无源隔离型RS232串口通讯电路论文和设计-潘力豪

全文摘要

本实用新型公开了一种无源隔离型RS232串口通讯电路，包括RS232转TTL模块、TTL信号隔离模块、TTL转RS232模块，所述RS232转TTL模块用于将第一RS232电平信号转换为第一TTL电平信号或将第一TTL电平信号转换为第一RS232电平信号；所述TTL信号隔离模块与所述RS232转TTL模块电性连接，所述TTL信号隔离模块用于对所述第一TTL电平信号隔离，并输出第二TTL电平信号,或将第二TTL电平信号隔离并转换成为第一TTL电平信号；所述TTL转RS232模块与所述TTL信号隔离模块电性连接，所述TTL转RS232模块用于将所述第二TTL电平信号转换为第二RS232电平信号或将所述第二RS232电平信号转换为第二TTL电平信号。使得两端通讯信号的是独立的，互不干扰，增强RS232通讯协议信号的抗干扰性。

主设计要求

1.一种无源隔离型RS232串口通讯电路，其特征在于，包括：RS232转TTL模块，所述RS232转TTL模块用于将第一RS232电平信号转换为第一TTL电平信号或将第一TTL电平信号转换为第一RS232电平信号；TTL信号隔离模块，所述TTL信号隔离模块与所述RS232转TTL模块电性连接，所述TTL信号隔离模块用于对所述第一TTL电平信号隔离，并输出第二TTL电平信号,或将第二TTL电平信号隔离并转换成为第一TTL电平信号；TTL转RS232模块，所述TTL转RS232模块与所述TTL信号隔离模块电性连接，所述TTL转RS232模块用于将所述第二TTL电平信号转换为第二RS232电平信号或将所述第二RS232电平信号转换为第二TTL电平信号。

设计方案

1.一种无源隔离型RS232串口通讯电路，其特征在于，包括：

RS232转TTL模块，所述RS232转TTL模块用于将第一RS232电平信号转换为第一TTL电平信号或将第一TTL电平信号转换为第一RS232电平信号；

TTL信号隔离模块，所述TTL信号隔离模块与所述RS232转TTL模块电性连接，所述TTL信号隔离模块用于对所述第一TTL电平信号隔离，并输出第二TTL电平信号,或将第二TTL电平信号隔离并转换成为第一TTL电平信号；

TTL转RS232模块，所述TTL转RS232模块与所述TTL信号隔离模块电性连接，所述TTL转RS232模块用于将所述第二TTL电平信号转换为第二RS232电平信号或将所述第二RS232电平信号转换为第二TTL电平信号。

2.根据权利要求1所述的无源隔离型RS232串口通讯电路，其特征在于，还包括：电源供电模块，所述电源供电模块分别与所述RS232转TTL模块、TTL信号隔离模块和TTL转RS232模块连接，用于为所述RS232转TTL模块、TTL信号隔离模块和TTL转RS232模块提供供电电源。

3.根据权利要求2所述的无源隔离型RS232串口通讯电路，其特征在于，所述电源供电模块包括第一电源供电模块和第二电源供电模块，所述第一电源供电模块与所述RS232转TTL模块及所述TTL信号隔离模块连接，用于将所述第一RS232电平信号中的至少一输出信号转换为第一电源，并为所述RS232转TTL模块供电以及所述TTL信号隔离模块的第一TTL电平信号端供电；

所述第二电源供电模块与所述TTL转RS232模块及所述TTL信号隔离模块连接，用于将所述第二RS232电平信号中的至少一输出信号转换第二电源，并为所述TTL转RS232模块供电以及所述TTL信号隔离模块的第二TTL电平信号端供电。

4.根据权利要求3所述的无源隔离型RS232串口通讯电路，其特征在于，所述第一电源供电模块包括：二极管D11、二极管D12、二极管D13、二极管D14、电阻R7和电容C1，所述二极管D11、二极管D12、二极管D13、二极管D14组成第一整流电路，所述第一整流电路输入端与所述RS232转TTL模块连接，所述第一整流电路输出端与所述电阻R7的一端连接，所述电阻R7的另一端与所述电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端与第二参考地VSS连接，所述电容C1的所述一端与所述RS232转TTL模块以及所述TTL信号隔离模块的第一TTL电平信号供电端连接。

