CN216956935U - 串口隔离电路、通信模组、对讲装置及安防门禁系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种串口隔离电路、通信模组、对讲装置及安防门禁系统，该串口隔离电路包括：连接检测模块，用于连接通信芯片的接收端，以使通信芯片的接收端通过连接检测模块连接计算机的发送端；连接检测模块用于在连接计算机的发送端的情况下输出第一控制电平，以及在未连接计算机的发送端的情况下输出第二控制电平；第一开关模块，与连接检测模块连接且用于分别连接通信芯片的接收端与控制器的发送端；第一开关模块用于在接收到第一控制电平的情况下，断开通信芯片的接收端与控制器的发送端之间的连接；以及，在接收到第二控制电平的情况下，导通通信芯片的接收端与控制器的发送端之间的连接。采用本申请的方案能够避免串口互扰。

Description

串口隔离电路、通信模组、对讲装置及安防门禁系统

技术领域

本申请涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种串口隔离电路、通信模组、对讲装置及安防门禁系统。

背景技术

目前，在对安防门禁系统的通信芯片进行程序升级及烧录时，可通过计算机或安防门禁系统中的控制器来完成。当安防门禁系统在工厂生产时，可将计算机与安防门禁系统相连接，以通过计算机为通信芯片烧录固件。当安防门禁系统安装于项目工地时，则可通过系统中的控制器来实现通信芯片的远程升级。然而，经发明人研究发现，计算机、通信芯片和控制器三者通过各自的串口互联时会存在干扰，导致无法进行程序升级与固件烧录。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种串口隔离电路、通信模组、对讲装置及安防门禁系统，以确保通信芯片能够接收到计算机或者控制器输出的有效信息，并实现程序的烧录与升级。

一种串口隔离电路，应用于通信模组，所述通信模组包括相互连接的通信芯片及控制器，所述通信芯片用于连接计算机；所述串口隔离电路包括：

连接检测模块，用于连接所述通信芯片的接收端，以使所述通信芯片的接收端通过所述连接检测模块连接所述计算机的发送端；所述连接检测模块用于在连接所述计算机的发送端的情况下输出第一控制电平，以及在未连接所述计算机的发送端的情况下输出第二控制电平；

第一开关模块，连接所述连接检测模块且用于分别连接所述通信芯片的接收端与所述控制器的发送端；所述第一开关模块用于在接收到所述第一控制电平的情况下，断开所述通信芯片的接收端与所述控制器的发送端之间的连接；以及，在接收到所述第二控制电平的情况下，导通所述通信芯片的接收端与所述控制器的发送端之间的连接。

在其中一个实施例中，所述串口隔离电路还包括上电控制模块和第二开关模块；所述上电控制模块连接所述连接检测模块，以通过所述连接检测模块连接所述第一开关模块；所述上电控制模块还连接所述第二开关模块，且用于连接所述控制器的控制端；所述第二开关模块用于分别连接所述通信芯片的发送端与所述控制器的接收端；

所述上电控制模块用于在接收到所述控制器在串口初始化完成时发送的第三控制电平的情况下，输出第四控制电平，以导通所述第一开关模块和所述第二开关模块；还用于在接收到所述控制器在串口初始化未完成时发送的第五控制电平的情况下，输出第六控制电平，以断开所述第一开关模块和所述第二开关模块。

在其中一个实施例中，所述上电控制模块包括开关单元；

所述开关单元的控制端用于连接所述控制器的控制端，所述开关单元的第一端用于连接第一电源，所述开关单元的第二端分别连接所述连接检测模块和所述第二开关模块，所述开关单元的第二端还用于分别连接第二电源和所述通信芯片的供电端；

