CN104009462B - 一种自适应电平的通信接口适配电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通信接口适配电路。电路由N沟道增强型MOS场效应管Q1、N沟道增强型MOS场效应管Q2、上拉电阻R1、上拉电阻R2、工作电源VCC1、工作电源VCC2组成。其中上拉电阻R1分别与VCC1、Q1的源极相连；上拉电阻R2分别与VCC2、Q2的源极相连；Q1的栅极与VCC1相连，Q1的漏极与Q2的漏极相连；Q2的栅极与VCC2相连；Q1的漏极与Q2的漏极相连。采用本电路，不仅具有免判断工作电压大小进行接口电平的自适应适配，而且还具有断电隔离作用，使用更加灵活。
Description
技术领域
本发明涉及一种通信接口适配电路，具体说是涉及一种自适应电平的通信接口适配电路。
背景技术
常用通信接口可分为两种，电压型和电流型。电压型有UART、IIC总线、1wire、LIN总线、SPI等；电流型有：RS-485，CAN总线等。电流型通信设备可以独立供电，不要求统一的参考电压；而电压型通信设备不仅要求统一的参考电压，而且对电压的大小也有严格的要求，否则就会影响通信的可靠性。针对这个问题，申请号200910047872.2公开了一种“两个不通电源系统之间的双向传输接口电路”，利用较低的成本，使得高电平能有效传输。使用该电路需要满足以下两点：（1）VCC1电压应小于VCC2，否则M2会带着M1导通，使得端口1电平被拉低，导致通信失败；（2）如果VCC2断电，会有电流从端口1流向端口2，一方面引起端口1电平变低，影响了端口1与其它端口的通信，另一方面让接到端口2的设备存在灌电流导致关不死的问题。该专利虽然解决了两个不通电源系统之间的双向传输，使得高电平能有效传输，但对于不同的应用场合，工作电压VCC1和VCC2的大小先要做出正确判断，并存在灌电流，这影响了电路使用的灵活性。
发明内容
本发明目的在于提供一种自适应电平的通信接口适配电路，克服了现有通信接口电路使用不灵活，引起通信可靠性降低的不足。
为达到上述目的，本发明的技术方案和措施是：
自适应电平的通信接口适配电路由N沟道增强型MOS场效应管Q1、N沟道增强型MOS场效应管Q2、上拉电阻R1、上拉电阻R2、工作电源VCC1、工作电源VCC2组成。
所述上拉电阻R1一端与工作电源VCC1相连，上拉电阻R1另一端与N沟道增强型MOS场效应管Q1的源极相连。
所述上拉电阻R2一端与工作电源VCC2相连。
所述N沟道增强型MOS场效应管Q1的栅极与工作电源VCC1相连。
所述N沟道增强型MOS场效应管Q1的漏极与Q2的漏极相连。
所述N沟道增强型MOS场效应管Q2的栅极与工作电源VCC2相连。
所述N沟道增强型MOS场效应管Q2的源极与上拉电阻R2另一端相连。
N沟道增强型MOS场效应管在以下两种情况下会导通：（1）栅源电压大于开启电压；（2）漏极电压小于源极电压。高电平传输过程：N沟道增强型MOS场效应管Q1的栅源电压为零，且端口2在上拉电阻R2作用下，N沟道增强型MOS场效应管Q2的栅源电压也为零，此时，两个场效应管的漏极为悬空状态，端口1和端口2分别由上拉电阻R1、上拉电阻R2上拉到各自的工作电压，不用判断工作电压大小，实现了接口电平的自适应功能，使用更加方便。低电平传输过程：若端口1为低电平时，N沟道增强型MOS场效应管Q1的栅源电压大于开启电压，进入导通状态，N沟道增强型MOS场效应管Q1的漏极变为低电平，此时N沟道增强型MOS场效应管Q2的漏极电压小于源极电压，引起N沟道增强型MOS场效应管Q2也导通，N沟道增强型MOS场效应管Q2的源极变为低电平，端口2也变为低电平。若端口2为低电平时，N沟道增强型MOS场效应管Q2的栅源电压大于开启电压，进入导通状态，N沟道增强型MOS场效应管Q2的漏极变为低电平，此时N沟道增强型MOS场效应管Q1的漏极电压小于源极电压，引起N沟道增强型MOS场效应管Q1也导通，N沟道增强型MOS场效应管Q1的源极变为低电平，端口1也变为低电平。若工作电源VCC1或工作电源VCC2关闭，N沟道增强型MOS场效应管Q1或N沟道增强型MOS场效应管Q2的栅源电压及电位均为零，N沟道增强型MOS场效应管Q1或N沟道增强型MOS场效应管Q2始终处于截止状态，因此不会有直流电流从端口1流向端口2或端口2流向端口1，实现了接口的断电隔离作用。
