CN202353545U - 基于热插拔的ttl/cmos转rs232的电平转换接口电路 - Google Patents

Abstract

基于热插拔的TTL/CMOS转RS232的电平转换接口电路，为了改进测试用的电平转换装置的使用寿命，电平转换电路结构中包括电平转换芯片、电平转换芯片输入输出用的限流电路、在TTL/CMOS接口与电平转换芯片之间设置的电压钳位电路和去耦电路，TTL/CMOS接口发送的TTL/CMOS数据信号经电压钳位、限流、去耦后输入至电平转换芯片的输入端，电平转换芯片处理后经RS232接口输出RS232数据信号。本实用新型克服了使用次数少，寿命短，兼容性差的缺点，能有效提高装置在产品测试过程中的误操作，次数多以及ESD问题，从而提高产品调试测试的精度与效率，节省测试时间，达到提高产能的目的。

Description

基于热插拔的TTL/CMOS转RS232的电平转换接口电路

技术领域

本实用新型属于电路技术领域，涉及到一种对通讯设备进行测试用的电平转换接口电路，特别是一种基于热插拔的高可靠性的电平转换接口电路。在产品开发时可用于与计算机连接样机调试，在产品量产时可作为在产线上作为产品与计算机进行软硬件测试的工具。

背景技术

电平转换电路的应用非常广泛，特别是在生产测试工段，每个测试工位都需要使用3到4个进行产品测试。在我们设计的通信产品的研发与生产中，电平转换接口电路用于待测产品串行口TTL/CMOS电平接口与PC RS232电平接口的电平转换，实现待测产品与PC之间的串行数据通信。在测试中经常能发现装置无法通信，或通信速率低，或误码率高或时好时坏的现象，严重影响了我们的开发与生产测试工作。

据同维工厂测试产线粗略估计，一个串口卡寿命约为4天，最多能测试3200片板卡，终止了寿命。消除串口卡失效问题通常约需15分钟。装置在测试时，存在反复的机械拔插与热拔插现象；另外，装置没有外壳，所以也存在ESD静电释放现象。如果能解决该装置的可靠性问题，将能有效提高生产测试中的效率，节省测试时间，从而增加产能。为了找出装置失效的根本原因，我们启动了失效分析任务。通过失效分析，我们发现，热拔插与ESD静电释放是装置不可靠的根本原因。纵观行业内一些技术情况，没找到针对该装置防热拔插与ESD设计的有用参考文献，因此本技术还需要通过试验改良设计以满足应用的需求。

发明内容

本实用新型的目的是为了改进测试用的电平转换装置的使用寿命，提供一种新的支持热拔插的高可靠度TTL/CMOS转RS232的电平转换接口电路， 通过在电平转换芯片周围设计去耦电路、电压钳位电路、及限流电路来减少误操作、热拔插以及静电释放ESD现象的危害。

本实用新型为实现发明目的采用的技术方案是，基于热插拔的TTL/CMOS转RS232的电平转换接口电路，包括TTL/CMOS接口、RS232接口、以及在以上接口之间设置的电平转换电路，关键是：所述的电平转换电路结构中包括电平转换芯片、电平转换芯片输入输出用的限流电路、在TTL/CMOS接口与电平转换芯片之间设置的电压钳位电路和去耦电路，TTL/CMOS接口发送的TTL/CMOS数据信号经电压钳位、限流、去耦后输入至电平转换芯片的输入端，电平转换芯片处理后经RS232接口输出RS232数据信号。

本实用新型克服了使用次数少，寿命短，兼容性差的缺点，能有效提高装置在产品测试过程中存在误操作、热拔插以及ESD问题下的使用寿命，从而提高产品调试测试的精度与效率，节省测试时间，达到提高产能的目的。

附图说明

图1是本实用新型的具体电路原理图。

附图中，J1是RS232接口，U是电平转换芯片，P1与P2是结构特性不同的TTL/CMOS接口，R1-R10是电阻，D1-D3是钳位二极管，D4是发光二极管，C1-C5是电容。

具体实施方式

基于热插拔的TTL/CMOS转RS232的电平转换接口电路，包括TTL/CMOS接口、RS232接口J1、以及在以上接口之间设置的电平转换电路，关键是：所述的电平转换电路结构中包括电平转换芯片U、电平转换芯片U输入输出用的限流电路、在TTL/CMOS接口与电平转换芯片U之间设置的电压钳位电路和去耦电路，TTL/CMOS接口发送的TTL/CMOS数据信号经电压钳位、限流、去耦后输入至电平转换芯片U的输入端，电平转换芯片U处理后经RS232接口J1输出RS232数据信号。