所述开关单元用于在接收到所述第三控制电平的情况下导通，以及在接收到所述第五控制电平的情况下断开。

在其中一个实施例中，所述串口隔离电路还包括第一上拉模块和第二上拉模块；

所述第一上拉模块连接所述开关单元的第二端，还用于连接所述通信芯片的接收端；所述第二上拉模块连接所述第二开关模块，且用于分别连接所述控制器的发送端与第三电源；

所述第一开关模块用于在所述控制器的发送端发送第一高电平信号的情况下，断开所述控制器的发送端与所述通信芯片的接收端之间的连接，以使所述第一上拉模块将所述通信芯片的接收端处的电压上拉至对应的电压；

所述第二开关模块用于在所述通信芯片的发送端发送第二高电平信号的情况下，断开所述通信芯片的发送端与所述控制器的接收端之间的连接，以使所述第二上拉模块将所述控制器的接收端处的电压上拉至对应的电压。

在其中一个实施例中，所述连接检测模块包括连接器、二极管与第一电阻；

所述连接器的第一端用于连接所述通信芯片的接收端，以使所述通信芯片的接收端通过所述连接器的第一端连接所述计算机的发送端；在所述连接器连接所述计算机的情况下，所述连接器的第二端连接所述连接器的第三端；所述连接器的第二端还用于接地，所述连接器的第三端连接所述二极管的负极；

所述二极管的正极分别连接所述第一开关模块和所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接所述上电控制模块。

在其中一个实施例中，所述第一开关模块包括第一三极管和第二电阻；

所述第一三极管的基极连接所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接所述二极管的正极；所述第一三极管的集电极用于连接所述通信芯片的接收端，所述第一三极管的发射极用于连接所述控制器的发送端。

在其中一个实施例中，所述第二开关模块包括MOS管和第三电阻；

所述MOS管的栅极连接所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接所述上电控制模块；所述MOS管的源极用于连接所述通信芯片的发送端，所述 MOS管的漏极用于连接所述控制器的接收端。

一种通信模组，包括通信芯片、控制器及上述的串口隔离电路。所述通信芯片连接所述串口隔离电路；所述串口隔离电路连接所述控制器，还用于连接计算机。

一种对讲装置，包括上述的串口隔离电路。

一种安防门禁系统，包括上述的对讲装置。

上述串口隔离电路、通信模组、对讲装置和安防门禁系统中，连接检测模块连接通信芯片的接收端，使得通信芯片的接收端可以通过该连接检测模块连接至计算机的发送端。第一开关模块与连接检测模块相连接，且用于连接在通信芯片的接收端与控制器的发送端之间。连接检测模块可检测计算机是否接入串口隔离电路，并在计算机接入串口隔离电路时输出第一控制电平，以及在计算机未接入串口隔离电路时输出第二控制电平。第一开关模块可以在第一控制电平的作用下断开通信芯片的接收端与控制器的发送端之间的连接，并在第二控制电平的作用下导通通信芯片的接收端与控制器的发送端之间的连接。如此，串口隔离电路可在连接计算机的情况下断开通信芯片与控制器之间的连接，并在未连接计算机的情况下导通通信芯片与控制器之间的连接，以避免控制器发送端输出的电平信号与计算机发送端输出的电平信号相互抵消，从而可确保通信芯片能够接收到计算机或者控制器输出的有效信息，并实现程序的烧录与升级。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统技术中通信模组的示意性结构框图之一；

图2为传统技术中通信模组的示意性结构框图之二；

图3为传统技术中通信模组的示意性结构框图之三；

图4为本申请一个实施例中串口隔离电路的示意性结构框图之一；

图5为本申请一个实施例中串口隔离电路的示意性结构框图之二；

图6为本申请一个实施例中串口隔离电路的示意性结构框图之三；

图7为本申请一个实施例中串口隔离电路的电路图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

图1示出了安防门禁系统中通信模组的示意性结构框图。如图1所示，该通信模组可包括相互连接的通信芯片及控制器，通信芯片还可用于连接计算机，并与计算机进行数据传输，以通过计算机烧录固件和升级程序。在通信模组不便于与计算机连接的情况下，通信模组可通过其内的控制器来实现通信芯片的远程升级。例如，当安防门禁系统已安装至项目工地时，若通过计算机来实现固件烧录与程序升级，则需要将计算机携带至项目工地，并将计算机连接至已经安装完成的安防门禁系统中，工作量较大。此时，可通过控制器实现通信芯片的远程升级。