5.根据权利要求3所述的无源隔离型RS232串口通讯电路，其特征在于，所述第一电源供电模块包括：二极管D5、电阻R60和电阻R6，所述二极管D5的阳极与所述RS232转TTL模块连接，所述二极管D5的阴极与所述电阻R60的一端连接，所述电阻R60的另一端与所述电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端与第一参考地LGND连接，所述电阻R6的所述一端还与所述RS232转TTL模块以及所述TTL信号隔离模块的第一TTL电平信号供电端连接。

6.根据权利要求3所述的无源隔离型RS232串口通讯电路，其特征在于，所述第二电源供电模块包括：二极管D6、二极管D7、二极管D9、二极管D10、电阻R63和电容C24，所述二极管D6、二极管D7、二极管D9、二极管D10组成第二整流电路，所述第二整流电路输入端与所述RS232转TTL模块连接，所述第二整流电路输出端与所述电阻R63的一端连接，所述电阻R63的另一端与所述电容C24的一端连接，所述电容C24的另一端与第二参考地VSS连接，所述电容C24的所述一端还与所述TTL转RS232模块以及所述TTL信号隔离模块的第二TTL电平信号供电端连接。

7.根据权利要求1所述的无源隔离型RS232串口通讯电路，其特征在于，所述RS232转TTL模块包括：第一发送信号转换模块和第一接收信号转换模块；

所述第一发送信号转换模块包括三极管Q1、电阻R57、电阻R56、电容C5和二极管D4，所述电阻R57的一端与所述TTL信号隔离模块的第一发送端连接，所述电阻R57的另一端与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的集电极与所述电阻R56的一端连接，所述电阻R56的另一端与所述电容C5的一端连接，所述电容C5的另一端与第一参考地LGDN连接，所述三极管Q1的发射极与第一电源连接，所述三极管Q1的集电极还与所述第一RS232电平信号的接收端连接，所述二极管D4的阳极与所述电容C5的所述一端连接，所述二极管D4的阴极与所述第一RS232电平信号的发送端连接；

所述第一接收信号转换模块包括三极管Q5、电阻R58和电阻R59，所述电阻R58的一端与所述第一RS232电平信号的发送端连接，所述电阻R58的另一端所述三极管Q5的基极连接，所述三极管Q5的发射极与所述第一参考地LGDN连接，所述三极管Q5的集电极与所述电阻R59的一端连接，所述电阻R59的另一端与所述第一电源连接，所述三极管Q5的集电极还与所述TTL信号隔离模块的第一接收端连接。

8.根据权利要求7所述的无源隔离型RS232串口通讯电路，其特征在于，还包括稳压二极管D1，所述稳压二极管D1的阳极与所述三极管Q5的基极连接，所述稳压二极管D1的阴极与所述第一参考地LGDN连接。

9.根据权利要求1所述的无源隔离型RS232串口通讯电路，其特征在于，所述TTL信号隔离模块包括：

第一光耦U15，所述第一光耦U15的集电极通过电阻R62与第一电源连接，所述第一光耦U15的发射极与所述RS232转TTL模块的发送信号端连接，所述第一光耦U15的阴极与第二参考地VSS连接，所述第一光耦U15的阳极与所述TTL转RS232模块的信号发送端连接；

第二光耦U18，所述第二光耦U18的集电极通过电阻R5与第二电源连接，所述第二光耦U18的发射极与所述TTL转RS232模块的接收信号端连接，所述第二光耦U18的阴极与第一参考地LGND连接，所述第二光耦U18的阳极与所述RS232转TTL模块的信号接收端连接。

