CN217770131U - 高速红外转rs485电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高速红外转RS485电路，包括依次连接的红外接收单元、放大比较单元、RS485芯片和红外发射单元；其中，放大比较单元包括第一延时子单元，红外发射单元包括第二延时子单元，放大比较单元中的方波信号通过第一延时子单元与与门的第一输入端连接，RS485芯片的发送输出端通过第二延时子单元与与门的第二输入端连接，与门的输出引脚分别与RS485芯片的接收使能端和发送使能端连接。本电路通过设置第一延时子单元和第二延时子单元，实现该电路实现红外接收工作模态和红外发送工作模态的高速运转，实现高速红外信号转换功能；且通讯波特率最高能达到921600bit/s，且本实用新型高速红外转RS485电路具有较低的成本。

Description

高速红外转RS485电路

技术领域

本实用新型涉及电路技术领域，尤其涉及一种高速红外转RS485电路。

背景技术

红外通讯有着成本低廉、简单易用和结构紧凑的特点，因此在小型移动设备中获得了广泛的应用。目前国家电网的电能表上明确表明需要具有调制红外端口，主要用来实现近距离抄表。现有红外通讯电路的通讯波特率设置范围较小，只能适用于9600bit/s，无法实现高速红外信号转换功能。且现有的红外通讯产品，由于其结构的限制，无法实现红外光发射强度和红外光接收强度的调整。

为此，需要提供一种红外转RS485电路，既能实现高速红外信号转换功能，又能实现红外光发射强度和红外光接收强度的调整。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有的红外通讯电路的通讯波特率使用范围小，无法实现高速红外信号转换功能，且实现红外光发射强度和红外光接收强度的调整。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高速红外转RS485电路，包括依次连接的红外接收单元、放大比较单元、RS485芯片和红外发射单元；

其中，所述放大比较单元包括第一延时子单元和与门，所述红外发射单元包括第二延时子单元，所述放大比较单元中的方波信号通过所述第一延时子单元与所述与门的第一输入端连接，所述RS485芯片的发送输出端通过所述第二延时子单元与所述与门的第二输入端连接，所述与门的输出引脚分别与所述RS485芯片的接收使能端和发送使能端连接。

优选地，所述红外接收单元包括串联连接的红外接收二极管和可调电阻R10。

优选地，所述放大比较单元还包括运算放大器和预设比较器，所述运算放大器的正相输入端与所述红外接收二极管输出端连接，所述运算放大器的输出端与所述预设比较器的输入端连接，所述预设比较器的输出端分别与所述第一延时子单元和所述RS485芯片的接收输入端连接。

优选地，所述预设比较器为迟滞比较器。

优选地，所述第一延时子单元包括电阻R5、电容C3和二极管D2，所述电阻R5和电容C3串联于所述放大比较单元中的方波信号与接地端之间，所述二极管D2并联于所述电阻R5两端。

优选地，所述第一延时子单元还包括反相器U3，所述反相器U3的输入端与所述电阻R5输出端连接。

优选地，所述第二延时子单元包括电阻R14、电容C5和二极管D4，所述电阻R14和电容C5串联于所述RS485芯片的发送输出端与接地端之间，所述二极管D4并联于所述电阻R14两端。

优选地，所述第二延时子单元还包括串联连接的反相器U7和反相器U8，所述反相器U7的输入端与所述电阻R14的输出端连接。

优选地，所述红外发射单元包括串联连接的红外发射二极管和可调电阻R12，以及并联于所述红外发射二极管两端的电阻R13。

优选地，所述红外发射单元还包括反相器U6，所述反相器U6的输入端与所述RS485芯片的发送输出端连接，所述反相器U6的输出端与所述红外发射二极管连接。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

应用本实用新型实施例提供的高速红外转RS485电路，通过设置第一延时子单元和第二延时子单元，实现该电路实现红外接收工作模态和红外发送工作模态的高速运转，实现高速红外信号转换功能；同时将第一延时子单元和第二延时子单元通过与逻辑关系连接于RS485芯片的接收使能端和发送使能端，使得该电路中的红外发送工作状态和红外接收工作状态为相互制约的关系；且该电路在红外接收单元和红外发送单元内均设置有可调电阻，以通过调节可调电阻实现红外光发射强度和红外光接收强度的调整。本实用新型实施例电路实现了通讯波特率的提高。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例共同用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1示出了本实用新型实施例一高速红外转RS485电路的结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例一高速红外转RS485电路的电路示意图；