由于在通信模组中，控制器与通信芯片相连接，因此计算机若接入通信模组，则会导致通信芯片、控制器与计算机三个设备的串口互联，即计算机的收发端与通信芯片的收发端直接连接，控制器的收发端也与通信芯片的收发端直接连接。在此情况下，至少会导致如下三个问题：

(1)计算机、通信芯片与控制器串口互联时存在干扰，导致通信芯片无法接收计算机或控制器发送的有效信息，进而无法进行程序升级与固件烧录。如图1所示，在计算机与控制器都向通信芯片烧录数据的情况下，由于计算机的发送端输出高电平信号，而控制器的发送端输出低电平信号，因此计算机发送端输出的电平信号与控制器发送端输出的电平信号将会相互抵消，使得通信芯片无法接收到有效电平信号，进而无法进行程序的升级与固件烧录。

(2)通信模组中的低功耗器件无法上电启动。以该低功耗器件为通信芯片为例进行说明。目前在上电启动时，控制器会先于通信芯片上电，控制器在上电后进行串口初始化。在串口初始化未完成时，控制器的发送端与接收端将会输出高电平信号。在串口初始化完成后，控制器的发送端与接收端将会输出对应的电平信号，并为通信芯片进行远程升级。在串口初始化未完成的情况下，控制器发送端与接收端输出的高电平信号将会分别施加到通信芯片的接收端与发送端上，并对通信芯片形成干扰电压，致使通信芯片上电不启动。

(3)控制器与通信芯片之间电平不匹配。控制器的工作电压为5V，通信芯片的工作电压为3.3V，因此需要对控制器与通信芯片进行接口的电平匹配。

为解决上述提及的部分技术问题，现有技术可通过以下两种方案来实现：

(1)采用电平匹配芯片与信号开关来实现电平匹配。以通信芯片为蓝牙芯片，控制器为MCU为例，如图2所示，蓝牙芯片连接信号开关的第一端，信号开关的第二端连接计算机，信号开关的第三端连接电平匹配芯片，电平匹配芯片连接MCU。在此实现方式下，通信模组需要设置电平转换芯片与信号开关两个IC(Integrated Circuit Chip，集成电路芯片)，成本高且PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)面积较大。

(2)采用电平转换芯片与控制器转接的方式来实现电平匹配。以通信芯片为蓝牙芯片，控制器为MCU为例，如图3所示，蓝牙芯片、电平转换芯片、 MCU与计算机依次连接，计算机依次通过MCU和电平转换芯片，实现与蓝牙芯片的数据传输。相较于第(1)种实现方式，此种实现方式成本较低，但是 MCU的软件实现复杂，实现难度高且可靠性差。

基于此，有必要提供一种串口隔离电路、通信模组、对讲装置及安防门禁系统，在计算机、通信芯片与控制器三者通过各自的串口互联的情况下，避免干扰的产生，进而可顺利进行程序的烧录与升级。在一些实施例中，本申请还可解决通信芯片无法上电启动的问题。在一些实施例中，本申请还可通过较少的成本和较小的PCB面积来实现电平匹配。

在一个实施例中，如图4所示，提供了一种串口隔离电路10，该电路可应用于上述通信模组中。串口隔离电路10包括连接检测模块120和第一开关模块 110。其中，连接检测模块120是指能够检测计算机40是否接入串口隔离电路 10的器件或电路结构，第一开关模块110是指具备开关特性的器件或电路结构。可以理解，连接检测模块120与第一开关模块110的具体实现均可依据实际情况进行确定，本申请对此不作具体限制。

