光电耦合器接收信号，第一光电耦合器和第二光电耦合器的输入输出端具有信号隔离的特性，在传输过程中实现电-光-电的转换过程，因此具有良好的电绝缘性能和抗干扰能力。

附图说明

图1表示本发明实施例的一个具体示例的原理框图；

图2表示本发明提供的一个具体实施例的实现自检的隔离通讯电路的电路图；

图3表示两个本发明实施例提供的实现自检的隔离通讯电路的通讯简图。

主要附图标记说明：

v1-第一电源；v2-第二电源；r1-第一电阻；r2-第二电阻；r3-第三电阻；r4-第四电阻；r5-第五电阻；r6-第六电阻；r7-第七电阻；d1-第一二极管；d2-第二二极管；q1-第一三极管；u5-第一光电耦合器；u3-第二光电耦合器；c-信号传输线。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示，本发明实施例提供一种实现自检的隔离通讯电路，包括：发送模块、电平转换模块和接收模块；发送模块用于接收发送模块输入端的发送信号，并将发送信号传输至电平转换模块；电平转换模块用于将输入信号进行电平转换，并将电平转换后的发送信号传输至接收模块；接收模块，用于接收电平转换后的发送信号。

通过上述发送模块、电平转换模块和接收模块,本发明实施例提供的通讯电路将发送模块输入端的发送信号通过电平转换模块进行转换发送至接收模块，接收模块再将接收到的信号输出，从而实现在通信的过程中自检电路是否存在故障，避免了传输错误的信息。

在一实施例中，如图2所示，上述发送模块包括：第一光电耦合器u5和第一电阻r1，第一光电耦合器u5包括：第一红外发光二极管和第一光电三极管；第一红外发光二极管的阴极通过第一电阻r1连接至发送模块输入端，这样，第一电阻r1可以分压，对第一红外发光二极管进行保护，不至于损坏；第一红外发光二极管的阳极与第二电源v2的正极连接，给第一红外发光二极管的阳极一个高电平；第一光电三极管的发射极接地，给第一光电三极管的发射极一个低电平。

当发送模块的输入端输入信号后，即输入信号经过第一电阻r1传输至第一光电耦合器u5的第一红外发光二极管的阴极，经过第一光电耦合器u5的第一光电三极管的集电极将信号传输给电平转换模块。

在一实施例中，所述电平转换模块包括：第一三极管q1、第五电阻r5第二电阻r2、第三电阻r3、第七电阻r7和第二二极管d2；第一三极管q1的基极通过第五电阻r5与第一光电三极管的集电极连接，用于接收发送模块输出的信号。

第二电阻r2的一端与所述第一光电三极管的集电极连接，另一端与所述第一三极管的发射极连接，且第一三级管q1的发射极还与第一电源v1的正极相连，第一电源v1的负极接地；这样，发送模块输出的信号传给电平转换模块，电平转换模块将发送模块输出的信号进行转换；

所述第二二极管的阳极与所述第一三极管的集电极连接，第二二极管的阴极通过第七电阻和第三电阻与所述接收模块的输入端连接，这样，将电平转换模块的输出信号传输到接收模块；其中，第三电阻r3和第七电阻r7均为分压电阻，第二二极管d2可以防止电流回流，烧坏q1，从而对电路起到保护作用。

在一实施例中，第一三极管q1为pnp晶体管。

在一实施例中，所述第三电阻r3和第七电阻r7之间还设置有用于输出信号的信号传输线c，该信号传输线c可以将发送模块接收到的发送信号传送给另一设备，也可以接收其他设备传输来的信号，从而实现通讯的功能。

在一实施例中，上述接收模块包括：第二光电耦合器u3、第四电阻r4、第一二极管d1和第六电阻r6；

其中，第二光电耦合器u3包括：第二红外发光二极管和第二光电三极管；第二红外发光二极管的阳极与第三电阻r3连接，用于接收电平转换模块输出的信号；上述第二红外发光二极管的阴极接地，这样，当第二红外发光二极管的阳极为高电平时，第二红外发光二极管处于导通状态；第二光电三极管的集电极通过第四电阻r4与第二电源v2的正极连接，第二光电三极管的发射极与第二电源v1的负极相连，这样，当第二光电耦合器u3导通时，第二光电三极管的发射极和集电极均处于低电平状态。

上述第一二极管d1的阳极与第二红外发光二极管的阴极连接，第一二极管d1的阴极与所述第二红外发光二极管的阳极连接，第六电阻r6并联在所述第一二极管d1的两端；第一二极管d1和第六电阻r6的作用是可以减小波形畸变。

在一实施例中，上述接收模块还包括：输出信号端，该输出信号端与所述第二光电三极管的集电极连接，用于输出发送模块输入端输入的发送信号。

本发明实施例提供的实现自检的隔离通讯电路,由于发送模块通过第一光电耦合器u5发送信号，接收模块通过第二光电耦合器u3接收信号，第一光电耦合器u5和第二光电耦合器u3的输入输出端具有信号隔离的特性，在传输过程中实现电-光-电的转换过程，因此具有良好的电绝缘性能和抗干扰能力。

