專利名稱：一種串口隔離電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及串口信號(hào)隔離技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種串口隔離電路。
背景技術(shù)：
隨著電子工業(yè)的不斷地發(fā)展，串口通信已成為電子設(shè)備不可缺少的一項(xiàng)功能，比如在電 子支付行業(yè)傳統(tǒng)的POS機(jī)近年來(lái)有發(fā)展為EPOS的趨勢(shì)。POS機(jī)一般采用串口方式與外界進(jìn) 行通訊，傳統(tǒng)POS機(jī)的磁卡、IC卡、SAM卡、打印等功能采用數(shù)字集成電路實(shí)現(xiàn)，因此串 口直接外接其它設(shè)備對(duì)其產(chǎn)生的影響較小，在實(shí)際應(yīng)用中只要PCB走線合理， 一般不會(huì)出現(xiàn) 什么問(wèn)題。EPOS增加了電話模塊，而電話模塊為模擬電路，所以在外接串口的情況下由于 外部設(shè)備和EPOS機(jī)本身返回路徑("地"平面)的不同，會(huì)對(duì)EPOS電話功能產(chǎn)生極大的干擾， 導(dǎo)致通話效果差(有雜音)或通話失敗。所以現(xiàn)在很多EPOS在內(nèi)部電路上都設(shè)計(jì)成通話的時(shí)候 不能進(jìn)行串口通訊，這樣就限制了一些應(yīng)用場(chǎng)合。
為解決上述問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)常采用串口取電加光電耦合器來(lái)形成隔離，具體做法如下 外部設(shè)備端電源從RS-232端口取電(RTS和DTR，需要軟件將RTS和DTR 口置為12V)，用 一個(gè)穩(wěn)壓管或者DC-DC芯片將取電電壓轉(zhuǎn)成5V輸出送給光耦供電，EPOS端直接從其本身 供電給光耦的集電極。這種做法雖然可行，但需要軟件置位，并用到了5條信號(hào)線(RXD、 TXD、 GND、 RTS、 DTR)在實(shí)際情況中，很多設(shè)備只用到了其中的三條線(RXD、 TXD、 GND)，因此這種做法兼容性差，應(yīng)用范圍窄。 發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種串U隔離電路，其實(shí)現(xiàn)了三線 串口隔離，有效的抑制了靜電和浪涌，防止地線回路和浪涌干擾設(shè)備的正常運(yùn)行。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的， 一種串口隔離電路，包括輸入端TXD、 RXD和輸出端TXD、 RXD;其特征在于所述的輸入端TXD接收的高電平信號(hào)一路經(jīng)過(guò)光電耦合電路[6]輸出TTL 電平到輸出端RXD，另一路經(jīng)路徑選擇電路[3]到光電耦合電路[2];低電平信號(hào)經(jīng)電壓反轉(zhuǎn) 電路[4]一路連到光電隔離電路[1]，另一路經(jīng)電壓反轉(zhuǎn)電路到充電電路[5]，充電之后的電壓為 光耦模塊[2]供電，所述的輸出端TXD經(jīng)光電耦合電路與輸入端TXD相連。
本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型針對(duì)三線RS232串口通訊方式設(shè)計(jì)電路，不需要 從RTS、 DTR取電，同樣適于用5線RS232通訊以及全線RS232通訊。電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體 積小，被隔離兩端均獨(dú)立供電，返回路徑不連通，能有效實(shí)現(xiàn)電性能的可靠性，抑制了靜電 和浪涌，防止了地線回路和浪涌干擾設(shè)備的正常運(yùn)行。

圖1是本實(shí)用新型的電路原理框圖。
圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一的電路示意圖。
圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一的電壓反轉(zhuǎn)原理圖。
圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例一的電壓反轉(zhuǎn)電模型圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種串口隔離電路，包括輸入端TXD、RXD和輸出端TXD、RXD;其特征在于所述的輸入端TXD接收的高電平信號(hào)一路經(jīng)過(guò)光電耦合電路[6]輸出TTL電平到輸出端RXD，另一路經(jīng)路徑選擇電路[3]到光電耦合電路[2];低電平信號(hào)經(jīng)電壓反轉(zhuǎn)電路[4]一路連到光電隔離電路[1]，另一路經(jīng)電壓反轉(zhuǎn)電路到充電電路[5]，充電之后的電壓為光耦模塊[2]供電，所述的輸出端TXD經(jīng)光電耦合電路與輸入端TXD相連。
本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，所述的輸出端TXD、 RXD固定連接到EPOS機(jī)的串口輸出端。