具体而言，连接检测模块120用于连接通信芯片20的接收端，以使通信芯片20的接收端可以通过连接检测模块120连接至计算机40的发送端。如此，连接检测模块120可以准确判断计算机40是否接入至通信模组中，并根据该判断结果输出不同的控制电平。具体地，连接检测模块120用于在连接计算机40 的发送端的情况下输出第一控制电平，以及在未连接计算机40的发送端的情况下输出第二控制电平。在其中一个实施例中，连接检测模块120可以通过具备控制功能的器件来实现。在另一个实施例中，连接检测模块120可以通过分立元件组成的电路来实现。

第一开关模块110与连接检测模块120相连接，还用于连接在通信芯片20 的接收端与控制器30的发送端之间，使得通信芯片20的接收端通过第一开关模块110连接控制器30的发送端。第一开关模块110在接收到第一控制电平的情况下，断开通信芯片20的接收端与控制器30的发送端之间的连接。第一开关模块110还在接收到第二控制电平的情况下，导通通信芯片20的接收端与控制器30的发送端之间的连接。

如此，串口隔离电路10可在计算机40的发送端连接通信芯片20的接收端的情况下，断开通信芯片20的接收端与控制器30的发送端之间的连接，从而可避免控制器30输出电平对计算机40输出电平的干扰，使得通信芯片20可以接收到计算机40发送的有效信息，并进行程序的烧录和升级。串口隔离电路10 还可在计算机40的发送端未连接通信芯片20的接收端的情况下，导通通信芯片20的接收端与控制器30的发送端之间的连接，以避免计算机40输出电平对控制器30输出电平造成干扰，使得通信芯片20可接收到控制器30发送的有效信息，并进行程序的烧录和升级。

上述串口隔离电路10中，连接检测模块120连接通信芯片20的接收端，使得通信芯片20的接收端可以通过该连接检测模块120连接至计算机40的发送端。第一开关模块110与连接检测模块120相连接，且用于连接在通信芯片 20的接收端与控制器30的发送端之间。连接检测模块120可检测计算机40是否接入串口隔离电路10，并在计算机40接入串口隔离电路10时输出第一控制电平，以及在计算机40未接入串口隔离电路10时输出第二控制电平。第一开关模块110可以在第一控制电平的作用下断开通信芯片20的接收端与控制器30的发送端之间的连接，并在第二控制电平的作用下导通通信芯片20的接收端与控制器30的发送端之间的连接。如此，串口隔离电路10可在连接计算机40的情况下断开通信芯片20与控制器30之间的连接，并在未连接计算机40的情况下导通通信芯片20与控制器30之间的连接，以避免控制器30发送端输出的电平信号与计算机40发送端输出的电平信号相互抵消，从而可确保通信芯片20 能够接收到计算机40或者控制器30输出的有效信息，并实现程序的烧录与升级。

在一个实施例中，如图5所示，串口隔离电路10还可包括上电控制模块130 和第二开关模块140。其中，上电控制模块130与连接检测模块120相连接，以通过连接检测模块120连接第一开关模块110。上电控制模块130还连接第二开关模块140，且用于连接控制器30的控制端。第二开关模块140用于分别连接通信芯片20的发送端与控制器30的接收端，以使通信芯片20的发送端可通过第二开关模块140连接控制器30的接收端。

具体而言，控制器30在刚上电时，控制器30将进行串口初始化，在串口初始化未完成的情况下，控制器30的发送端与控制器30的接收端都会输出高电平信号。若该高电平信号施加于未上电的通信芯片20上，则会对通信芯片20 造成干扰，导致通信芯片20上电不启动。

为避免控制器30对通信芯片20的启动造成干扰，本申请的上电控制模块 130可连接至控制器30的控制端，并接收控制器30发出的控制电平，以根据该控制电平确定控制器30是否完成串口初始化，并根据判断结果切换第一开关模块110和第二开关模块140的开关状态。其中，控制器30的控制端是指能够在串口完成初始化前后输出不同电平的端口。例如控制器30的某一端口在未完成串口初始化时输出高电平，在完成串口初始化后可输出低电平，则该端口可以用于与上电控制模块130相连接。