图3示出了本实用新型实施例一中红外接收单元的红外接收波形示意图；

图4示出了本实用新型实施例一中比较器输出的方波信号示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本实用新型中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。

现有的红外通讯设备的通讯波特率只适用于9600bit/s，适用范围小，无法实现高速红外信号转换功能。且现有的红外通讯产品，由于其结构的限制，无法实现红外光发射强度和红外光接收强度的调整。

实施例一

为解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型实施例提供了一种高速红外转RS485电路。

图1示出了本实用新型实施例一高速红外转RS485电路的结构示意图；图2示出了本实用新型实施例一高速红外转RS485电路的电路示意图；参考图1和图2所示，本实用新型高速红外转RS485电路包括红外接收单元、放大比较单元、RS485芯片和红外发射单元；且红外接收单元、放大比较单元、RS485芯片和红外发射单元依次连接。

其中，红外接收单元包括红外接收二极管D1和可调电阻R10。红外接收二极管D1的输入端与供电电压连接，红外接收二极管D1的输出端通过可调电阻R10接地。红外接收单元在通过红外接收二极管D1接收红外信号时，可通过调节可调电阻R10的阻值来对红外信号接收强度进行调整。即本实用新型红外接收单元可接收不同光照强度的红外信号。

放大比较单元包括运算放大器U1、比较器、第一延时子单元和与门U5。运算放大器U1的正向输入端与红外接收二极管D1输出端连接，以实现对红外接收二极管D1接收的红外信号进行放大，运算放大器U1的反向输入端接地。运算放大器U1的输出端依次通过电阻R4和电阻R9接地，运算放大器U1的负电源端与电阻R4的输出端连接，以使得可基于电阻R4和电阻R9的比值确定运算放大器U1的放大倍数。即运算放大器U1的输出信号运算放大器U1输入信号*(R4/R9)。

本实施例放大比较单元的预设比较器为迟滞比较器，即比较器U4的正相输入端通过电阻R3与比较器U4的输出端连接，供电电压与接地端之间依次串联连接有电阻R2和电阻R8，比较器U4的正相输入端还与电阻R2的输出端连接，比较器U4的反相输入端与运算放大器U1的输出端连接，以使得比较器及周围电路实现迟滞回环特性。红外接收信号经过运算放大器U1放大后，输出电压经过比较器与基准电压进行比较后，输出方波信号。红外接收信号变形前波形与变形后波形可参考图3和图4。方波信号一路通过电阻R1进入RS485芯片的接收使能端，一路进入第一延时子单元中。

第一延时子单元包括电阻R5、电容C3、二极管D2和反相器U3，其中电阻R5和电容C3串联于放大比较单元中的方波信号与接地端之间，反相器U3的输入端与电阻R5输出端连接，二极管D2并联于电阻R5两端。电阻R5和电容C3组成延时电路，二极管D2是放电二极管，以保证C3上面的电平一直处于低电平。反相器U3的输出端与与门U5的第一输入端连接。且反相器U3可提交信号响应速度。

红外发射单元包括第二延时子单元，第二延时子单元包括电阻R14、电容C5、二极管D4、反相器U7和反相器U8。电阻R14和电容C5串联于RS485芯片的发送输出端与接地端之间，二极管D4并联于电阻R14两端，反相器U7的输入端与电阻R14的输出端连接，反相器U7的输出端与反相器U8的输入端连接，反相器U8对的输出端与与门U5的第一输入端连接。电阻R14和电容C5组成延时电路，二极管D4是放电二极管，以保证C5上面的电平一直处于低电平。且反相器U7可提交信号响应速度。

红外发射单元还包括反相器U6、红外发射二极管D3、可调电阻R12和电阻R13，反相器U6输入端通过电阻R11与RS485芯片的发送使能端连接，红外发射二极管D3与可调电阻R12串联连接于反相器U6的输出端与接地端之间，电阻R13并联于红外发射二极管D3两端，以用于放电。其中红外发射单元在通过红外发射二极管D3发射红外信号时，可通过调节可调电阻R12的阻值来对红外信号发射强度进行调整。即本实用新型红外发射单元可发射不同光照强度的红外信号。

