CN208766648U - 一种串口双线与单线转换电路及用电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于串口通讯技术领域，提供了一种串口双线与单线转换电路及用电设备，该电路包括双线信号发射端、双线信号接收端，以及与所述双线信号发射端和双线信号接收端均相连的单线信号收发端，所述电路还包括：连接在双线信号发射端的，用于过滤由双线信号发射端发出的高电平信号的第一信号过滤模块；连接在双线信号接收端的，用于过滤单线信号收发端发出的高电平信号的第二信号过滤模块；连接在所述双线信号接收端与第二信号过滤模块之间连接线上的第一高电平信号发送模块。本实用新型实施例通过将高电平信号和低电平信号分开发送和接收，实现双线与单线的转换，避免了传输线上信号的不确定性。

Description

一种串口双线与单线转换电路及用电设备

技术领域

本实用新型属于电气技术领域，尤其涉及一种串口双线与单线转换电路及用电设备。

背景技术

现有技术中，常见的用电设备，例如吸尘器，多是采用单线串口进行通讯，即发射端和接收端都是同一线上，然而上位机多采用双线串口通讯，通过双线串口与各用电设备进行通讯，然而，双线串口与单线串口之间直接进行通讯的时候，电路中会产生不稳定电平信号，为避免电平信号的不稳定，就需要在双线串口与单线串口之间进行转换，使得电平信号在双线串口与单线串口之间稳定传递，不影响用电设备的正常使用，又能保证用电安全。

实用新型内容

本实用新型提供一种串口双线与单线转换电路，旨在解决如何将串行通信中接收和发送分开的双线结构转换为接收和发送合并的单线结构的问题。

本实用新型是这样实现的，一种串口双线与单线转换电路，包括双线信号发射端、双线信号接收端，以及与所述双线信号发射端和双线信号接收端均相连的单线信号收发端，所述电路还包括：

连接在所述双线信号发射端与单线信号收发端之间，用于过滤由所述双线信号发射端发出的高电平信号的第一信号过滤模块；

连接在双线信号接收端与单线信号收发端之间，用于过滤由所述单线信号收发端发出的高电平信号的第二信号过滤模块；

连接在所述双线信号接收端与第二信号过滤模块之间连接线上的第一高电平信号发送模块。

更进一步地，所述电路还包括：

连接在所述第一信号过滤模块与单线信号收发端之间连接线上的第二高电平信号发送模块。

更进一步地，所述第一信号过滤模块包括：

控制极连接所述双线信号发射端、输出极接地的第一三极管；

一端连接电源、一端连接所述第一三极管输入极的第二电阻；

控制极连接所述第一三极输入极、输出极接地、输入极连接所述单线信号收发端的第二三极管。

更进一步地，所述第一三极管控制极串联第一电阻后连接所述双线信号发射端。

更进一步地，所述第一信号过滤模块包括负极连接所述双线信号发射端的第一二极管。

更进一步地，所述第一高电平信号发送模块包括一端连接在所述双线信号接收端与第二信号过滤模块之间连接线上，另一端连接电源的第四电阻。

更进一步地，所述第二高电平信号发送模块包括一端连接在所述第一信号过滤模块与单线信号收发端之间连接线上，另一端连接电源的第三电阻。

更进一步地，所述单线信号收发端串联第五电阻后与所述第一信号过滤模块和第二信号过滤模块相连。

更进一步地，所述第一信号过滤模块包括负极连接所述双线信号发射端的第二二极管。

本实用新型还提供一种用电设备，包括所述的串口双线与单线转换电路。

本实用新型实施例提供的串口双线与单线转换电路，双线信号发射端发送信号时，通过第一信号过滤模块过滤高电平信号，使单线信号收发端只能从双线信号发射端接收到低电平信号，而单线信号收发端被动接收由第一高电平信号发送模块提供的高电平信号，从而使得单线信号收发端接收到与双线信号发射端发送的相同信号。双线信号接收端接收信号时，由单线信号收发端或者双线信号发射端传输过来的信号，通过第二信号过滤模块过滤高电平信号，使双线信号接收端只能从单线信号收发端或者双线信号发射端接收到低电平信号，而双线信号接收端被动接收由第一高电平信号发送模块提供的高电平信号，从而使得双线信号接收端接收到与单线信号收发端或双线信号发射端发送的相同信号。通过将高电平信号和低电平信号分开发送和接收，实现双线与单线的转换，避免了传输线上信号的不确定性。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的串口双线与单线转换电路框图；

