CN201204574Y - 一种rs232信号电平转换电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公告了一种RS232信号电平转换电路，包括：至少一个用于逻辑电平转换的光电耦合管，所述光电耦合管的发光二极管侧与光敏三极管侧使用不同且相互隔离的电源和地，所述发光二极管的信号输入端和光敏三极管的信号输入端分别与RS232通讯对应端口相连。本实用新型的电平转换电路结构简单，PCB板布线简单，面积小，成本低，具有较好的可靠性和抗干扰性，应用范围广泛，可以适用于RS232的全双工和半双工的通讯模式。而且本专利结合RS232通讯中全双工、半双工、RTS或DTR端不能他用等情况，利用光耦隔离的电平转换功能，真正实现了用光电耦合管进行RS232接收和发射双边通讯的全部功能。

Description

一种RS232信号电平转换电路

技术领域

本实用新型涉及与RS232串口进行简单通讯的匹配电路。

背景技术

随着通讯行业的日益发展，人们经常要利用信息交流，数据通讯以及实时监控等等。在测控设备之间进行通讯时广泛的应用RS232串口通讯协议方式，但由于RS232的电平与TTL电平以及CMOS电平的不匹配性，需要将两者的逻辑电平进行转换，以适应相互通讯的要求。一般情况下，使用者多采用RS232电平转换芯片，这样做不仅加大了成本，而且没有将不同设备间的信号进行对地隔离，引入的强电可能会造成对某些使用单片机通讯的设备造成损坏的危险。而如果在使用电平转换芯片的同时再附加使用光电隔离，其成本将进一步加大。

专利申请号为CN03224039.2名为一种计算机与单片机电平转换电路的申请中，其电路结构如图1所示。该电路存在如下的缺陷。当单片机的TXD端发送高电平时，光耦另一端通过电阻R2连接至计算机侧串口的RXD即端口2被拉至被定义为GND电位的端口5相同的电平，而0V电平在RS232串口的实际通讯中，是计算机无法识别的数据信号，从而此电路无法正常完成发送侧的通讯的。而且考虑到实际RS232通讯中，RTS多被作为其它用途，利用其作为+12V电源的专利实用性有限。

实用新型内容

本实用新型为了解决以上的技术问题，提出了一种RS232信号电平转换电路，完成采用不同设备之间的RS232通讯，解决电平不匹配的问题，有效隔离信号，性能可靠，且电路成本低。

本实用新型提出的RS232信号电平转换电路：至少一个用于逻辑电平转换的光电耦合管，所述光电耦合管的发光二极管侧与光敏三极管侧使用不同且相互隔离的电源和地，所述发光二极管的信号输入端和光敏三极管的信号输入端分别与RS232通讯对应端口相连。

优选的，通过一个独立的电源为所述光电耦合管提供一组+12V、-12V、地电平。

优选的，在全双工模式下与计算机进行通讯时，所述光电耦合管的其中一组电源和地电平为计算机系统的数据终端就绪信号和请求传送信号。

优选的，在半双工模式下与计算机进行通讯时，所述光电耦合管的其中一组负电源为TXD信号端。

本实用新型的有益效果是：电平转换电路结构简单，PCB板布线简单，面积小，成本低，具有较好的可靠性和抗干扰性，应用范围广泛，可以适用于RS232的全双工和半双工的通讯模式。而且本专利结合RS232通讯中全双工、半双工、RTS或DTR端不能他用等情况，利用光耦隔离的电平转换功能，真正实现了用光电耦合管进行RS232接收和发射双边通讯的全部功能。

附图说明

图1是现有技术的电平转换电路结构图；

图2a是本实用新型优选实施例一的正逻辑传送实现电平转换电路结构图；

图2b是本实用新型优选实施例一的负逻辑传送实现电平转换电路结构图；

图3a是本实用新型优选实施例二的正逻辑传送实现电平转换电路结构图；

图3b是本实用新型优选实施例二的负逻辑传送实现电平转换电路结构图；

图4a是本实用新型优选实施例三的正逻辑传送实现电平转换电路结构图；

图4b是本实用新型优选实施例三的负逻辑传送实现电平转换电路结构图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例和附图对本实用新型作进一步详细描述。RTS为请求传送信号，DTR为数据终端就绪信号。

实施例一：典型模式

该模式适用于普遍的利用RS232方式通讯的单板。前提需要有一个独立的电源提供RS232的+12V/-12V/GND电平。在两块单板通讯时，可利用DB9中空余的信号线传送+/—12V电平。

