CN209460758U - 一种车载串口接口电路及车载电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种车载串口接口电路及车载电子设备，该车载串口接口电路包含用于接收来自外部设备串口信号的第一支路和用于将信号发送至外部设备串口的第二支路，并且两个支路中分别设置衰减电阻和开关二极管，以利用衰减电阻对自身的阻抗将进入车联网设备的外部干扰信号进行衰减，即对进入车联网设备的电流进行限制，进而再利用开关二极管将衰减后的干扰信号的电压钳位至预设电压，保护SOC芯片不会被损坏。由此，本实用新型的方案不仅可以保证串口之间的可靠连接，提高串口通讯的抗干扰能力，而且还可以保护集成芯片不会被汽车上苛刻的电磁坏境和高压骚扰损坏。进一步地，本方案的接口电路结构简单，降低了电路的生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及车联网技术领域，特别是涉及一种车载串口接口电路及车载电子设备。
背景技术
车联网设备的SOC芯片中具有对外的UART串口，该串口很容易受到汽车复杂电磁环境等各种高压脉冲的影响，从而导致出现串口无法正常连接或者损坏车联网设备的SOC芯片等问题。
因此，提高串口通讯的抗干扰能力，保护SOC芯片不会被汽车上苛刻的电磁坏境和高压骚扰损坏是目前亟待解决的技术问题。
实用新型内容
鉴于上述问题，提出了本实用新型以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种车载串口接口电路及车载电子设备。
根据本实用新型的一方面，提供了一种车载串口接口电路，包括：
第一支路，配置为接收来自外部设备串口的信号，并传输至车联网设备的集成芯片串口，包括衰减电阻R1和开关二极管D1；
所述衰减电阻R1，一端连接外部设备串口的发送端子，另一端连接车联网设备的集成芯片串口的接收端子，配置为利用自身阻抗将进入车联网设备的外部干扰信号进行衰减；所述开关二极管D1，具有第一至第三端，其第一端连接车联网设备的集成芯片串口的接收端子，第二端接地，第三端接稳压电源，配置为将衰减后的干扰信号的电压钳位至预设电压；
第二支路，配置为将来自车联网设备的集成芯片串口的信号发送至外部设备串口，包括衰减电阻R2和开关二极管D2；
所述衰减电阻R2，一端连接外部设备串口的接收端子，另一端连接车联网设备的集成芯片串口的发送端子，配置为利用自身阻抗将进入车联网设备的外部干扰信号进行衰减；所述开关二极管D2，具有第一至第三端，其第一端连接车联网设备的集成芯片串口的发送端子，第二端接地，第三端接稳压电源，配置为将衰减后的干扰信号的电压钳位至预设电压。
可选地，所述第二支路还包括：
电阻R3，一端连接所述衰减电阻R2的一端，另一端接地，配置为对进入所述车联网设备的外部静电进行放电。
可选地，所述第一支路还包括：
电阻R4，一端连接所述衰减电阻R1的一端，另一端接地，配置为对进入所述车联网设备的外部静电进行放电。
可选地，所述第二支路还包括：
电容C1，一端连接所述衰减电阻R2的一端，另一端接地，配置为滤除进入所述车联网设备的外部高频噪声。
可选地，所述第一支路还包括：
电容C2，一端连接所述衰减电阻R1的一端，另一端接地，配置为滤除进入所述车联网设备的外部高频噪声。
可选地，所述外部干扰信号包括：外部高压脉冲信号和/或静电干扰信号。
可选地，所述外部设备包括：PC终端。
依据本实用新型又一实施例，还提供了一种车载电子设备，包括车载电子设备本体以及应用于所述车载电子设备本体的上文任意实施例中的车载串口接口电路。
在本实用新型实施例中，车载串口接口电路中包含了用于接收来自外部设备串口信号的第一支路和用于将信号发送至外部设备串口的第二支路，并且两个支路中分别设置衰减电阻和开关二极管，以利用衰减电阻对自身的阻抗将进入车联网设备的外部干扰信号进行衰减，即对进入车联网设备的电流进行限制，进而再利用开关二极管将衰减后的干扰信号的电压钳位至预设电压，保护SOC芯片不会被损坏。由此，本实用新型的方案不仅可以保证串口之间的可靠连接，提高串口通讯的抗干扰能力，而且还可以保护集成芯片不会被汽车上苛刻的电磁坏境和高压骚扰损坏。进一步地，本方案的接口电路结构简单，降低了电路的生产成本。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。
根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了根据本实用新型一个实施例的车载串口接口电路的结构示意图；