图2是本实用新型实施例二提供的串口双线与单线转换电路框图；

图3是本实用新型实施例三至八提供的串口双线与单线转换电路图；

图4是本实用新型实施例九提供的串口双线与单线转换电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例提供了一种串口双线与单线转换电路，包括：连接在双线信号发射端的，用于过滤由双线信号发射端发出的高电平信号的第一信号过滤模块；连接在双线信号接收端的，用于过滤单线信号收发端发出的高电平信号的第二信号过滤模块；连接在双线信号接收端与第二信号过滤模块之间连接线上的第一高电平信号发送模块。本实用新型实施例通过将高电平信号和低电平信号分开发送和接收，实现双线与单线的转换，避免了传输线上信号的不确定性。

实施例一

本实用新型实施例提供了一种串口双线与单线转换电路，如图1所示，包括双线信号发射端TX、双线信号接收端RX，以及与双线信号发射端TX和双线信号接收端RX均相连的单线信号收发端COM，该电路还包括：

连接在双线信号发射端TX与单线信号收发端之间，用于过滤由双线信号发射端TX发出的高电平信号的第一信号过滤模块1；

连接在双线信号接收端RX与单线信号收发端之间，用于过滤由单线信号收发端COM发出的高电平信号的第二信号过滤模块2；

连接在双线信号接收端RX与第二信号过滤模块2之间连接线上的第一高电平信号发送模块3。

该实施例中，串口双线与单线转换电路工作原理如下：

双线信号发射端TX发送信号时，通过第一信号过滤模块1过滤后，单线信号收发端COM得到与双线信号发射端TX发送信号相位相同的信号。

双线信号接收端RX接收信号时，由单线信号收发端COM或者双线信号发射端TX传输过来的信号，通过第二信号过滤模块2过滤后，第一高电平信号发送模块3对过滤后信号进行电平转换，双线信号接收端RX得到与单线信号收发端COM相位相同的信号。

本实用新型实施例提供的串口双线与单线转换电路，双线信号发射端TX 发送信号时，通过第一信号过滤模块1过滤高电平信号，使单线信号收发端 COM只能从双线信号发射端TX接收到低电平信号，而单线信号收发端COM 被动接收由第一高电平信号发送模块3提供的高电平信号，从而使得单线信号收发端COM接收到与双线信号发射端TX发送的相同信号。双线信号接收端 RX接收信号时，由单线信号收发端COM或者双线信号发射端TX传输过来的信号，通过第二信号过滤模块2过滤高电平信号，使双线信号接收端RX只能从单线信号收发端COM或者双线信号发射端TX接收到低电平信号，而双线信号接收端RX被动接收由第一高电平信号发送模块3提供的高电平信号，从而使得双线信号接收端RX接收到与单线信号收发端COM或双线信号发射端 TX发送的相同信号。通过将高电平信号和低电平信号分开发送和接收，实现双线与单线的转换，避免了在传输线两端同时发送信号时传输线上信号的不确定性。

实施例二

本实用新型实施例提供了一种串口双线与单线转换电路，如图2所示，在实施例一的基础上，该电路还包括：

连接在所述第一信号过滤模块1与单线信号收发端COM之间连接线上的第二高电平信号发送模块4。

该实施例中，双线信号发射端TX发送信号时，通过第一信号过滤模块1 过滤高电平信号，使单线信号收发端COM只能从双线信号发射端TX接收到低电平信号，而单线信号收发端COM被动接收由第二高电平信号发送模块4 提供的高电平信号，从而使得单线信号收发端COM接收到与双线信号发射端 TX发送的相同信号。通过将高电平信号和低电平信号分开发送和接收，实现双线与单线的转换，避免了传输线上信号的不确定性。

实施例三

本实用新型实施例提供了一种串口双线与单线转换电路，如图3所示，在实施例一的基础上，第一信号过滤模块1包括：

控制极连接双线信号发射端、输出极接地的第一三极管Q1；

一端连接电源VCC、一端连接第一三极管Q1输入极的第二电阻R2；

控制极连接第一三极管Q1输入极、输出极接地、输入极连接单线信号收发端COM的第二三极管Q2。

该实施例中，第一三极管Q1、第二三极管Q2可以用NMOS替代，GND 为电路的公共参考信号。

双线信号发射端TX发出低电平信号时，经电源VCC、第一三极管Q1、第二电阻R2所组成的反相器网络转换为高电平信号，再经电源VCC、第二三极管Q2组成的反相器网络转换为低电平信号，单线信号收发端COM接收到低电平信号。双线信号发射端TX发出高电平信号时，经电源VCC、第一三极管 Q1、第二电阻R2所组成的反相器网络转换为低电平信号，再经电源VCC、第二三极管Q2组成的反相器网络转换为高电平信号，此时高电平信号是经过电阻R3或者R4上拉到电源VCC辅助产生，使单线信号收发端COM接收到高电平信号。

