CN102970027B - 一种电平转换和串口收发电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电平转换和串口收发电路，现有技术中的电平转化电路和串口收发电路存在稳定性不高，成本较高的问题。本发明一种电平转换和串口收发电路包括电平转换模块，串口输出模块和串口输入模块。本发明防静电防浪涌，用较低的成本完成低电平到高电平的转换，窄电平到宽电平的转换，电路功耗低，可靠性高。
Description
技术领域
本发明属于通信技术领域,具体涉及一种新型高低电平转换和串口收发的电路。
背景技术
TTL电平信号被利用的最多是因为通常数据表示采用二进制规定，+5V等价于逻辑正，0V等价于逻辑负，这被称做TTL（晶体管-晶体管逻辑电平）信号系统，这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。TTL电平信号对于计算机处理器控制的设备内部的数据传输是很理想的，首先计算机处理器控制的设备内部的数据传输对于电源的要求不高以及热损耗也较低，另外TTL电平信号直接与集成电路连接而不需要价格昂贵的线路驱动器以及接收器电路；再者，计算机处理器控制的设备内部的数据传输是在高速下进行的，而TTL接口的操作恰能满足这个要求。 TTL型通信大多数情况下，是采用并行数据传输方式，而并行数据传输对于超过10英尺的距离就不适合了。这是由于可靠性和成本两面的原因。因为在并行接口中存在着偏相和不对称的问题，这些问题对可靠性均有影响，而且由于不同的芯片的信号电平不同，所以就需要进行电平转换。而对于RS232电平，-12V为逻辑正，+12V为逻辑负。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出了一种电平转换和串口收发电路。
本发明一种电平转换和串口收发电路包括电平转换模块，串口输出模块和串口输入模块。
所述的电平转换模块包括九个电阻、两个负温度系数热敏电阻、四个三极管、两个稳压二极管D1和D2、一个限流二极管D3和一个三脚排针P1；
第一电阻R1的一端接信号USART2_TX，另一端与第一极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的发射极接+3.3V电压，第一三极管Q1的集电极与第二电阻R2的一端、第三电阻R3的一端连接，第二电阻R2的另一端接地；第三电阻R3的另一端与第二三极管Q2的基极连接，第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的集电极与第四电阻R4的一端、第九电阻R9的一端和第一负温度系数热敏电阻R10的一端连接，第四电阻R4的另一端接+24V电压输出，第一负温度系数热敏电阻R10的另一端与第一稳压二极管D1的负极和三脚排针P1的2脚连接，三脚排针P1的1脚与第二负温度系数热敏电阻R11的一端连接，第二负温度系数热敏电阻R11的另一端接+5V电压，三脚排针P1的3脚和第一稳压二极管D1的正极连接并接地；第九电阻R9的另一端与第二稳压二极管D2的正极连接，第二稳压二极管D2的负极与第一限流二极管D3的正极和第四三极管Q4的基极连接，第一限流二极管D3的负极与第四三极管Q4的发射极和第七电阻R37的一端连接，第七电阻R7的另一端接+24V电压输出，第四三极管Q4的集电极与第六电阻R6一端和第八电阻R8的一端连接，第八电阻R8的另一端接地；第六电阻R6另一端与第三三极管Q3的基极连接，第三三极管Q3的发射极接地，第三三极管Q3的集电极接信号USART2_RX和第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端接+3.3V电压。
所述的串口输入电路包括五个个电阻和两个三极管，第十电阻R12的一端接信号TxD和第十一电阻R13的一端，第十电阻R12的另一端接+5V电压，第十一电阻R13的另一端与第五三极管Q5的基极连接，第五三极管Q5的集电极与第十二电阻R14的一端和第十三电阻R15的一端连接，第十二电阻R14的另一端接地，第五三极管Q5的发射极接+5V电压，第十三电阻R15的另一端与第六三极管Q6的基极连接，第六三极管Q6的集电极与第十四电阻R16的一端连接；第六三极管Q6的发射极接地。