具体而言，控制器30在完成串口初始化的情况下输出第三控制电平，在未完成串口初始化的情况下输出第五控制电平。上电控制模块130可在接收到第三控制电平的情况下输出第四控制电平，以通过第四控制电平导通第一开关模块110和第二开关模块140，使得通信芯片20的接收端可以连接控制器30的发送端，通信芯片20的发送端可以连接控制器30的接收端，以实现通信芯片20 与控制器30之间的数据传输。

上电控制模块130还可在接收到第五控制电平的情况下输出第六控制电平，以通过第六控制电平断开第一开关模块110和第二开关模块140。如此，在控制器30未完成串口初始化的情况下，通信芯片20与控制器30之间将会断开连接，以避免控制器30输出的高电平信号对通信芯片20造成干扰，进而可解决因上电时序不同而引起串口串电，致使通信芯片20无法启动的问题。

在一个实施例中，如图6所示，上电控制模块130包括开关单元131。该开关单元131包括控制端、第一端与第二端，并可根据控制端的电压导通或断开第一端与第二端之间的连接。具体而言，开关单元131的控制端用于连接控制器30的控制端，开关单元131的第一端用于连接第一电源VCC1，开关单元131 的第二端分别与连接检测模块120和第二开关模块140相连接，开关单元131 的第二端还用于分别连接第二电源VCC2和通信芯片20的供电端。在其中一个实施例中，第一电源VCC1的电源电压可高于第二电源VCC2的电源电压。

开关单元131可根据控制器30的控制端输出的控制电平切换自身的开关状态。在开关单元131导通的情况下，第一电源VCC1通过开关单元131连接至第二电源VCC2，因此开关单元131可向外输出第一电源VCC1的电源电压与第二电源VCC2的电源电压之和。在开关单元131断开的情况下。第一电源VCC1 与第二电源VCC2之间断路，此时开关单元131向外输出第二电源VCC2的电源电压。可见，开关单元131的开关状态将会影响开关单元131所输出的电压，使得开关单元131可以通过不同的输出电压控制第一开关模块110与第二开关模块140的开关状态。

具体地，开关单元131用于在接收到控制器30的控制端输出的第三控制电平的情况下导通，以输出第四控制电平。该第四控制电平即为第一电源VCC1 的电源电压与第二电源VCC2的电源电压之和。第一开关模块110与第二开关模块140可在第四控制电平的作用下导通，以使通信芯片20连接控制器30。开关单元131还用于在接收到控制器30的控制端输出的第五控制电平的情况下断开，以输出第六控制电平。该第六控制电平即为第二电源VCC2的电源电压。第一开关模块110与第二开关模块140可在第六控制电平的作用下断开，以使通信芯片20与控制器30断开连接。

开关单元131的第二端还用于连接通信芯片20的供电端，并向通信芯片20 输出第四控制电平和第六控制电平，以控制通信芯片20上电。如此，开关单元 131可通过同一控制电平分别控制第一开关模块110的开关状态、第二开关模块 140的开关状态以及通信芯片20的供电，使得通信芯片20的供电与两个开关模块的开关状态同步，避免通信芯片20在控制器30未完成串口初始化，且第一开关模块110或第二开关模块140未断开的情况下上电，以进一步解决通信芯片20上电不启动的问题。

本实施例中，通过开关单元131实现上电控制模块130，该开关单元131的第一端连接第一电源VCC1，第二端连接第二电源VCC2，控制端连接控制器30，从而可通过简单的电路结构实现上电控制，降低了串口隔离电路10的成本和体积。

在一个实施例中，由于控制器30的工作电压与通信芯片20的工作电压不同，因此，控制器30与通信芯片20之间需要进行电平匹配。本申请中，串口隔离电路10还包括第一上拉模块和第二上拉模块，以通过第一开关模块110与第一上拉模块的配合实现通信芯片20的接收端与控制器30的发送端之间的电平匹配，并通过第二开关模块140与第二上拉模块的配合实现通信芯片20的发送端与控制器30的接收端之间的电平匹配。