10.根据权利要求9所述的无源隔离型RS232串口通讯电路，其特征在于，所述TTL转RS232模块包括：第二发送信号转换模块和第二接收信号转换模块；

所述第二接收信号转换模块包括三极管Q3、电阻R1、电阻R4、电容C2和二极管D8，所述电阻R1的一端与所述TTL信号隔离模块的第二接收端连接，所述电阻R1的另一端与所述三极管Q3的基极连接，所述三极管Q3的集电极与所述电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端与所述电容C2的一端连接，所述电容C2的另一端与第二参考地VSS连接，所述三极管Q3的发射极与第二电源连接，所述三极管Q3的集电极还与所述第二RS232电平信号的发送端连接，所述二极管D8的阳极与所述电容C2的所述一端连接，所述二极管D8的阴极与所述第二RS232电平信号的接收端连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及电子通讯技术领域，尤其涉及一种无源隔离型RS232串口通讯电路。

背景技术

在电子设计行业，已经有多种多样的通讯接口，如USB、JTAG、I2C、 SPI、RS232和RS485等接口，RS232接口又称为DB9接口，为现在的主流串口通讯接口之一，其协议为RS232协议，是PC端、设备端串口通讯或者测试端口重要接口之一，尤其在工业上，RS232接口常用来串口通讯以及设备检测。由于RS232接口标准协议很早出现，出现以下缺点：

1、接口的信号电平值较高，RS232接口协议采用反逻辑：逻辑”0”： +3～+15V，逻辑”1”:-3～-15V。

2、接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种无源隔离型RS232串口通讯电路。

为实现上述目的，根据本实用新型实施例的无源隔离型RS232串口通讯电路，所述无源隔离型RS232串口通讯电路包括：

RS232转TTL模块，所述RS232转TTL模块用于将第一RS232电平信号转换为第一TTL电平信号或将第一TTL电平信号转换为第一RS232电平信号；

TTL转RS232模块，所述TTL转RS232模块与所述TTL信号隔离模块电性连接，所述TTL转RS232模块用于将所述第二TTL电平信号转换为第二RS232 电平信号或将所述第二RS232电平信号转换为第二TTL电平信号。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，还包括：电源供电模块，所述电源供电模块分别与所述RS232转TTL模块、TTL信号隔离模块和TTL转 RS232模块连接，用于为所述RS232转TTL模块、TTL信号隔离模块和TTL转 RS232模块提供供电电源。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述电源供电模块包括第一电源供电模块和第二电源供电模块，所述第一电源供电模块与所述RS232转 TTL模块及所述TTL信号隔离模块连接，用于将所述第一RS232电平信号中的至少一输出信号转换为第一电源，并为所述RS232转TTL模块供电以及所述 TTL信号隔离模块的第一TTL电平信号端供电；

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述第一电源供电模块包括：二极管D11、二极管D12、二极管D13、二极管D14、电阻R7和电容C1，所述二极管D11、二极管D12、二极管D13、二极管D14组成第一整流电路，所述第一整流电路输入端与所述RS232转TTL模块连接，所述第一整流电路输出端与所述电阻R7的一端连接，所述电阻R7的另一端与所述电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端与第二参考地VSS连接，所述电容C1的所述一端与所述RS232转TTL模块以及所述TTL信号隔离模块的第一TTL电平信号供电端连接。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述第一电源供电模块包括：二极管D5、电阻R60和电阻R6，所述二极管D5的阳极与所述RS232转TTL模块连接，所述二极管D5的阴极与所述电阻R60的一端连接，所述电阻R60的另一端与所述电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端与第一参考地LGND 连接，所述电阻R6的所述一端还与所述RS232转TTL模块以及所述TTL信号隔离模块的第一TTL电平信号供电端连接。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述第二电源供电模块包括：二极管D6、二极管D7、二极管D9、二极管D10、电阻R63和电容C24，所述二极管D6、二极管D7、二极管D9、二极管D10组成第二整流电路，所述第二整流电路输入端与所述RS232转TTL模块连接，所述第二整流电路输出端与所述电阻R63的一端连接，所述电阻R63的另一端与所述电容C24的一端连接，所述电容C24的另一端与第二参考地VSS连接，所述电容C24的所述一端还与所述TTL转RS232模块以及所述TTL信号隔离模块的第二TTL电平信号供电端连接。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述RS232转TTL模块包括：第一发送信号转换模块和第一接收信号转换模块；