图2示出了根据本实用新型一个实施例的车载电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种车载串口接口电路。参见图1，车载串口接口电路包含了两个支路，分别为第一支路和第二支路，第一支路配置为接收来自外部设备(图中未示出)串口的信号，并传输至车联网设备(图中未示出)的集成芯片串口。第二支路配置为将来自车联网设备的集成芯片串口的信号发送至外部设备串口。其中，车联网设备的集成芯片串口可以是车联网设备的集成芯片(SOC，System-on-a-Chip)对外的UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)串口。
第一支路包括衰减电阻R1和开关二极管D1，其中，衰减电阻R1，一端连接外部设备串口的发送端子(UART_TX端)，另一端连接车联网设备的集成芯片串口的接收端子(SOC_RX端)，配置为利用自身阻抗将进入车联网设备的外部干扰信号进行衰减；开关二极管D1，具有第一至第三端，其第一端连接车联网设备的集成芯片串口的接收端子，第二端接地，第三端接稳压电源，配置为将衰减后的干扰信号的电压钳位至预设电压。
第二支路包括衰减电阻R2和开关二极管D2，其中，衰减电阻R2，一端连接外部设备串口的接收端子(UART_RX端)，另一端连接车联网设备的集成芯片串口的发送端子(SOC_TX端)，配置为利用自身阻抗将进入车联网设备的外部干扰信号进行衰减；开关二极管D2，具有第一至第三端，其第一端连接车联网设备的集成芯片串口的发送端子，第二端接地，第三端接稳压电源，配置为将衰减后的干扰信号的电压钳位至预设电压。
该实施例中，外部干扰信号可以包括外部高压脉冲信号和/或静电干扰信号，当然，还可以包括其他的干扰信号，此处不做具体的限定。
本实用新型实施例中，车载串口接口电路中包含了用于接收来自外部设备串口信号的第一支路和用于将信号发送至外部设备串口的第二支路，并且两个支路中分别设置衰减电阻和开关二极管，以利用衰减电阻对自身的阻抗将进入车联网设备的外部干扰信号进行衰减，即对进入车联网设备的电流进行限制，进而再利用开关二极管将衰减后的干扰信号的电压钳位至预设电压，保护SOC芯片不会被损坏。由此，本实用新型的电路实际上是串口的接口匹配保护电路，其不仅可以保证串口之间的可靠连接，提高串口通讯的抗干扰能力，而且还可以保护集成芯片不会被汽车上苛刻的电磁坏境和高压骚扰损坏。进一步地，本方案的接口电路结构简单，降低了电路的生产成本。
在本实用新型一实施例中，电阻R1可以选用680R(欧姆)的电阻，电阻R2可以选用100R(欧姆)的电阻。开关二极管D1和开关二极管D2可以选用BAV99的二极管，并且，开关二极管D1和开关二极管D2的第三端连接的稳压电源为3.3V的稳压电源。本实用新型实施例对各电阻的阻值、开关二极管的型号不做具体的限定。
两个支路中的电阻R1和电阻R2通过串联在传输通路上，可以利用其自身的阻抗将外部进入车联网设备的高压脉冲和静电干扰进行衰减，比如，外部接口如果短路到了12V，串联电流等于电压除以电阻，在第二支路中，电阻R2就可以将串联电路上的电流限制在0.12A以内；
两个支路中的开关二极管D1和开关二极管D2可以对外部进入车联网设备的高压脉冲和静电干扰进行钳位，高压脉冲被电阻R1和电阻R2限流之后，高压电流从开关二极管D1和开关二极管D2各自的第一端进入相应的开关二极管，并且，正的高压电流会顺着开关二极管D1和开关二极管D2各自的第三端流到3.3V的稳压电源上，负的高压电流会顺着开关二极管D1和开关二极管D2各自的第二端流到地端GND上，从而实现电压的钳位，保护SOC芯片不会被损坏。
继续参见图1，在本实用新型一实施例中，第二支路还可以包括电阻R3，电阻R3一端连接衰减电阻R2的一端，另一端接地，电阻R3可以对进入车联网设备的外部静电进行放电。
在本实用新型另一实施例中，第一支路还可以包括电阻R4，电阻R4一端连接衰减电阻R1的一端，另一端接地，电阻R4可以对进入车联网设备的外部静电进行放电。
在本实用新型实施例中，电阻R3和电阻R4均可以选用2.7K的电阻，两者能够用来提升对外部静电的放电速度，防止电荷的累计。本实用新型实施例对电阻R3和电阻R4的具体阻值不做限定。
继续参见图1，在本实用新型一实施例中，第二支路还可以包括电容C1，电容C1的一端连接衰减电阻R2的一端，另一端接地，电容C1可以滤除进入车联网设备的外部高频噪声。
在本实用新型另一实施例中，第一支路还可以包括电容C2，电容C2一端连接衰减电阻R1的一端，另一端接地，电容C2可以滤除进入车联网设备的外部高频噪声。
在本实用新型实施例中，电容C1和电容C2均可以选用100PF的电容，本实用新型实施例对电容C1和电容C2的具体参数值不做限定。