单线信号收发端COM收到高电平信号时，经过第二信号过滤模块2过滤，由第一高电平信号发送模块3传到双线信号接收端RX，双线信号接收端RX接收到高电平信号。

单线信号收发端COM收到低电平信号时，低电平信号可通过第二信号过滤模块2，直接传输给双线信号接收端RX，双线信号接收端RX接收到低电平信号。

实施例四

本实用新型实施例提供了一种串口双线与单线转换电路，如图3所示，在实施例三的基础上，第一三极管Q1控制极串联第一电阻R1后连接双线信号发射端TX。

该实施例中，双线信号发射端TX发出的信号经过第一电阻R1，实现限流，再送入第一信号过滤模块1。

实施例五

本实用新型实施例提供了一种串口双线与单线转换电路，如图3所示，在实施例一的基础上，第二信号过滤模块2包括负极连接所述双线信号发射端的第一二极管D1。

该实施例中，第一二极管D1实现隔离作用，单线信号收发端COM收到高电平信号时，经过第一二极管D1的隔离，由第一高电平信号发送模块3发送高电平信号给双线信号接收端RX，单线信号收发端COM收到低电平信号时，经过第一二极管D1后，直接传输给双线信号接收端RX。

实施例六

本实用新型实施例提供了一种串口双线与单线转换电路，如图3所示，在实施例一的基础上，第一高电平信号发送模块3包括一端连接在双线信号接收端RX与第二信号过滤模块2之间连接线上，另一端连接电源VCC的第四电阻 R4。

该实施例中，电源VCC及第四电阻R4构成上拉网络，当单线信号收发端 COM发出电平信号时，经过第二信号过滤模块2过滤后，双线信号接收端RX 无法接收单线信号收发端COM发出高电平信号，只能接收到单线信号收发端 COM发出低电平信号，而高电平信号由电源VCC及第四电阻R4构成的上拉网络提供，发送到双线信号接收端RX，使双线信号接收端RX被动得到高电平信号，从而确保传输线上信号稳定。同理，双线信号发送端TX发送电平信号时，双线信号接收端RX和单线信号收发端COM被动得到的高电平信号，也可由电源VCC及第四电阻R4构成的上拉网络提供。

实施例七

本实用新型实施例提供了一种串口双线与单线转换电路，如图3所示，在实施例二的基础上，第二高电平信号发送模块4包括一端连接在第一信号过滤模块1与单线信号收发端COM之间连接线上，另一端连接电源VCC的第三电阻R3。

该实施例中，电源VCC与第三电阻R3构成上拉网络，产生一个高电平信号。由于电源VCC与第三电阻R3的作用，隔离双线信号发射端TX传输过来的高电平信号，由单线信号收发端COM被动得到高电平信号。

实施例八

本实用新型实施例提供了一种串口双线与单线转换电路，如图3所示，在实施例一的基础上，单线信号收发端串联第五电阻R5后与所述第一信号过滤模块1和第二信号过滤模块2相连。

该实施例中，第五电阻R5起限流和隔离外部干扰作用。

于此同时，还可以将实施例四至八的技术方案结合，形成图3所示的一种串口双线与单线转换电路：

双线信号发射端TX的高电平信号，经过电源VCC、第一电阻R1、第一三极管Q1、第二电阻R2构成的反相器网络，转换为低电平信号，再经过电源 VCC、第二三极管Q2、第三电阻R3构成的反相器网络，转换为高电平信号，经过第五电阻R5，单线信号收发端COM发射高电平信号；

双线信号发射端TX的低电平信号，经过电源VCC、第一电阻R1、第一三极管Q1、第二电阻R2构成的反相器网络，转换为高电平信号，再经过电源 VCC、第二三极管Q2、第三电阻R3构成的反相器网络，转换为低电平信号，经过第五电阻R5，单线信号收发端COM发射低电平信号；

单线信号收发端COM收到的高电平信号，经过第五电阻R5，经二极管 D1的隔离，不会直接传输给双线信号接收端RX，电源VCC、第四电阻R4构成的上拉网络，产生一个高电平信号，双线信号接收端RX接收到高电平信号；

单线信号收发端COM收到的低电平信号，经过第五电阻R5，第一二极管 D1，直接传输给双线信号接收端RX，双线信号接收端RX接收到低电平信号。

实施例九

本实用新型实施例提供了一种串口双线与单线转换电路，如图4所示，在实施例一的基础上，第一信号过滤模块1包括负极连接所述双线信号发射端的第二二极管D2。

该实施例中，双线信号发射端TX发送信号，通过第二二极管D2过滤隔离高电平信号，使单线信号收发端COM只能从双线信号发射端TX接收到低电平信号，而单线信号收发端COM被动接收由第一高电平信号发送模块3提供的高电平信号，从而使得单线信号收发端COM接收到与双线信号发射端TX 发送的相同信号。