所述第一发送信号转换模块包括三极管Q1、电阻R57、电阻R56、电容 C5和二极管D4，所述电阻R57的一端与所述TTL信号隔离模块的第一发送端连接，所述电阻R57的另一端与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的集电极与所述电阻R56的一端连接，所述电阻R56的另一端与所述电容C5的一端连接，所述电容C5的另一端与第一参考地LGDN连接，所述三极管Q1的发射极与第一电源连接，所述三极管Q1的集电极还与所述第一RS232电平信号的接收端连接，所述二极管D4的阳极与所述电容C5的所述一端连接，所述二极管D4的阴极与所述第一RS232电平信号的发送端连接；

所述第一接收信号转换模块包括三极管Q5、电阻R58和电阻R59，所述电阻R58的一端与所述第一RS232电平信号的发送端连接，所述电阻R58的另一端所述三极管Q5的基极连接，所述三极管Q5的发射极与所述第一参考地 LGDN连接，所述三极管Q5的集电极与所述电阻R59的一端连接，所述电阻 R59的另一端与所述第一电源连接，所述三极管Q5的集电极还与所述TTL信号隔离模块的第一接收端连接。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，还包括稳压二极管D1，所述稳压二极管D1的阳极与所述三极管Q5的基极连接，所述稳压二极管D1的阴极与所述第一参考地LGDN连接。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述TTL信号隔离模块包括：

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述TTL转RS232模块包括：第二发送信号转换模块和第二接收信号转换模块；

所述第二接收信号转换模块包括三极管Q3、电阻R1、电阻R4、电容C2 和二极管D8，所述电阻R1的一端与所述TTL信号隔离模块的第二接收端连接，所述电阻R1的另一端与所述三极管Q3的基极连接，所述三极管Q3的集电极与所述电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端与所述电容C2的一端连接，所述电容C2的另一端与第二参考地VSS连接，所述三极管Q3的发射极与第二电源连接，所述三极管Q3的集电极还与所述第二RS232电平信号的发送端连接，所述二极管D8的阳极与所述电容C2的所述一端连接，所述二极管 D8的阴极与所述第二RS232电平信号的接收端连接。

本实用新型实施例提供无源隔离型RS232串口通讯电路通过RS232转 TTL模块、TTL信号隔离模块和TTL转RS232模块，使得支持RS232协议设备之间的相互通讯，并且因为通讯信号经过光电器件隔离后，两端通讯信号的是独立的，互不干扰，增强RS232通讯协议信号的抗干扰性，增强信号完整性，电路使用基本原件，制造成本较低。

另外，本实用新型提供的电路不采用外接电源供电，由PC端出的DTR信号，提供PC端设备端的供电。不需要外接其他电源，采用PCTXD转换电平对另一端电路供电，减少电源期间使用，设备装置简便，成本降低，适合复杂环境的RS232串口通信。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的无源隔离型RS232串口通讯电路结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的RS232转TTL模块电路结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的TTL信号隔离模块电路结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的TTL转RS232模块电路结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的电源供电模块电路结构示意图。

附图标记：

无源隔离型RS232串口通讯电路01；

RS232转TTL模块10；

TTL信号隔离模块20；

TTL转RS232模块30；

电源供电模块40；

RS232输入信号50；

RS232输出信号60；

TTL输出信号70。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型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，不是旨在于限制本实用新型。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参阅图1至图4，本实用新型实例提供一种无源隔离型RS232串口通讯电路，包括：RS232转TTL模块10、TTL信号隔离模块20和TTL转RS232模块30，所述RS232转TTL模块10用于将第一RS232电平信号转换为第一TTL电平信号或将第一TTL电平信号转换为第一RS232电平信号；如图1和图2中所示，所述RS232转TTL模块10可与电脑PC的RS232信号输入输出端(U14)连接，以将所述电脑PC或其他电子设备输出的第一RS232电平信号进行转换，转换成第一TTL电平信号。另外，所述RS232转TTL模块10还可将所述TTL信号隔离模块20输出的第一TTL电平信号进行转换第一RS232电平信号，并通过接口(U14)传输至电脑PC的RS232信号输入输出端。也就是，通过所述RS232 转TTL模块10可将RS232电平信号与TLL电平信号之间进行相互的转换。