在本实用新型一实施例中，外部设备可以包含PC终端，如电脑等设备，车联网设备可以包含车载终端设备。通过外部设备和车联网设备各自的串口，能够实现信号在两个设备之间的传输。
例如，在PC终端向车联网设备通过串口发送信号的过程中，由于汽车本身具有复杂的电磁环境，以及各种高压脉冲的干扰，因此，通过车载串口接口电路可以多次对外部的静电、高压脉冲信号等的干扰信号进行滤除。
当第一支路接收来自外部设备串口的信号，并传输至车联网设备的集成芯片串口时，由电容C2对外部进入车联网设备的高频噪声进行滤除。然后，由电阻R4对进入车联网设备的静电信号进行放电，减少静电干扰。进而，电阻R1利用其阻抗对高压脉冲限流，开关二极管D1将信号中的高压脉冲的电压钳位至预设电压，这个预设电压可以保证车联网设备的集成芯片不被损坏。
当第二支路将将来自车联网设备的集成芯片串口的信号发送至外部设备串口时，由电容C1对外部进入车联网设备的高频噪声进行滤除。然后，由电阻R3对外部进入车联网设备的静电信号进行放电，减少静电干扰。进而，电阻R2利用其阻抗对高压脉冲进行限流，开关二极管D2将信号中的高压脉冲的电压钳位至预设电压，这个预设电压可以保证车联网设备的集成芯片不被损坏。
基于同一构思，本实用新型还提供了一种车载电子设备。图2示出了根据本实用新型一个实施例的车载电子设备的结构示意图。参见图2，车载电子设备200包括车载电子设备本体210、以及应用于车载电子设备本体210的上文任意实施例中的车载串口接口电路220。本实施例对车载串口接口电路220安装在车载电子设备本体210上的具体位置不做限定。
该实施例中的车载电子设备200可以是与车载串口接口电路200连接的车联网设备，当车联网设备与外部设备进行信号传递时，可以通过车载串口接口电路将外部的干扰信号进行滤除，从而提高设备的串口通讯的抗干扰能力，保护集成芯片不被汽车上存在的电磁坏境和高压骚扰损坏。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：在本实用新型的精神和原则之内，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案脱离本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种车载串口接口电路，其特征在于，包括：
第一支路，配置为接收来自外部设备串口的信号，并传输至车联网设备的集成芯片串口，包括衰减电阻R1和开关二极管D1；
所述衰减电阻R1，一端连接外部设备串口的发送端子，另一端连接车联网设备的集成芯片串口的接收端子，配置为利用自身阻抗将进入车联网设备的外部干扰信号进行衰减；所述开关二极管D1，具有第一至第三端，其第一端连接车联网设备的集成芯片串口的接收端子，第二端接地，第三端接稳压电源，配置为将衰减后的干扰信号的电压钳位至预设电压；
第二支路，配置为将来自车联网设备的集成芯片串口的信号发送至外部设备串口，包括衰减电阻R2和开关二极管D2；
所述衰减电阻R2，一端连接外部设备串口的接收端子，另一端连接车联网设备的集成芯片串口的发送端子，配置为利用自身阻抗将进入车联网设备的外部干扰信号进行衰减；所述开关二极管D2，具有第一至第三端，其第一端连接车联网设备的集成芯片串口的发送端子，第二端接地，第三端接稳压电源，配置为将衰减后的干扰信号的电压钳位至预设电压。
2.根据权利要求1所述的车载串口接口电路，其特征在于，所述第二支路还包括：
电阻R3，一端连接所述衰减电阻R2的一端，另一端接地，配置为对进入所述车联网设备的外部静电进行放电。
3.根据权利要求1或2所述的车载串口接口电路，其特征在于，所述第一支路还包括：
电阻R4，一端连接所述衰减电阻R1的一端，另一端接地，配置为对进入所述车联网设备的外部静电进行放电。
4.根据权利要求1所述的车载串口接口电路，其特征在于，所述第二支路还包括：
电容C1，一端连接所述衰减电阻R2的一端，另一端接地，配置为滤除进入所述车联网设备的外部高频噪声。
5.根据权利要求1或4所述的车载串口接口电路，其特征在于，所述第一支路还包括：
电容C2，一端连接所述衰减电阻R1的一端，另一端接地，配置为滤除进入所述车联网设备的外部高频噪声。
6.根据权利要求1所述的车载串口接口电路，其特征在于，所述外部干扰信号包括：外部高压脉冲信号和/或静电干扰信号。
7.根据权利要求1所述的车载串口接口电路，其特征在于，
所述外部设备包括：PC终端。
8.一种车载电子设备，其特征在于，包括：车载电子设备本体以及应用于所述车载电子设备本体的上述权利要求1-7任一项所述的车载串口接口电路。
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