CN208424336U - 一种基于模拟开关的电平选择电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于模拟开关的电平选择电路，包括：电平转换模块和模拟开关选通模块，所述电平转换模块包括RS232电平模块、CMOS电平模块和电流环电平模块中的至少两个模块，所述RS232电平模块、CMOS电平模块和电流环电平模块分别与所述模拟开关选通模块相连接。本实用新型通过包括了模拟开关芯片的模拟开关选通模块来实现硬件电路的通道选通和关闭，进而通过电路方式让模拟电平通过，以通道选择切换至电平转换模块中的不同模块所对应的电平，实现与用继电器选通一样的效果，为兼容RS232电平、TTL电平和CMOS电平中至少两种常用电平提供了硬件基础，并且可以避免继电器寿命短的问题。

Description

一种基于模拟开关的电平选择电路

技术领域

本实用新型涉及一种电平选择电路，尤其涉及一种基于模拟开关的电平选择电路。

背景技术

在数据通信传输的过程中，根据不同的场合，需要用到不同的电平来作为通信载体，比如最常用的串口通信包括常规的RS232电平、TTL电平和CMOS电平。如果同一个产品需要同时兼容这些电平，目前市面主流常用方案是使用继电器进行电路的切换，或者通过跳线的方式对不同的方式进行选择，其中，用继电器的方案存在继电器使用寿命短的问题，使用跳线的方式存在对终端用户操作繁琐的问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是需要提供一种能够为兼容RS232电平、TTL电平和CMOS电平中至少两种常用电平提供硬件基础的基于模拟开关的电平选择电路。

对此，本实用新型提供一种基于模拟开关的电平选择电路，包括：电平转换模块和模拟开关选通模块，所述电平转换模块包括RS232电平模块、CMOS电平模块和电流环电平模块中的至少两个模块，所述RS232电平模块、CMOS电平模块和电流环电平模块分别与所述模拟开关选通模块相连接。

本实用新型的进一步改进在于，所述模拟开关选通模块包括第一模拟开关芯片U1、电阻R66、电容C88、第二模拟开关芯片U5、电阻R65和电容C89，所述第一模拟开关芯片U1的电源引脚分别与所述电阻R66的一端和电容C88的一端相连接，所述电阻R66的另一端连接至电源端，所述电容C88的另一端接地；所述第二模拟开关芯片U5的电源引脚分别与所述电阻R65的一端和电容C89的一端相连接，所述电阻R65的另一端连接至电源端，所述电容C89的另一端接地。

本实用新型的进一步改进在于，所述RS232电平模块包括RS232收发芯片U7和电容C301，所述RS232收发芯片U7的电源引脚分别与电源端和电容C301的一端相连接，所述电容C301的另一端接地。

本实用新型的进一步改进在于，所述RS232收发芯片U7的数据输入引脚与所述第一模拟开关芯片U1的通道引脚相连接；所述RS232收发芯片U7的数据输出引脚与所述第二模拟开关芯片U5的通道引脚相连接。

本实用新型的进一步改进在于，所述电流环电平模块包括电阻R37和三极管Q3，所述电阻R37的一端与所述第一模拟开关芯片U1的一个通道引脚相连接，所述电阻R37的另一端连接至所述三极管Q3的基极，所述三极管Q3的集电极连接至所述第一模拟开关芯片U1的另一个通道引脚，所述三极管Q3的发射极接地。

本实用新型的进一步改进在于，所述电流环电平模块还包括电阻R39、电阻R40、电阻R45、电阻R53和三极管Q5，所述电阻R39的一端和电阻R40的一端连接至电源端，所述电阻R40的另一端、电阻R45的一端以及电阻R53的一端均连接至第二模拟开关芯片U5的一个通道引脚，所述电阻R53的另一端接地，所述电阻R45的另一端连接至三极管R5的基极，所述三极管Q5的集电极和电阻R39的另一端连接至所述第二模拟开关芯片U5的另一个通道引脚，所述三极管Q5的发射极接地。

本实用新型的进一步改进在于，所述CMOS电平模块为0欧姆电阻。

本实用新型的进一步改进在于，还包括控制模块，所述控制模块与所述模拟开关选通模块相连接。

本实用新型的进一步改进在于，还包括LED指示模块，所述LED指示模块与所述控制模块相连接。

本实用新型的进一步改进在于，还包括麦克风模块，所述麦克风模块与所述控制模块相连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：通过包括了模拟开关芯片的模拟开关选通模块来实现硬件电路的通道选通和关闭，进而通过电路方式让模拟电平通过，以不同的通道选择切换至所述RS232电平模块、CMOS电平模块和电流环电平模块中的电平，实现与用继电器选通一样的效果，为兼容RS232电平、TTL电平和CMOS电平中至少两种常用电平提供了硬件基础，并且可以避免继电器寿命短的问题。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的模块结构示意图；