所述TTL信号隔离模块20与所述RS232转TTL模块10电性连接，所述TTL 信号隔离模块20用于对所述第一TTL电平信号隔离，并输出第二TTL电平信号,或将第二TTL电平信号隔离并转换成为第一TTL电平信号；如图1和图3中所示，所述TTL信号隔离模块20用于将两端的TTL电平信号进行隔离转换，也就是，所述第一TTL电平信号和第二TTL电平信号通过所述TTL信号隔离模块20进行隔离，并进行相互的转换。

所述TTL转RS232模块30与所述TTL信号隔离模块20电性连接，所述TTL 转RS232模块30用于将所述第二TTL电平信号转换为第二RS232电平信号或将所述第二RS232电平信号转换为第二TTL电平信号。如图1和图4中所示，所述TTL转RS232模块30与所述TTL信号隔离模块20连接，以将所述TTL信号隔离模块20输出的第二TTL电平信号进行转换第二RS232电平信号，并通过接口(U1)传输至电脑PC的RS232信号输入输出端。另外，通过与电脑PC 的RS232信号输入输出端(U14)连接，以将所述电脑PC或其他电子设备输出的第二RS232电平信号进行转换，转换成第二TTL电平信号，以传输至所述TTL信号隔离模块20。也就是，通过所述TTL转RS232模块30可将TLL电平信号与RS232电平信号之间进行相互的转换。

参阅图1和图5，还包括：电源供电模块40，所述电源供电模块40分别与所述RS232转TTL模块10、TTL信号隔离模块20和TTL转RS232模块30连接，用于为所述RS232转TTL模块10、TTL信号隔离模块20和TTL转RS232模块30 提供供电电源。也就是，所述电源供电模块40为电路的各模块提供供电电源。

如图5中所示，所述电源供电模块40包括第一电源供电模块40和第二电源供电模块，所述第一电源供电模块与所述RS232转TTL模块10及所述TTL信号隔离模块20连接，用于将所述第一RS232电平信号中的至少一输出信号转换为第一电源，并为所述RS232转TTL模块10供电以及所述TTL信号隔离模块20 的第一TTL电平信号端供电；由于所述TTL信号隔离模块20两端的信号需要进行隔离，本实用新型实例中，通过所述第一电源供电模块40和第二电源供电模块40分别为所述TTL信号隔离模块20两端的供电端进行单独供电，以使得TTL信号隔离模块20两端信号相互隔离，避免相互影响。如图1和图5中所示，所述第一电源供电模块40通过所述RS232与电脑PC连接，并将电脑PC输出的RS232信号中至少一输出信号转换为第一电源，如图1和图5中电脑PC的 RS232信号输入输出端(U14)的PCDTR信号或PCTXD信号。所述第一电源供电模块40对所述PCDTR信号或PCTXD信号进行存储输出，以为TTL信号隔离模块20的第一TTL电平信号端供电。通过将所述电脑PC输出的RS232信号中至少一输出信号转换为第一电源，避免了外接电源的使用。

所述第二电源供电模块与所述TTL转RS232模块30及所述TTL信号隔离模块20连接，用于将所述第二RS232电平信号中的至少一输出信号转换第二电源，并为所述TTL转RS232模块30供电以及所述TTL信号隔离模块20的第二 TTL电平信号端供电。同理，所述第二电源供电模块也是通过如图1和图5中另外一端的电脑PC的RS232信号输入输出端(U1)的TXD_DUT信号进行存储输出，以为TTL信号隔离模块20的第二TTL电平信号端供电，避免了外接电源的使用。

参阅图5，所述第一电源供电模块40包括：二极管D11、二极管D12、二极管D13、二极管D14、电阻R7和电容C1，所述二极管D11、二极管D12、二极管D13、二极管D14组成第一整流电路，所述第一整流电路输入端与所述 RS232转TTL模块10连接，所述第一整流电路输出端与所述电阻R7的一端连接，所述电阻R7的另一端与所述电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端与第二参考地VSS连接，所述电容C1的所述一端与所述RS232转TTL模块10以及所述TTL信号隔离模块20的第一TTL电平信号供电端连接。如图1和图5中所示，所述二极管D11、二极管D12、二极管D13、二极管D14对所述电脑PC 的RS232信号输入输出端(U14)的输出信号PCTXD进行整流输出，并通过所述电阻R7为所述电容C1充电，充电后的电容C1可输出稳定的第一电源，从而为所述TTL信号隔离模块20的第一TTL电平信号端模块供电。