所述的串口输入电路包括六个电阻、两个电容、一个稳压二极管、两个三极管和两个限流二极管。第十四电阻R16的另一端与第十六电阻R18的一端、第二限流二极管D4的正极和第十五电阻R17的一端连接；第十六电阻R18的另一端与第三稳压二极管D6的正极连接，第三稳压二极管D6的负极与第三限流二极管D5的正极和第八三极管Q8的基极连接，第三限流二极管D5的负极与第十七电阻R19的一端和第八三极管Q8的发射极连接，第八三极管Q8的集电极与第十九电阻R21的一端和第十八电阻R20的一端连接，第十八电阻R20的另一端与第七三极管Q7的基极连接；第七三极管Q7的发射极、第十九电阻R21的另一端接地，第七三极管Q7的集电极接信号RxD和第二十电阻R22的一端；第二十电阻R22的另一端接+5V电压，第十七电阻R19的另一端与第二限流二极管D4的负极、第十七电阻R17的另一端和第一电容C1的一端连接并接+24V电压输出，第一电容C1的另一端与第二电容C2的一端连接，第二电容C2的另一端接地。
本发明的益处有：防静电防浪涌，用较低的成本完成低电平到高电平的转换，窄电平到宽电平的转换，电路功耗低，可靠性高。
附图说明
图1是电平转换电路；
图2是串口输出电路；
图3是串口输入电路。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
本发明一种电平转换和串口收发电路包括电平转换模块，串口输出模块和串口输入模块。
如图1所示，电平转换模块电平转换电路包括九个电阻、两个负温度系数热敏电阻、四个三极管、两个稳压二极管D1和D2、一个限流二极管D3和一个三脚排针P1；
第一电阻R1的一端接信号USART2_TX，另一端与第一极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的发射极接+3.3V电压，第一三极管Q1的集电极与第二电阻R2的一端、第三电阻R3的一端连接，第二电阻R2的另一端接地；第三电阻R3的另一端与第二三极管Q2的基极连接，第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的集电极与第四电阻R4的一端、第九电阻R9的一端和第一负温度系数热敏电阻R10的一端连接，第四电阻R4的另一端接+24V电压输出，第一负温度系数热敏电阻R10的另一端与第一稳压二极管D1的负极和三脚排针P1的2脚连接，三脚排针P1的1脚与第二负温度系数热敏电阻R11的一端连接，第二负温度系数热敏电阻R11的另一端接+5V电压，三脚排针P1的3脚和第一稳压二极管D1的正极连接并接地；第九电阻R9的另一端与第二稳压二极管D2的正极连接，第二稳压二极管D2的负极与第一限流二极管D3的正极和第四三极管Q4的基极连接，第一限流二极管D3的负极与第四三极管Q4的发射极和第七电阻R37的一端连接，第七电阻R7的另一端接+24V电压输出，第四三极管Q4的集电极与第六电阻R6一端和第八电阻R8的一端连接，第八电阻R8的另一端接地；第六电阻R6另一端与第三三极管Q3的基极连接，第三三极管Q3的发射极接地，第三三极管Q3的集电极接信号USART2_RX和第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端接+3.3V电压。
工作过程如下：输入低电平信号时，第一三极管Q1导通，第一三极管Q1的集电极输出高电平，因此第二三极管Q2导通，第二三极管Q2的集电极输出低电平，因此第四三极管Q4导通，第四三极管Q4的集电极输出高电平，因此第三三极管Q3导通，第三三极管Q3的集电极输出低电平。输入高电平信号时，第一三极管Q1截止，第一三极管Q1的集电极输出低电平，因此第二三极管Q2截止，第二三极管Q2的集电极输出高电平，因此第四三极管Q4截止，第四三极管Q4的集电极输出低电平，因此第三三极管Q3截止，第三三极管Q3的集电极输出高电平。
如图2所示，串口输出电路，其中串口输入电路包括五个个电阻和两个三极管，第十电阻R12的一端接信号TxD和第十一电阻R13的一端，第十电阻R12的另一端接+5V电压，第十一电阻R13的另一端与第五三极管Q5的基极连接，第五三极管Q5的集电极与第十二电阻R14的一端和第十三电阻R15的一端连接，第十二电阻R14的另一端接地，第五三极管Q5的发射极接+5V电压，第十三电阻R15的另一端与第六三极管Q6的基极连接，第六三极管Q6的集电极与第十四电阻R16的一端连接；第六三极管Q6的发射极接地。
工作过程如下：当接收到高电平时第五三极管Q5截止，第五三极管Q5的集电极输出低电平，因此第六三极管Q6截止，第六三极管Q6的集电极输出高电平。当接收到低电平时，第五三极管Q5导通，第五三极管Q5截止的集电极输出高电平，因此第六三极管Q6导通，第六三极管Q6的集电极输出低电平。