图2是本实用新型一种实施例的RS232电平模块的电路原理图；

图3是本实用新型一种实施例的电流环电平模块的电路原理图；

图4是本实用新型一种实施例的模拟开关选通模块的电路原理图；

图5本实用新型一种实施例的控制模块的电路原理图；

图6本实用新型一种实施例的LED指示模块的电路原理图；

图7本实用新型一种实施例的麦克风模块的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明。

如图1至图4所示，本例提供一种基于模拟开关的电平选择电路，包括：电平转换模块和模拟开关选通模块4，所述电平转换模块包括RS232电平模块1、CMOS电平模块2和电流环电平模块3中的至少两个模块，所述RS232电平模块1、CMOS电平模块2和电流环电平模块3分别与所述模拟开关选通模块4相连接。

本例所述电平转换模块优选包括RS232电平模块1、CMOS电平模块2和电流环电平模块3。所述电平转换模块左边连接至TTL电平，模拟开关选通模块4的右边连接至接口线路，该接口线路就是产品对外的电平接口。其中，RS232的逻辑1电平为-3V~-15V，逻辑0的电平为+3V~+15V，电平跨度很大。TTL的电平标准为输出逻辑0为<0.8V；输出逻辑1为>2.4V。输入逻辑0为<1.2V；输入逻辑1为>2.0V。COMS的电平标准为输出逻辑0为<0.1*Vcc；输出逻辑1为>0.9*Vcc；输入逻辑0为<0.3*Vcc；输入逻辑1为>0.7Vcc。由此可见，RS232电平、TTL电平和CMOS电平这三种电平，在各自的通信过程里，是必须要使用与其对应的电平转换电路的。

本例所述模拟开关选通模块4，在同一个时刻，只会允许将接口线路和电平转换模块中的一个模块进行连通。所述RS232电平模块1用于把TTL电平转换成RS232电平，以及把RS232电平转换成TTL电平。所述CMOS电平模块2用于把TTL电平转换成CMOS电平，以及把CMOS电平转换成TTL电平。所述电流环电平模块3用于通过电流驱动电阻，形成电压，从而将电流转换成电压（符合TTL要求的电压），也就是所述电流环电平模块3用于将电流和TTL电平之间进行转换。所述电平转换模块的这三个模块是一直处于工作状态下的，而在同一时刻只能有一个模块接通。

如图4所示，本例所述模拟开关选通模块4包括第一模拟开关芯片U1、电阻R66、电容C88、第二模拟开关芯片U5、电阻R65和电容C89，所述第一模拟开关芯片U1的电源引脚分别与所述电阻R66的一端和电容C88的一端相连接，所述电阻R66的另一端连接至电源端，所述电容C88的另一端接地；所述第二模拟开关芯片U5的电源引脚分别与所述电阻R65的一端和电容C89的一端相连接，所述电阻R65的另一端连接至电源端，所述电容C89的另一端接地。

本例优选使用两个模拟开关芯片，只有模拟开关芯片才能保证电平的传输之后电平不会产生变化。该模拟开关芯片有A和B两个选择通道，总共可以选通4种电平，本例的电路设计中只用到3个通道，3个通道分别用于对应RS232电平模块1、CMOS电平模块2和电流环电平模块3。

如图2所示，本例所述RS232电平模块1包括RS232收发芯片U7和电容C301，所述RS232收发芯片U7的电源引脚分别与电源端和电容C301的一端相连接，所述电容C301的另一端接地。所述RS232收发芯片U7的数据输入引脚与所述第一模拟开关芯片U1的通道引脚相连接；所述RS232收发芯片U7的数据输出引脚与所述第二模拟开关芯片U5的通道引脚相连接。

该RS232电平模块1优选使用的是MAX3232芯片，功能就是实现TTL电平和RS232电平之间的转换。

如图3所示，本例所述电流环电平模块3包括电阻R37和三极管Q3，所述电阻R37的一端与所述第一模拟开关芯片U1的一个通道引脚相连接，所述电阻R37的另一端连接至所述三极管Q3的基极，所述三极管Q3的集电极连接至所述第一模拟开关芯片U1的另一个通道引脚，所述三极管Q3的发射极接地。

本例所述电流环电平模块3还包括电阻R39、电阻R40、电阻R45、电阻R53和三极管Q5，所述电阻R39的一端和电阻R40的一端连接至电源端，所述电阻R40的另一端、电阻R45的一端以及电阻R53的一端均连接至第二模拟开关芯片U5的一个通道引脚，所述电阻R53的另一端接地，所述电阻R45的另一端连接至三极管R5的基极，所述三极管Q5的集电极和电阻R39的另一端连接至所述第二模拟开关芯片U5的另一个通道引脚，所述三极管Q5的发射极接地。