进一步地，在本实用新型的一个实例中，所述第一电源供电模块40包括：二极管D5、电阻R60和电阻R6，所述二极管D5的阳极与所述RS232转TTL模块10连接，所述二极管D5的阴极与所述电阻R60的一端连接，所述电阻R60 的另一端与所述电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端与第一参考地 LGND连接，所述电阻R6的所述一端还与所述RS232转TTL模块10以及所述 TTL信号隔离模块20的第一TTL电平信号供电端连接。如图1和图5中所示，所述二极管D5对所述电脑PC的RS232信号输入输出端(U14)的输出信号 PCDTR进行整流输出，并通过所述电阻R60和电阻R6分压后，为所述TTL信号隔离模块20的第一TTL电平信号端模块供电。也就是，所述第一电源供电模块40可采用两个不同的结构供电方式来提供第一电源。

在本实用新型的另一个实例中，也可以将两个供电方式相结合。如图5 中所示，通过双二极管D15将两种不同的供电方式相结合输出。使得所述第一电源更加的稳定。

参阅图5，所述第二电源供电模块40包括：二极管D6、二极管D7、二极管D9、二极管D10、电阻R63和电容C24，所述二极管D6、二极管D7、二极管D9、二极管D10组成第二整流电路，所述第二整流电路输入端与所述RS232 转TTL模块10连接，所述第二整流电路输出端与所述电阻R63的一端连接，所述电阻R63的另一端与所述电容C24的一端连接，所述电容C24的另一端与第二参考地VSS连接，所述电容C24的所述一端还与所述TTL转RS232模块30以及所述TTL信号隔离模块20的第二TTL电平信号供电端连接。如图1和图5中所示，所述二极管D6、二极管D7、二极管D9、二极管D10对另一端电脑PC 的RS232信号输入输出端(U1)的输出信号TXD_DUT进行整流输出，并通过所述电阻R63为所述电容C24充电，充电后的电容C24可输出稳定的第二电源，从而为所述TTL信号隔离模块20的第二TTL电平信号端模块供电。

本实用新型提供的电路不采用外接电源供电，由PC端出的DTR信号，DTR信号：数据设备准备好信号，一般状态下-12V，准备好状态持续12V，利用DTR信号提供PC端设备端的供电。不需要外接其他电源，另外，采用 PCTXD转换电平对另一端设备电路供电，减少电源期间使用，设备装置简便，成本降低。

参阅图1和图2，所述RS232转TTL模块10包括：第一发送信号转换模块和第一接收信号转换模块；所述第一发送信号转换模块用于将TTL信号隔离模块20输出的第一TTL电平信号转换第一RS232电平信号，并传输至电脑PC。所述第一接收信号转换模块用于将所述电脑PC输出的第一RS232电平信号转换成第一TTL电平信号，并传输至所述TTL信号隔离模块20。

如图2中所示，所述第一发送信号转换模块包括三极管Q1、电阻R57、电阻R56、电容C5和二极管D4，所述电阻R57的一端与所述TTL信号隔离模块 20的第一发送端连接，所述电阻R57的另一端与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的集电极与所述电阻R56的一端连接，所述电阻R56的另一端与所述电容C5的一端连接，所述电容C5的另一端与第一参考地LGDN连接，所述三极管Q1的发射极与第一电源连接，所述三极管Q1的集电极还与所述第一RS232电平信号的接收端连接，所述二极管D4的阳极与所述电容C5的所述一端连接，所述二极管D4的阴极与所述第一RS232电平信号的发送端连接；

所述三极管Q1在所述第一TTL电平信号的作用下进行导通或截止工作状态，在所述三极管Q1导通时，在所述电容C5和第一电源的作用下，输出高电平；在所述三极管Q1截止时，由于所述无源隔离型RS232串口通讯电路工作在半双工模式。此时，所述二极管D4的阴极在所述第一RS232电平信号的发送端PCTXD负信号的作用下，二极管D4导通。并将所述二极管D4与所述电容C5交接处电平拉低。在所述电容C5及所述二极管D4的作用下，将输电平拉低并电压输出，从而将所述第一TTL电平信号转换成第一RS232电平信号。