本实用新型高速红外转RS485电路的工作方式为：

当处于红外信号接收状态时，红外接收单元的红外接收二极管D1接收到红外信号后，将红外接收信号发送给放大比较单元的运算放大器，运算放大器对红外信号进行放大后，输出电压经过比较器与基准电压进行比较后，输出方波信号；方波信号一路通过电阻R1进入RS485芯片的接收输入端，一路进入第一延时子单元，信号经过第一延时子单元使得电容C3上端一直处于低电平状态，低电平经过反相器U3的输入高电平，输入与门U5的第一输入引脚。

同时RS485芯片的发送输出端一直处于高电平状态，进而电容C5上端也一直处于高电平状态，进过反相器U7和反相器U8，向与门U5的第二输入引脚输入高电平。因此与门U5向RS485芯片的接收使能端和发送使能端均处于高电平状态，即RS485芯片处于红外信号接收状态。

当处于红外信号发射状态时，RS485芯片的发送输出端输出工作信号，工作信号通过电阻R11进入第二延时子单元，工作信号经过第二延时子单元使得电容C5上端一直处于低电平状态，低电平依次经过反相器U7和反相器U8，向与门U5的第二输入引脚输入第电平。

此时无论红外接收单元处于何种状态，与门U5输出均为低电平信号，即RS485芯片的接收使能端和发送使能端均处于低电平状态，进一步即RS485芯片处于红外信号发射状态。即当本实用新型电路处于红外发射工作状态时，即使红外接收二极管和红外发送二极管离得比较近，或其他原因红外接收单元可以接收红外信号，红外接收单元也是无法工作的。

本实用新型实施例提供的高速红外转RS485电路，通过设置第一延时子单元和第二延时子单元，实现该电路实现红外接收工作模态和红外发送工作模态的高速运转，实现高速红外信号转换功能；同时将第一延时子单元和第二延时子单元通过与逻辑关系连接于RS485芯片的接收使能端和发送使能端，使得该电路中的红外发送工作状态和红外接收工作状态为相互制约的关系；且该电路在红外接收单元和红外发送单元内均设置有可调电阻，以通过调节可调电阻实现红外光发射强度和红外光接收强度的调整。本实用新型实施例电路实现了通讯波特率的提高,通讯波特率最高能达到921600bit/s，且本实用新型高速红外转RS485电路具有较低的成本。

虽然本实用新型所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种高速红外转RS485电路，其特征在于，包括依次连接的红外接收单元、放大比较单元、RS485芯片和红外发射单元；

其中，所述放大比较单元包括第一延时子单元和与门，所述红外发射单元包括第二延时子单元，所述放大比较单元中的方波信号通过所述第一延时子单元与所述与门的第一输入端连接，所述RS485芯片的发送输出端通过所述第二延时子单元与所述与门的第二输入端连接，所述与门的输出引脚分别与所述RS485芯片的接收使能端和发送使能端连接。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述红外接收单元包括串联连接的红外接收二极管和可调电阻R10。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述放大比较单元还包括运算放大器和预设比较器，所述运算放大器的正相输入端与所述红外接收二极管输出端连接，所述运算放大器的输出端与所述预设比较器的输入端连接，所述预设比较器的输出端分别与所述第一延时子单元和所述RS485芯片的接收输入端连接。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述预设比较器为迟滞比较器。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一延时子单元包括电阻R5、电容C3和二极管D2，所述电阻R5和电容C3串联于所述放大比较单元中的方波信号与接地端之间，所述二极管D2并联于所述电阻R5两端。

6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述第一延时子单元还包括反相器U3，所述反相器U3的输入端与所述电阻R5输出端连接。

7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第二延时子单元包括电阻R14、电容C5和二极管D4，所述电阻R14和电容C5串联于所述RS485芯片的发送输出端与接地端之间，所述二极管D4并联于所述电阻R14两端。

8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述第二延时子单元还包括串联连接的反相器U7和反相器U8，所述反相器U7的输入端与所述电阻R14的输出端连接。

9.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述红外发射单元包括串联连接的红外发射二极管和可调电阻R12，以及并联于所述红外发射二极管两端的电阻R13。

10.根据权利要求9所述的电路，其特征在于，所述红外发射单元还包括反相器U6，所述反相器U6的输入端与所述RS485芯片的发送输出端连接，所述反相器U6的输出端与所述红外发射二极管连接。

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