对于输出，TTL电平的MCU-TX0驱动三极管Q3，三极管Q3属于电流驱动型器件，会产生电流，该电流会驱动另外一边的接收端，产生电压。对于输入，由于电流的驱动端接地，电阻R53会被短路，导致电阻R45节点的电压无法驱动三极管Q5，那么MCU-RX0就会处于高电平，和输出端那么对接就完成一个数据传输的过程。

本例所述CMOS电平模块2优选为0欧姆电阻。因为本例的电源端优选使用的是3.3V的VCC（电源端），而CMOS电平是包含在TTL电平的范围内的，所以，所述CMOS电平模块实际只是0欧姆电阻的连接就可以实现，0欧姆电阻也称跨接电阻器，连接在模拟开关选通模块4的模拟开关芯片未被使用的通道引脚即可。

如图5至图7所示，本例还优选包括控制模块5、LED指示模块6和麦克风模块7，所述控制模块5与所述模拟开关选通模块4相连接，增加该控制模块5能够实现外部控制，为用户的外部控制提供了硬件基础；所述LED指示模块6和麦克风模块7分别与所述控制模块5相连接，用于实现指示功能等。

综上所述，本例通过包括了模拟开关芯片的模拟开关选通模块4来实现硬件电路的通道选通和关闭，进而通过电路方式让模拟电平通过，以不同的通道选择切换至所述RS232电平模块1、CMOS电平模块2和电流环电平模块3中的电平，实现与用继电器选通一样的效果，为兼容RS232电平、TTL电平和CMOS电平中至少两种常用电平提供了硬件基础，并且可以避免继电器寿命短的问题。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于模拟开关的电平选择电路，其特征在于，包括：电平转换模块和模拟开关选通模块，所述电平转换模块包括RS232电平模块、CMOS电平模块和电流环电平模块中的至少两个模块，所述RS232电平模块、CMOS电平模块和电流环电平模块分别与所述模拟开关选通模块相连接。

2.根据权利要求1所述的基于模拟开关的电平选择电路，其特征在于，所述模拟开关选通模块包括第一模拟开关芯片U1、电阻R66、电容C88、第二模拟开关芯片U5、电阻R65和电容C89，所述第一模拟开关芯片U1的电源引脚分别与所述电阻R66的一端和电容C88的一端相连接，所述电阻R66的另一端连接至电源端，所述电容C88的另一端接地；所述第二模拟开关芯片U5的电源引脚分别与所述电阻R65的一端和电容C89的一端相连接，所述电阻R65的另一端连接至电源端，所述电容C89的另一端接地。

3.根据权利要求2所述的基于模拟开关的电平选择电路，其特征在于，所述RS232电平模块包括RS232收发芯片U7和电容C301，所述RS232收发芯片U7的电源引脚分别与电源端和电容C301的一端相连接，所述电容C301的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的基于模拟开关的电平选择电路，其特征在于，所述RS232收发芯片U7的数据输入引脚与所述第一模拟开关芯片U1的通道引脚相连接；所述RS232收发芯片U7的数据输出引脚与所述第二模拟开关芯片U5的通道引脚相连接。

5.根据权利要求2所述的基于模拟开关的电平选择电路，其特征在于，所述电流环电平模块包括电阻R37和三极管Q3，所述电阻R37的一端与所述第一模拟开关芯片U1的一个通道引脚相连接，所述电阻R37的另一端连接至所述三极管Q3的基极，所述三极管Q3的集电极连接至所述第一模拟开关芯片U1的另一个通道引脚，所述三极管Q3的发射极接地。

6.根据权利要求5所述的基于模拟开关的电平选择电路，其特征在于，所述电流环电平模块还包括电阻R39、电阻R40、电阻R45、电阻R53和三极管Q5，所述电阻R39的一端和电阻R40的一端连接至电源端，所述电阻R40的另一端、电阻R45的一端以及电阻R53的一端均连接至第二模拟开关芯片U5的一个通道引脚，所述电阻R53的另一端接地，所述电阻R45的另一端连接至三极管R5的基极，所述三极管Q5的集电极和电阻R39的另一端连接至所述第二模拟开关芯片U5的另一个通道引脚，所述三极管Q5的发射极接地。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的基于模拟开关的电平选择电路，其特征在于，所述CMOS电平模块为0欧姆电阻。

8.根据权利要求1至6任意一项所述的基于模拟开关的电平选择电路，其特征在于，还包括控制模块，所述控制模块与所述模拟开关选通模块相连接。

9.根据权利要求8所述的基于模拟开关的电平选择电路，其特征在于，还包括LED指示模块，所述LED指示模块与所述控制模块相连接。

10.根据权利要求8所述的基于模拟开关的电平选择电路，其特征在于，还包括麦克风模块，所述麦克风模块与所述控制模块相连接。