如圖2所示，主要包括光電耦合電路(1、 2、 6)、路徑選擇電路3、電壓反轉(zhuǎn)電路4、充電電路5等功能電路。圖2中的IC1內(nèi)部主要功能模塊如圖3 (很多電壓反轉(zhuǎn)芯片都是這個(gè)結(jié)構(gòu)，標(biāo)注1 8分別對(duì)應(yīng)IC1的引腳)；在EPOS向外設(shè)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，TXD始終是低電平，大約-10V，在這里，將IC1的電源輸入端8接地，根據(jù)圖2，可以畫出取電模型圖4;當(dāng)IC1內(nèi)部正周期時(shí)，Sl關(guān)閉，S2打開，此時(shí)Cl兩端電壓差幾乎為0。當(dāng)IC1內(nèi)部負(fù)周期時(shí)，S2閉合，Sl打開，此時(shí)C1的負(fù)端變?yōu)樨?fù)壓，因?yàn)殡娙輧啥穗妷翰荒芩沧儯藭r(shí)C21正端也為負(fù)壓，隨后地平面通過(guò)左邊的二極管給C1充電；接下來(lái)IC1又回到正周期，Sl關(guān)閉，S2打開，因?yàn)橹暗某潆奀1兩端已經(jīng)有了電壓差，所以當(dāng)C1負(fù)端接地時(shí)，Cl正端會(huì)有一個(gè)高電平出現(xiàn)，這個(gè)高電平隨后通過(guò)右邊的二極管給C2充電，重復(fù)這個(gè)過(guò)程，最后C2上的電壓會(huì)慢慢被充到10V左右，這個(gè)10V用來(lái)給光耦供電。
當(dāng)ETXD為高電平時(shí)，U2導(dǎo)通，RXD端輸出高電平(電壓值等于C2上的充電電壓)；當(dāng)ETXD為低電平時(shí)，Ul導(dǎo)通，RXD端輸出低電平(約-10V)。
當(dāng)外設(shè)向EPOS發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，當(dāng)TXD為高電平時(shí)，U3導(dǎo)通，ERXD端輸出高電平電壓；當(dāng)TXD為低電平時(shí)，U3截止，ERXD端輸出低電平電壓。(此處的高電平電壓與低電平電壓在絕大多數(shù)RS232串口芯片的極限范圍值內(nèi))，這樣就實(shí)現(xiàn)了外設(shè)與EPOS之間的串口數(shù)據(jù)傳遞。
本實(shí)用新型針對(duì)三線RS232串口通訊方式設(shè)計(jì)電路，不需要從RTS、 DTR取電，同樣適于用5線RS232通訊以及全線RS232通訊。電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，被隔離兩端均獨(dú)立供電，返回路徑不連通，能有效實(shí)現(xiàn)電性能的可靠性，抑制了靜電和浪涌，防止了地線回路和浪涌干擾設(shè)備的正常運(yùn)行。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型的涵蓋范圍。
權(quán)利要求1.一種串口隔離電路，包括輸入端TXD、RXD和輸出端TXD、RXD；其特征在于所述的輸入端TXD接收的高電平信號(hào)一路經(jīng)過(guò)光電耦合電路[6]輸出TTL電平到輸出端RXD，另一路經(jīng)路徑選擇電路[3]到光電耦合電路[2]；低電平信號(hào)經(jīng)電壓反轉(zhuǎn)電路[4]一路連到光電隔離電路[1]，另一路經(jīng)電壓反轉(zhuǎn)電路到充電電路[5]，充電之后的電壓為光耦模塊[2]供電，所述的輸出端TXD經(jīng)光電耦合電路與輸入端TXD相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種串口隔離電路，其特征在于所述的輸出端TXD、 RXD固定連接到EPOS機(jī)的串口輸出端。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種串口隔離電路，包括輸入端TXD、RXD和輸出端TXD、RXD；其特征在于所述的輸入端TXD接收的高電平信號(hào)一路經(jīng)過(guò)光電耦合電路[6]輸出TTL電平到輸出端RXD，另一路經(jīng)路徑選擇電路[3]到光電耦合電路[2]；低電平信號(hào)經(jīng)電壓反轉(zhuǎn)電路[4]一路連到光電隔離電路[1]，另一路經(jīng)電壓反轉(zhuǎn)電路到充電電路[5]，充電之后的電壓為光耦模塊[2]供電，所述的輸出端TXD經(jīng)光電耦合電路與輸入端TXD相連。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了三線串口隔離，有效的抑制了靜電和浪涌，防止地線回路和浪涌干擾設(shè)備的正常運(yùn)行。
文檔編號(hào)G07G1/12GK201397505SQ200920138090
公開日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2009年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月7日
發(fā)明者崔弘豪, 江健琦, 袁金穎, 敏 陳 申請(qǐng)人:福建實(shí)達(dá)電腦設(shè)備有限公司