在电平转换电路结构中还设置有防反插指示电路，防反插指示电路与电平转换芯片U的第二输出端连接。

在电平转换电路结构中还设置有维修置换电阻对R6、R8，连接在电平转换芯片U与RS232接口J1之间。

在电平转换电路结构中还设置有与电平转换芯片U连接的电压泵辅助电路，包括一组电容C1、C2、C3、C4。

上述的电平转换芯片U的型号为MAX3232。

上述的限流电路结构中包括在电平转换芯片U输入、输出端设置的一组限流电阻。

上述的电压钳位电路结构中包括三个钳位二极管D1、D2、D3。

上述的去耦电路包括去耦电容C5。

上述的防反插指示电路包括发光二极管D4和电阻R9，连接在工作电源与电平转换芯片U之间。

参看图1，举出了一个具体实施例电路原理图。

电平转换芯片U选型为MAX3232E，实现TTL/CMOS电平与RS232电平转换功能；电压泵功能辅助电路由电容C1，C2，C3，C4组成，为电平转换芯片U实现电平转换提供辅助储能升压电容，共同完成电压由TTL/CMOS升至RS232电平；突波电压钳位电路由钳位二极管D1，D2，D3组成，对节点电压实现钳位功能，分别将三节点间电压钳位在6V以下；限流电路，由电阻R1，R2，R3，R4，R5，R7，R10组成，实现引脚1，引脚2，引脚3，引脚4，突波电流限制在15mA以内，引脚 5限制在50mA以内；防反插指示电路由电阻R9和发光二极管D4组成，实现防反插指示功能，当P1或P2插反时发光二极管D4显示为灭，当正确连接时显示为亮；维修置换电阻由电阻R6，R8组成，当引脚3，引脚4在使用中损坏时，将R7，R10拆除，R6、R8可延长电平转换芯片U的使用寿命；去耦电路由C5组成，实现对引脚5电路10MHz以下小幅度噪声去耦功能。

按照改良设计制作完成后的电平转换接口电路，将20套手工样品，在工厂测试现场从2009年12月16日-2010年4月22日共68天，连续拔插次数超过52421次（拔插作一次），样品失效。

表1：

上表表明改良后的装置使用寿命是现有技术装置的17倍，设计目标满足。每使用一套装置，每年可节省时间2180小时，

表2：

按每小时生产30件产品计算，每年可增产64440件，

2180 ╳ 30 = 64440件/年

按每件产生5元的利润计算，每年可增加：

64440件/年 ╳  6 元/件  = 322200元/年（见表2）。

综上所述，改良后的测试装置寿命是原设计寿命的17倍，使用该装置，按同维公司200个测试工位的配置，年产值可增长322200元/年。

Claims (9)

1.基于热插拔的TTL/CMOS转RS232的电平转换接口电路，包括TTL/CMOS接口、RS232接口（J1）、以及在以上接口之间设置的电平转换电路，其特征在于：所述的电平转换电路结构中包括电平转换芯片（U）、电平转换芯片（U）输入输出用的限流电路、在TTL/CMOS接口与电平转换芯片（U）之间设置的电压钳位电路和去耦电路，TTL/CMOS接口发送的TTL/CMOS数据信号经电压钳位、限流、去耦后输入至电平转换芯片（U）的输入端，电平转换芯片（U）处理后经RS232接口（J1）输出RS232数据信号。

2.根据权利要求1所述的基于热插拔的TTL/CMOS转RS232的电平转换接口电路，其特征在于：在电平转换电路结构中还设置有防反插指示电路，防反插指示电路与电平转换芯片（U）的第二输出端连接。

3.根据权利要求1所述的基于热插拔的TTL/CMOS转RS232的电平转换接口电路，其特征在于：在电平转换电路结构中还设置有维修置换电阻对（R6、R8），连接在电平转换芯片（U）与RS232接口（J1）之间。

4.根据权利要求1所述的基于热插拔的TTL/CMOS转RS232的电平转换接口电路，其特征在于：在电平转换电路结构中还设置有与电平转换芯片（U）连接的电压泵辅助电路，包括一组电容（C1、C2、C3、C4）。

5.根据权利要求1所述的基于热插拔的TTL/CMOS转RS232的电平转换接口电路，其特征在于：所述的电平转换芯片（U）的型号为MAX3232。

6.根据权利要求1所述的基于热插拔的TTL/CMOS转RS232的电平转换接口电路，其特征在于：所述的限流电路结构中包括在电平转换芯片（U）输入、输出端设置的一组限流电阻。

7.根据权利要求1所述的基于热插拔的TTL/CMOS转RS232的电平转换接口电路，其特征在于：所述的电压钳位电路结构中包括三个钳位二极管（D1、D2、D3）。

8.根据权利要求1所述的基于热插拔的TTL/CMOS转RS232的电平转换接口电路，其特征在于：所述的去耦电路包括去耦电容（C5）。

9.根据权利要求2所述的基于热插拔的TTL/CMOS转RS232的电平转换接口电路，其特征在于：所述的防反插指示电路包括发光二极管（D4）和电阻（R9），连接在工作电源与电平转换芯片（U）之间。

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