本发明的有益效果是：利用MOS场效应管的工作特点，不仅具有免判断工作电压大小进行接口电平的自适应适配，而且还具有断电隔离作用，使用更加灵活。
附图说明
图1是现有技术结构示意图。
图2是本发明所述电路的实施例。
图3是本发明所述电路的一种应用电路实施例。
具体实施方式
下面将结合附图1，详细叙述本发明的具体实施例。
图1中，现实了“两个不通电源系统之间的双向传输接口电路”是申请号200910047872.2公开的一种双向传输接口电路。
图2中，Q1、Q2为N沟道增强型MOS场效应管，R1、R2为上拉电阻，VCC1、VCC2为工作电源。上拉电阻R1一端与工作电源VCC1相连，上拉电阻R1另一端与N沟道增强型MOS场效应管Q1的源极相连。上拉电阻R2一端与工作电源VCC2相连。N沟道增强型MOS场效应管Q1的栅极与工作电源VCC1相连，N沟道增强型MOS场效应管Q1的漏极与N沟道增强型MOS场效应管Q2的漏极相连。N沟道增强型MOS场效应管Q2的栅极与工作电源VCC2相连。N沟道增强型MOS场效应管Q2的源极与上拉电阻R2一端相连。
高电平传输过程：N沟道增强型MOS场效应管Q1的栅源电压为零，且端口2在上拉电阻R2作用下，N沟道增强型MOS场效应管Q2的栅源电压也为零，此时，两个场效应管的漏极为悬空状态，端口1和端口2分别由上拉电阻R1、上拉电阻R2上拉到各自的工作电压，不用判断工作电压大小，实现了接口电平的自适应功能，使用更加方便。低电平传输过程：若端口1为低电平时，N沟道增强型MOS场效应管Q1的栅源电压大于开启电压，进入导通状态，N沟道增强型MOS场效应管Q1的漏极变为低电平，此时N沟道增强型MOS场效应管Q2的漏极电压小于源极电压，引起N沟道增强型MOS场效应管Q2也导通，N沟道增强型MOS场效应管Q2的源极变为低电平，端口2也变为低电平。若端口2为低电平时，N沟道增强型MOS场效应管Q2的栅源电压大于开启电压，进入导通状态，N沟道增强型MOS场效应管Q2的漏极变为低电平，此时N沟道增强型MOS场效应管Q1的漏极电压小于源极电压，引起N沟道增强型MOS场效应管Q1也导通，N沟道增强型MOS场效应管Q1的源极变为低电平，端口1也变为低电平。若工作电源VCC1或工作电源VCC2关闭，N沟道增强型MOS场效应管Q1或N沟道增强型MOS场效应管Q2的栅源电压及电位均为零，N沟道增强型MOS场效应管Q1或N沟道增强型MOS场效应管Q2始终处于截止状态，因此不会有直流电流从端口1流向端口2或端口2流向端口1，实现了接口的断电隔离作用。
图3给出了一种本发明实施时的应用实例，若有多个工作电源电压不同的设备需要在一条通信线进行通信，本发明可以实现对这多个设备通信接口的进行适配。高电平传输过程：若有一个设备的端口为高电平时，其它设备的端口分别由上拉电阻上拉到各自的工作电压上，实现了高电平传输。低电平传输过程：若有一个设备的端口为低电平时，图中所有的场效应管均会进入导通状态，其它三个设备的端口也变为低电平，实现了低电平的传输。若有一个或几个设备工作电源关闭，该设备端口上的场效应管将始终处于截止状态，不会在端口上形成直流电流回路影响其它设备端口上的高电平，同时不会由于电流倒灌导致设备关不死的问题，实现了接口断电隔离的作用。
Claims (1)
1.一种自适应电平的通信接口适配电路，其特征是：通信接口适配电路由N沟道增强型MOS场效应管Q1、N沟道增强型MOS场效应管Q2、上拉电阻R1、上拉电阻R2、工作电源VCC1、工作电源VCC2组成，其中上拉电阻R1一端与工作电源VCC1相连，上拉电阻R1另一端与N沟道增强型MOS场效应管Q1的源极相连；上拉电阻R2一端与工作电源VCC2相连；N沟道增强型MOS场效应管Q1的栅极与工作电源VCC1相连，N沟道增强型MOS场效应管Q1的漏极与Q2的漏极相连；N沟道增强型MOS场效应管Q2的栅极与工作电源VCC2相连；所述N沟道增强型MOS场效应管Q2的源极与上拉电阻R2另一端相连。
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