也就是，通过所述电容C5和二极管D4的作用，使得所述二极管D4与所述电容C5交接处的电压在输出为0信号时电平保持在-3V至-15V之间，在输出为1信号时电平保持在-3V至-15V之间。

如图2中所示，所述第一接收信号转换模块包括三极管Q5、电阻R58和电阻R59，所述电阻R58的一端与所述第一RS232电平信号的发送端连接，所述电阻R58的另一端所述三极管Q5的基极连接，所述三极管Q5的发射极与所述第一参考地LGDN连接，所述三极管Q5的集电极与所述电阻R59的一端连接，所述电阻R59的另一端与所述第一电源连接，所述三极管Q5的集电极还与所述TTL信号隔离模块20的第一接收端连接。所述三极管Q5在所述第一RS232 电平信号的作用下进行导通或截止工作状态，从而将所述第一电源的电平输出。所述第一电源的电压为5V。也就是，在所述三极管Q5截止时，将5V电平电压输出；在所述三极管Q5导通时，将0V电压输出，从而将所述第一RS232 电平信号转换成第一TTL电平信号。

进一步地，在本实用新型的一个实例中，还包括稳压二极管D1，所述稳压二极管D1的阳极与所述三极管Q5的基极连接，所述稳压二极管D1的阴极与所述第一参考地LGDN连接。通过所述稳压二极管D1对所述三极管Q5进行反向保护，避免所述三极管Q5方向击穿。

参阅图1和图3，所述TTL信号隔离模块20包括：第一光耦U15和第二光耦U18，所述第一光耦U15的集电极通过电阻R62与第一电源连接，所述第一光耦U15的发射极与所述RS232转TTL模块10的发送信号端连接，所述第一光耦U15的阴极与第二参考地VSS连接，所述第一光耦U15的阳极与所述TTL转 RS232模块30的信号发送端连接；

所述第二光耦U18的集电极通过电阻R5与第二电源连接，所述第二光耦 U18的发射极与所述TTL转RS232模块30的接收信号端连接，所述第二光耦 U18的阴极与第一参考地LGND连接，所述第二光耦U18的阳极与所述RS232 转TTL模块10的信号接收端连接。

参阅图1和图4，所述TTL转RS232模块30包括：第二发送信号转换模块和第二接收信号转换模块；所述第二发送信号转换模块用于将另一所述电脑 PC输出的第二RS232电平信号转换成第二TTL电平信号，并传输至所述TTL 信号隔离模块20。所述第二接收信号转换模块用于将TTL信号隔离模块20输出的第二TTL电平信号转换第二RS232电平信号，并传输至另一端电脑PC。

所述第二发送信号转换模块包括三极管Q2、电阻R3和电阻R2，所述电阻R3的一端与所述第二RS232电平信号的接收端连接，所述电阻R3的另一端所述三极管Q2的基极连接，所述三极管Q5的发射极与所述第二参考地VSS连接，所述三极管Q2的集电极与所述电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端与第二电源连接，所述三极管Q2的集电极还与所述TTL信号隔离模块20的第二发送端连接；所述三极管Q2在所述第二RS232电平信号的作用下进行导通或截止工作状态，从而将所述第二电源的电平输出。所述第二电源的电压为5V。也就是，在所述三极管Q2截止时，将5V电平电压输出；在所述三极管Q2导通时，将0V电压输出，从而将所述第二RS232电平信号转换成第二TTL 电平信号。

进一步地，在本实用新型的一个实例中，还包括稳压二极管D2，所述稳压二极管D2的阳极与所述三极管Q2的基极连接，所述稳压二极管D2的阴极与所述第一参考地LGDN连接。通过所述稳压二极管D2对所述三极管Q2进行反向保护，避免所述三极管Q2方向击穿。