具体而言，第一上拉模块连接开关单元131的第二端且用于连接通信芯片 20的接收端。第二上拉模块连接第二开关模块140，且用于分别连接控制器30 的发送端与第三电源。第一开关模块110用于在控制器30的发送端发送第一高电平信号的情况下，断开控制器30的发送端与通信芯片20的接收端之间的连接，如此，通信芯片20的接收端将会通过第一上拉模块连接至开关单元131的第二端，并接收开关单元131输出的控制电平。由于开关单元131输出的控制电平是能够为通信芯片20进行供电，与通信芯片20的工作电压相匹配的电平，因此，通信芯片20的接收端处的电压是与通信芯片20的工作电压相匹配的，进而实现了电平匹配。

类似地，第二开关模块140用于在通信芯片20的发送端发送第二高电平信号的情况下，断开通信芯片20的发送端与控制器30的接收端之间的连接。如此，控制器30的接收端将会通过第二上拉模块连接至第三电源，以接收第三电源的电源电压。该第三电源的电源电压可与控制器30的工作电压相匹配，使得控制器30可以在通信芯片20发送第二高电平信号的情况下，接收到与器件工作电压相匹配的电平，进而实现电平匹配。

本实施例中，通过第一上拉模块和第二上拉模块实现控制器30与通信芯片 20之间的电平匹配，无需使用电平转换芯片，降低了串口隔离电路10的成本与 PCB面积。

在一个实施例中，如图7所示，连接检测模块120包括连接器X1、二极管D1和第一电阻R1。连接器X1的第一端用于连接通信芯片20的接收端，以使通信芯片20的接收端通过连接器X1的第一端连接计算机40的发送端。连接器 X1的第二端用于接地，连接器X1的第三端连接二极管D1的负极。二极管D1 的正极分别连接第一电阻R1的一端和第一开关模块110，第一电阻R1的另一端连接上电控制模块130。

如图7所示，当计算机40接入连接器X1时，连接器X1的第三端可以通过计算机40的接口与连接器X1的第二端相连接，以实现接地。此时，二极管 D1的负极电压将会被拉低，二极管D1导通，二极管D1的正极电压为二极管 D1的导通电压，因此可向第一开关模块110输出低电平信号，以使第一开关模块110断开控制器30的发送端与通信芯片20的接收端之间的连接。

当计算机40未接入连接器X1时，连接器X1的第三端与连接器X1的第二端之间断开连接，使得连接器X1的第三端悬空。此时，第一开关模块110可通过第一电阻R1连接上电控制模块130，并根据上电控制模块130输出的控制电压切换开关状态。

本实施例中，通过连接器X1、二极管D1和第一电阻R1实现连接检测模块 120，电路结构简单，易于实现。同时，采用分立的元件实现电路结构，可以降低串口隔离电路10的成本与PCB面积。

在一个实施例中，如图7所示，第一开关模块110包括第一三极管Q1和第二电阻R2。第一三极管Q1的基极连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端连接二极管D1的正极。第一三极管Q1的集电极用于连接通信芯片20的接收端，第一三极管Q1的发射极用于连接控制器30的发送端。本实施例中，通过采用分立的元件实现电路结构，可以降低串口隔离电路10的成本与PCB 面积。

在一个实施例中，如图7所示，第二开关模块140包括MOS管Q2和第三电阻R3。其中，MOS管Q2的栅极连接第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端连接上电控制模块130。MOS管Q2的源极用于连接通信芯片20的发送端， MOS管Q2的漏极用于连接控制器30的接收端。本实施例中，通过采用分立的元件实现电路结构，可以降低串口隔离电路10的成本与PCB面积。

在一个实施例中，如图7所示，开关单元131包括第二三极管Q3、第四电阻R4和第五电阻R5，第二三极管Q3的基极分别连接第四电阻R4的一端和第五电阻R5的一端，第二三极管Q3的发射极连接第四电阻R4的另一端，且用于连接第一电源VCC1。第二三极管Q3的集电极连接第一电阻R1的另一端和第三电阻R3的另一端，且用于分别连接第二电源VCC2和通信芯片20的供电端。第五电阻R5的另一端用于连接控制器30的控制端。本实施例采用分立的元件实现电路结构，可以降低串口隔离电路10的成本与PCB面积。