综上所述，发送模块发送输入端的发送信号经过第一电阻r1和第一光电耦合器u5传输至电平转换模块，经过电平转换模块将发送模块发送的发送信号进行电平转换，再将电平转换后的发送信号传输至接收模块的第二光电耦合器u3，通过第二光电耦合器u3将发送模块输入端的发送信号输出。

具体的自检过程为，当发送模块发送输入端的发送信号为低电平时，即通过第一电阻r1向第一红外发光二极管的阴极输入低电平，由于第一红外发光二极管的阳极与第二电源v2的正极连接，所以第一红外发光二极管的阳极为高电平，第一红外发光二极管发光，第一光电三极管的发射极接地，处于低电平状态，第一光电三极管的集电极也处于低电平状态；又因为第一三级管q1的基极通过第五电阻r5与第一光电三极管的集电极连接，第一三级管q1的发射极与第一电源v1的正极连接，所以第一三级管q1导通，第一三级管q1的集电极处于高电平状态；因为第二红外发光二极管的阳极通过第三电阻r3和第七电阻r7与第一三级管q1的集电极连接，所以第二红外发光二极管的阳极也为高电平，因为第二红外发光二极管的阴极接地，所以第二红外发光二极管发光，即第二光电耦合器u3导通；又因为第二光电三极管的发射极与第二电源v2的负极连接，处于低电平状态，所以第二光电三极管的集电极也处于低电平状态，所以输出信号为低电平，即接收单元的输出信号为低电平。

当发送模块发送输入端的发送信号为高电平时，即通过第二电阻r2向第一红外发光二极管的阴极输入高电平，由于第一红外发光二极管的阳极与第二电源v2的正极连接，所以第一红外发光二极管的阳极为高电平，第一红外发光二极管不发光，即不导通，第一光电三级管的基极处于低电平，第一光电三极管的集电极通过第二电阻r2与第一电源v1的正极连接，处于高电平，又因为第一三级管q1的基极通过第五电阻r5与第一光电三极管的集电极连接，处于高电平，第一三级管q1的发射极与第一电源v1的正极连接，也处于高电平，所以第一三级管q1不导通，第一三级管q1的集电极处于低电平状态；因为第二红外发光二极管的阳极通过第三电阻r3和第七电阻r7与第一三级管q1的集电极连接，所以第二红外发光二极管的阳极也为低电平，因为第二红外发光二极管的阴极接地，所以第二红外发光二极管不发光，即第二光电耦合器u3不导通；又因为第二光电三极管的发射极与第二电源v2的负极连接，处于低电平状态，第二光电三极管的集电极通过第四电阻r4与第二电源v2的正极连接，第二光电三极管的集电极为高电平，所以输出信号为高电平，即接收单元的输出信号为高电平。

由此可知，当发送模块发送输入端的发送信号为高电平时，接收单元的输出信号也为高电平；当发送模块发送输入端的发送信号为低电平时，接收单元的输出信号也为低电平。

在自检过程中，当发送和输出信号电平不一致时，说明本发明提供的电路有故障，当发送和输出信号电平一致时，说明本发明提供的电路正常。

在使用过程中，向发送模块输入端发送信号的装置可以为信号发生器或单片机，即如图2所示的txd端连接的为信号发生器，接收模块输出端接收信号的装置，即与图2所示的rxd端相连的装置也可以为信号接收器或单片机；发送模块输入端发送信号的装置和接收模块输出端接收信号的装置可以为同一个单片机，实现自发自收；也可以为两个单片机，一个用于发送信号，另一个用于接收信号；当然发送模块输入端发送信号的装置不限于信号发生器和单片机；接收模块输出端接收信号的装置不限于信号接收器和单片机。

需要说明的是，在本发明的一个具体实施例中,第一电源v1和第二电源v2的电压可以为3.3v和12v；第一电阻r1的电阻为510欧，第二电阻r2的电阻为5千欧，第三电阻r3的电阻为3千欧，第四电阻r4的电阻为5千欧，第五电阻r5的电阻为10千欧，第六电阻r6的电阻为5千欧，第七电阻r7的电阻为2千欧。当然在不影响本发明使用效果的情况下，第一电源v1的电压和第二电源v2的电压可以为其他数值；第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6和第七电阻r7也可以为其他数值。

如图3所示，为两个本发明提供的电路通讯简图，具体结构图已省略，其中，与信号传输线c平行的线为地线；信号传输线c将电路一的信号输送给电路二，或将电路二的信号输送给电路一，从而实现信号的传输。

需要说明的是，在通迅过程中，上述电路一和电路二不能同时进行通信，只能将信号通过电路一发送到电路二，或通过电路二发送到电路一。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。