如图3所示，串口输入电路包括六个电阻、两个电容、一个稳压二极管、两个三极管和两个限流二极管。第十四电阻R16的另一端与第十六电阻R18的一端、第二限流二极管D4的正极和第十五电阻R17的一端连接；第十六电阻R18的另一端与第三稳压二极管D6的正极连接，第三稳压二极管D6的负极与第三限流二极管D5的正极和第八三极管Q8的基极连接，第三限流二极管D5的负极与第十七电阻R19的一端和第八三极管Q8的发射极连接，第八三极管Q8的集电极与第十九电阻R21的一端和第十八电阻R20的一端连接，第十八电阻R20的另一端与第七三极管Q7的基极连接；第七三极管Q7的发射极、第十九电阻R21的另一端接地，第七三极管Q7的集电极接信号RxD和第二十电阻R22的一端；第二十电阻R22的另一端接+5V电压，第十七电阻R19的另一端与第二限流二极管D4的负极、第十七电阻R17的另一端和第一电容C1的一端连接并接+24V电压输出，第一电容C1的另一端与第二电容C2的一端连接，第二电容C2的另一端接地。
工作过程如下：VIN是高电平时，第八三极管Q8截止，第八极管Q8的集电极输出低电平，因此第七三极管Q7截止，第七三极管Q7的集电极输出高电平。VIN是低电平时，第八三极管Q8导通，第八三极管Q8的集电极输出高电平，因此第七三极管Q7导通，第七三极管Q7的集电极输出低电平。
Claims (1)
1.一种电平转换和串口收发电路包括电平转换模块，串口输出模块和串口输入模块；
其特征在于：所述的电平转换模块包括九个电阻、两个负温度系数热敏电阻、四个三极管、两个稳压二极管D1和D2、一个限流二极管D3和一个三脚排针P1；
第一电阻R1的一端接信号USART2_TX，另一端与第一极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的发射极接+3.3V电压，第一三极管Q1的集电极与第二电阻R2的一端、第三电阻R3的一端连接，第二电阻R2的另一端接地；第三电阻R3的另一端与第二三极管Q2的基极连接，第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的集电极与第四电阻R4的一端、第九电阻R9的一端和第一负温度系数热敏电阻R10的一端连接，第四电阻R4的另一端接+24V电压输出，第一负温度系数热敏电阻R10的另一端与第一稳压二极管D1的负极和三脚排针P1的2脚连接，三脚排针P1的1脚与第二负温度系数热敏电阻R11的一端连接，第二负温度系数热敏电阻R11的另一端接+5V电压，三脚排针P1的3脚和第一稳压二极管D1的正极连接并接地；第九电阻R9的另一端与第二稳压二极管D2的正极连接，第二稳压二极管D2的负极与第一限流二极管D3的正极和第四三极管Q4的基极连接，第一限流二极管D3的负极与第四三极管Q4的发射极和第七电阻R7的一端连接，第七电阻R7的另一端接+24V电压输出，第四三极管Q4的集电极与第六电阻R6一端和第八电阻R8的一端连接，第八电阻R8的另一端接地；第六电阻R6另一端与第三三极管Q3的基极连接，第三三极管Q3的发射极接地，第三三极管Q3的集电极接信号USART2_RX和第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端接+3.3V电压；
所述的串口输出模块包括五个电阻和两个三极管，第十电阻R12的一端接信号TxD和第十一电阻R13的一端，第十电阻R12的另一端接+5V电压，第十一电阻R13的另一端与第五三极管Q5的基极连接，第五三极管Q5的集电极与第十二电阻R14的一端和第十三电阻R15的一端连接，第十二电阻R14的另一端接地，第五三极管Q5的发射极接+5V电压，第十三电阻R15的另一端与第六三极管Q6的基极连接，第六三极管Q6的集电极与第十四电阻R16的一端连接；第六三极管Q6的发射极接地；
所述的串口输入模块包括六个电阻、两个电容、一个稳压二极管、两个三极管和两个限流二极管；第十四电阻R16的另一端与第十六电阻R18的一端、第二限流二极管D4的正极和第十五电阻R17的一端连接；第十六电阻R18的另一端与第三稳压二极管D6的正极连接，第三稳压二极管D6的负极与第三限流二极管D5的正极和第八三极管Q8的基极连接，第三限流二极管D5的负极与第十七电阻R19的一端和第八三极管Q8的发射极连接，第八三极管Q8的集电极与第十九电阻R21的一端和第十八电阻R20的一端连接，第十八电阻R20的另一端与第七三极管Q7的基极连接；第七三极管Q7的发射极、第十九电阻R21的另一端接地，第七三极管Q7的集电极接信号RxD和第二十电阻R22的一端；第二十电阻R22的另一端接+5V电压，第十七电阻R19的另一端与第二限流二极管D4的负极、第十五电阻R17的另一端和第一电容C1的一端连接并接+24V电压输出，第一电容C1的另一端与第二电容C2的一端连接，第二电容C2的另一端接地。
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