在一个实施例中，如图7所示，第一上拉模块包括第六电阻R6，该第六电阻R6的一端用于连接通信芯片20的接收端，该第六电阻R6的另一端连接第二三极管Q3的集电极。第二上拉模块包括第七电阻R7，第七电阻R7的一端连接 MOS管Q2的漏极，且用于连接控制器30的发送端。第七电阻R7的另一端用于连接第三电源。本实施例中，通过电阻实现上拉模块，从而可降低串口隔离电路10的成本。

为便于理解本申请的方案，下面通过一个具体的示例来说明。如图7所示，提供了一种串口隔离电路10，包括连接器X1、二极管D1、第一电阻R1至第十电阻(共10个)，第一三极管Q1、第二三极管Q3、MOS管Q2、第一电容和第二电容，各器件的连接关系可如图7所示。

当计算机40为通信芯片20烧录固件时，计算机40可通过连接器X1与通信芯片20连接，使得二极管D1的负极在连接器X1处接地，二极管D1导通，并将二极管D1的正极电压拉低，从而可将第一三极管Q1关断，进而可切断控制器30的发送端与通信芯片20的接收端的连接，以防止串口串电。如此，通信芯片20可接收到计算机40发送的高电平信号。

当通信模组上电时，控制器30先于通信芯片20上电，控制器30的发送端与接收端输出高电平信号。为防止该高电平信号影响通信芯片20的启动，控制器30可输出第三控制电平以将第二三极管Q3关断，由于第+3.3V_6620为低电平，因此第一三极管Q1和MOS管Q2均会关断，使得通信芯片20与控制器30 之间断开连接。控制器30在延迟一端时间后，输出第五控制电平，以使第二三极管Q3导通。此时，+3.33V_6620变为3.3V，第一三极管Q1和MOS管Q2 均导通，通信芯片20可与控制器30进行通信。

在进行电平匹配时，控制器30的发送端输出5V高电平，此时第一三极管 Q1关断，通信芯片20接收到的第六电阻R6上拉的3.3V。在控制器30的发送端输出低电平时，第一三极管Q1导通，由于第一三极管Q1的导通压降为0.3V，小于TTL低电平的阈值0.8V，因此通信芯片20可接收控制器30发送的有效低电平信号。当通信芯片20的发送端输出3.3V高电平时，MOS管Q2关断，控制器30的接收端接收到第七电阻R7上拉产生的5V高电平。当通信芯片20的发送端输出0V低电平时，MOS管Q2导通，控制器30的接收端可接收到0V 低电平。

在一个实施例中，提供了一种通信模组，包括通信芯片20、控制器30及上述的串口隔离电路10。所述通信芯片20连接所述串口隔离电路10；所述串口隔离电路10连接所述控制器30，还用于连接计算机40。在其中一个实施例中，该通信芯片20可为蓝牙芯片，控制器30为MCU。

在一个实施例中，提供了一种对讲装置，包括上述的串口隔离电路10。其中，对讲装置是指远程话音传输装置，如对讲机等。

在一个实施例中，提供了一种安防门禁系统，包括上述的对讲装置。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种串口隔离电路，其特征在于，应用于通信模组，所述通信模组包括相互连接的通信芯片及控制器，所述通信芯片用于连接计算机；所述串口隔离电路包括：

连接检测模块，用于连接所述通信芯片的接收端，以使所述通信芯片的接收端通过所述连接检测模块连接所述计算机的发送端；所述连接检测模块用于在连接所述计算机的发送端的情况下输出第一控制电平，以及在未连接所述计算机的发送端的情况下输出第二控制电平；