于此同时，还可以将实施例五、实施例六、实施例八及实施例九的技术方案结合，形成图4所示的一种串口双线与单线转换电路：

双线信号发射端TX的高电平信号，经过二极管D2隔离，不会直接传输到单线信号收发端COM，电源VCC、第四电阻R4、第一二极管D1构成的上拉网络，产生一个高电平信号到单线信号收发端COM，单线信号收发端COM 发射高电平信号，或者单线信号收发端COM连接的外部电路上拉网络，被动产生一个高电平信号，给通信另一端高电平信号；

双线信号发射端TX的低电平信号，经过第二二极管D2、第五电阻R5，直接传输给单线信号收发端COM，单线信号收发端COM发射低电平信号；

单线信号收发端COM收到的高电平信号，经过第五电阻R5，经第一二极管D1的隔离，不会直接传输给双线信号接收端RX，电源VCC、第四电阻R4 构成的上拉网络，产生一个高电平信号，双线信号接收端RX接收到高电平信号；

单线信号收发端COM收到的低电平信号，经过第五电阻R5，第一二极管 D1，直接传输给双线信号接收端RX，双线信号接收端RX接收到低电平信号。

实施例十

本实用新型实施例提供了一种用电设备，包括实施例一至九中任一串口双线与单线转换电路。

该实施例中，用电设备优选为吸尘器，由于吸尘器接口为单线，上位机PC 为双线串口，通过将实施例一至九中任一串口双线与单线转换电路应用于吸尘器，实现吸尘器和上位机PC通信，避免导致传输线上信号的不确定性。

本实用新型实施例提供的串口双线与单线转换电路，双线信号发射端发送信号时，通过第一信号过滤模块过滤高电平信号，使单线信号收发端只能从双线信号发射端接收到低电平信号，而单线信号收发端被动接收由第一高电平信号发送模块提供的高电平信号，从而使得单线信号收发端接收到与双线信号发射端发送的相同信号。双线信号接收端接收信号时，由单线信号收发端或者双线信号发射端传输过来的信号，通过第二信号过滤模块过滤高电平信号，使双线信号接收端只能从单线信号收发端或者双线信号发射端接收到低电平信号，而双线信号接收端被动接收由第一高电平信号发送模块提供的高电平信号，从而使得双线信号接收端接收到与单线信号收发端或双线信号发射端发送的相同信号。通过将高电平信号和低电平信号分开发送和接收，实现双线与单线的转换，避免了传输线上信号的不确定性。本实用新型实施例还通过第二高电平信号发送模块提供高电平信号使单线信号收发端被动接收高电平信号。本实用新型实施例还通过第二二极管过滤隔离高电平信号。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种串口双线与单线转换电路，包括双线信号发射端、双线信号接收端，以及与所述双线信号发射端和双线信号接收端均相连的单线信号收发端，其特征在于，所述电路还包括：

连接在所述双线信号发射端与单线信号收发端之间，用于过滤由所述双线信号发射端发出的高电平信号的第一信号过滤模块；

连接在所述双线信号接收端与单线信号收发端之间，用于过滤由所述单线信号收发端发出的高电平信号的第二信号过滤模块；

连接在所述双线信号接收端与第二信号过滤模块之间连接线上的第一高电平信号发送模块。

2.如权利要求1所述的串口双线与单线转换电路，其特征在于，所述电路还包括：

连接在所述第一信号过滤模块与单线信号收发端之间连接线上的第二高电平信号发送模块。

3.如权利要求1所述的串口双线与单线转换电路，其特征在于，所述第一信号过滤模块包括：

控制极连接所述双线信号发射端、输出极接地的第一三极管；

一端连接电源、一端连接所述第一三极管输入极的第二电阻；

控制极连接所述第一三极输入极、输出极接地、输入极连接所述单线信号收发端的第二三极管。

4.如权利要求3所述的串口双线与单线转换电路，其特征在于，所述第一三极管控制极串联第一电阻后连接所述双线信号发射端。

5.如权利要求1所述的串口双线与单线转换电路，其特征在于，所述第一信号过滤模块包括负极连接所述双线信号发射端的第一二极管。

6.如权利要求1所述的串口双线与单线转换电路，其特征在于，所述第一高电平信号发送模块包括一端连接在所述双线信号接收端与第二信号过滤模块之间连接线上，另一端连接电源的第四电阻。

7.如权利要求2所述的串口双线与单线转换电路，其特征在于，所述第二高电平信号发送模块包括一端连接在所述第一信号过滤模块与单线信号收发端之间连接线上，另一端连接电源的第三电阻。

8.如权利要求1所述的串口双线与单线转换电路，其特征在于，所述单线信号收发端串联第五电阻后与所述第一信号过滤模块和第二信号过滤模块相连。

9.如权利要求1所述的串口双线与单线转换电路，其特征在于，所述第一信号过滤模块包括负极连接所述双线信号发射端的第二二极管。

10.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的串口双线与单线转换电路。