所述第二接收信号转换模块包括三极管Q3、电阻R1、电阻R4、电容C2 和二极管D8，所述电阻R1的一端与所述TTL信号隔离模块20的第二接收端连接，所述电阻R1的另一端与所述三极管Q3的基极连接，所述三极管Q3的集电极与所述电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端与所述电容C2的一端连接，所述电容C2的另一端与第二参考地VSS连接，所述三极管Q3的发射极与第二电源连接，所述三极管Q3的集电极还与所述第二RS232电平信号的发送端连接，所述二极管D8的阳极与所述电容C2的所述一端连接，所述二极管 D8的阴极与所述第二RS232电平信号的接收端连接。

所述三极管Q3在所述第二TTL电平信号的作用下进行导通或截止工作状态，在所述三极管Q3导通时，在所述电容C2和第二电源的作用下，输出高电平；在所述三极管Q3截止时，由于所述无源隔离型RS232串口通讯电路工作在半双工模式。此时，所述二极管D8的阴极在所述第二RS232电平信号的发送端RXD_DUT负信号的作用下，二极管D8导通。并将所述二极管D8与所述电容C8交接处电平拉低。在所述电容C2及所述二极管D8的作用下，将输电平拉低并电压输出，从而将所述第二TTL电平信号转换成第二RS232电平信号。

也就是，通过所述电容C2和二极管D8的作用，使得所述二极管D8与所述电容C2交接处的电压在输出为0信号时电平保持在-3V至-15V之间，在输出为1信号时电平保持在3V至15V之间。

更加具体地，RS232串口接入input信号为RS232信号，RS232信号接入TTL转化电路，由RS232电平转化TTL电平信号，利用两个三极管导通截至，使得RS232信号转化为TTL信号，其中D1 TVS管是为了防止Q4的BE反向击穿，TXD的最低电压时15V，Q4的BE耐压是6V左右。转化为TTL信号后，经过光电器件TLP181_TPRF进行隔离信号，TLP181_TPRF的信号之间的转换时间足以满足信号之间通讯。经过隔离后，设备通讯两端通讯信号互不干扰，保证信号完整性，转换隔离后的通讯信号可以在进入TTL转化RS232信号，使得RS232接口之间通讯，适合复杂环境的RS232串口通信。

另外，本本实用新型实施例提供无源隔离型RS232串口通讯电路具体具有如下优点：

1、采用无源电路，经过测试RS232接口信号，其中发现DTR信号准备好，处于逻辑“0”，电平信号为12V，利用DTR特性供给主信号设备端，再利用 DUT设备端RS232 TX信号转化为电路电源，无需外接电源，降低成本。

2、RS232转化TTL电路利用三极管电路设计，利用三极管导通截至，使得RS232反逻辑电平信号转化为为TTL信号，电路简单，容易实现。

3、稳压二极管D1、D2 TVS管是为了防止三极管Q2、Q5的发射极和基极BE之间反向击穿(TXD的最低电压时15V，Q2、Q5的BE耐压是6V左右)。

4、TTL电平信号两端信号采用光电隔离器件隔离，使得信号互不干扰，使信号完整性。

5、TTL电平信号转为RS2323电平信号，由于二极管D4、D8与电容C2、 C5的作用，使得在二极管D4、D8与电容C2、C5交接处的电压保持在 -3V～-15V，支持600～115200bps。

本实用新型实施例提供无源隔离型RS232串口通讯电路通过RS232转 TTL模块10、TTL信号隔离模块20和TTL转RS232模块30，使得支持RS232协议设备之间的相互通讯，并且因为通讯信号经过光电器件隔离后，两端通讯信号的是独立的，互不干扰，增强RS232通讯协议信号的抗干扰性，增强信号完整性，电路使用基本原件，制造成本较低。

另外，本实用新型提供的电路不采用外接电源供电，由PC端出的DTR信号，提供PC端设备端的供电。不需要外接其他电源，采用PCTXD转换电平对另一端电路供电，减少电源期间使用，设备装置简便，成本降低。

以上仅为本实用新型的实施例，但并不限制本实用新型的专利范围，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型专利保护范围之内。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型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表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

设计图

无源隔离型RS232串口通讯电路论文和设计

无源隔离型RS232串口通讯电路论文和设计-潘力豪

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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