第一开关模块，连接所述连接检测模块且用于分别连接所述通信芯片的接收端与所述控制器的发送端；所述第一开关模块用于在接收到所述第一控制电平的情况下，断开所述通信芯片的接收端与所述控制器的发送端之间的连接；以及，在接收到所述第二控制电平的情况下，导通所述通信芯片的接收端与所述控制器的发送端之间的连接。

2.根据权利要求1所述的串口隔离电路，其特征在于，所述串口隔离电路还包括上电控制模块和第二开关模块；所述上电控制模块连接所述连接检测模块，以通过所述连接检测模块连接所述第一开关模块；所述上电控制模块还连接所述第二开关模块，且用于连接所述控制器的控制端；所述第二开关模块用于分别连接所述通信芯片的发送端与所述控制器的接收端；

所述上电控制模块用于在接收到所述控制器在串口初始化完成时发送的第三控制电平的情况下，输出第四控制电平，以导通所述第一开关模块和所述第二开关模块；还用于在接收到所述控制器在串口初始化未完成时发送的第五控制电平的情况下，输出第六控制电平，以断开所述第一开关模块和所述第二开关模块。

3.根据权利要求2所述的串口隔离电路，其特征在于，所述上电控制模块包括开关单元；

所述开关单元的控制端用于连接所述控制器的控制端，所述开关单元的第一端用于连接第一电源，所述开关单元的第二端分别连接所述连接检测模块和所述第二开关模块，所述开关单元的第二端还用于分别连接第二电源和所述通信芯片的供电端；

所述开关单元用于在接收到所述第三控制电平的情况下导通，以及在接收到所述第五控制电平的情况下断开。

4.根据权利要求3所述的串口隔离电路，其特征在于，所述串口隔离电路还包括第一上拉模块和第二上拉模块；

所述第一上拉模块连接所述开关单元的第二端，还用于连接所述通信芯片的接收端；所述第二上拉模块连接所述第二开关模块，且用于分别连接所述控制器的发送端与第三电源；

所述第一开关模块用于在所述控制器的发送端发送第一高电平信号的情况下，断开所述控制器的发送端与所述通信芯片的接收端之间的连接，以使所述第一上拉模块将所述通信芯片的接收端处的电压上拉至对应的电压；

所述第二开关模块用于在所述通信芯片的发送端发送第二高电平信号的情况下，断开所述通信芯片的发送端与所述控制器的接收端之间的连接，以使所述第二上拉模块将所述控制器的接收端处的电压上拉至对应的电压。

5.根据权利要求2至4任一项所述的串口隔离电路，其特征在于，所述连接检测模块包括连接器、二极管与第一电阻；

所述连接器的第一端用于连接所述通信芯片的接收端，以使所述通信芯片的接收端通过所述连接器的第一端连接所述计算机的发送端；在所述连接器连接所述计算机的情况下，所述连接器的第二端连接所述连接器的第三端；所述连接器的第二端还用于接地，所述连接器的第三端连接所述二极管的负极；

所述二极管的正极分别连接所述第一开关模块和所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接所述上电控制模块。

6.根据权利要求5所述的串口隔离电路，其特征在于，所述第一开关模块包括第一三极管和第二电阻；

所述第一三极管的基极连接所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接所述二极管的正极；所述第一三极管的集电极用于连接所述通信芯片的接收端，所述第一三极管的发射极用于连接所述控制器的发送端。

7.根据权利要求2至4任一项所述的串口隔离电路，其特征在于，所述第二开关模块包括MOS管和第三电阻；

所述MOS管的栅极连接所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接所述上电控制模块；所述MOS管的源极用于连接所述通信芯片的发送端，所述MOS管的漏极用于连接所述控制器的接收端。

8.一种通信模组，其特征在于，包括通信芯片、控制器及如权利要求1至7任一项所述的串口隔离电路；

所述通信芯片连接所述串口隔离电路；所述串口隔离电路连接所述控制器，还用于连接计算机。

9.一种对讲装置，其特征在于，包括如权利要求8所述的串口隔离电路。

10.一种安防门禁系统，其特征在于，包括如权利要求9所述的对讲装置。

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