如图2所示，在图2a的正逻辑传送实现电路中，RS232通讯中用光耦实现电平转换电路，包括两个光电耦合管光电耦合管1和光电耦合管2，所述的光电耦合管的发光二极管输入端和光敏三极管的输出端分别接至通讯模块的RS232通讯端口，实现逻辑电平的转换。光电耦合管的发光二极管和光敏三极管之间的电源和地相互隔离。图1中全双工模式通讯，光耦U1包括限流电阻R1、R2作为数据发送侧，其发光二极管的阳极一端通过限流电阻R1与电源VCC′相连，阴极做为光耦U1的输入端TXD′；光敏三极管的发射极接TXD端且通过限流电阻R2连接到—12V电源上，其集电极接+12V电源。光耦U2包括限流电阻R3、R4做为数据接收侧，光耦U2的发光二极管的阳极通过限流电阻R4接+12V或者GND电平，阴极端做为输入端接RXD；光敏三极管的发射极做为输出端RXD′通过限流电阻R3与地电平GND′相连，其集电极接电源电平VCC′。VCC′和GND′做为一组电源和地电平。反之，反逻辑传送实现电路如图2b也是如此，只是接线方式有所变更。

上述电路的功能具体描述如下：以正逻辑传送实现电路为例：

当发送数据端口TXD′为逻辑0(零电平)时，其连接端的光耦开始工作，发光二极管发光，光敏三极管导通，发送数据接口TXD被拉至+12V，设置成的电源高电平(逻辑1)；当发送数据端TXD′为逻辑1(正电平)时，其连接端的光耦不工作，发送数据端口TXD被下拉为—12V的低电平(逻辑1)。

当接收数据端口RXD为逻辑1(-12V电平)时，其连接端的光耦开始工作，发光二极管发光，光敏三极管导通，接收数据接口RXD’被拉至VCC’高电平(逻辑1)；当接收数据端RXD为逻辑0(+12电平)时，其连接端的光耦不工作，发送数据端口RXD’被下拉为GND’的低电平(逻辑0)。

反逻辑传送实现电路原理与上述类似。

实施例二：RS232通讯中用光耦实现电平转换工作在全双工模式下与计算机通讯的实施例。

这是一种特殊情况，可以利用计算机本身的某些信号用做电源，即充当电源模块的作用，利用DTR(RTS)充当+12V电平；利用RTS(DTR)充当—12V电平。关于DTR或RTS的电平定义可在计算机通信程序中设定实现。

如图3中所示电路，由于跟计算机通讯可以利用计算机本身的电平，故是图3是图2的一种特殊应用而已。本图的设计由DTR和RTS分别充当正负12V电源，DTR/RTS可通过计算机通信程序中进行设置，设为正负电平。通讯原理与图2相同。图3a为正逻辑电路，图3b为负逻辑电路。

实施例三：RS232通讯中用光耦实现电平转换工作在半双工模式下与计算机通讯的实施例。

由于在很多RS232通讯中RTS或者DTR有专门的使用，故不能使用这个信号，考虑到TXD在不发送数据时是正逻辑即—12V。故考虑将其作为—12V负电源。可以实现RS232的半双工通讯。

在图4中，因为在实际通讯电路中，RTS(DTR)信号有其它用处被占用，可调整电路实现半双工模式通讯。利用计算机的TXD口在半双工通讯方式，接收数据时为—12V(即逻辑1)。用之作为接收方式的—12V电源。通讯原理与图2相同。只是计算机的TXD在发送时有专门的定义。故只能在半双工方式利用其作为计算机接收的负电源(—12V)。图4a为正逻辑电路，图4b为负逻辑电路。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种RS232信号电平转换电路，其特征在于，所述电路包括：至少一个用于逻辑电平转换的光电耦合管，所述光电耦合管的发光二极管侧与光敏三极管侧使用不同且相互隔离的电源和地，所述发光二极管的信号输入端和光敏三极管的信号输入端分别与RS232通讯对应端口相连。

2.根据权利要求1所述的RS232信号电平转换电路，其特征在于，通过一个独立的电源为所述光电耦合管提供一组+12V、-12V、地电平。

3.根据权利要求1所述的RS232信号电平转换电路，其特征在于，在全双工模式下与计算机进行通讯时，所述光电耦合管的其中一组电源和地电平为计算机系统的数据终端就绪信号和请求传送信号。

4.根据权利要求1所述的RS232信号电平转换电路，其特征在于，在半双工模式下与计算机进行通讯时，所述光电耦合管的其中一组负电源为TXD信号端。

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