一种实现串口隔离的方法和串口隔离电路技术

本发明专利技术提供一种实现串口隔离的方法及串口隔离电路，该方法包括：通过第一变压器模块将ＲＳ２３２电平串口输出的ＲＳ２３２电平信号转变为脉冲信号，将所述脉冲信号转换为ＴＴＬ电平信号，然后输出给ＴＴＬ电平串口；根据接收到ＴＴＬ电平串口的输出的ＴＴＬ电平信号，选择将高频信号输出给第二变压器模块或第三变压器模块，通过所述第二变压器模块将接收到高频信号转换为ＲＳ２３２负电平信号，通过所述第三变压器模块将接收到高频信号转换为ＲＳ２３２正电平信号后，输出给所述ＲＳ２３２电平串口。本发明专利技术能有效抑制静电和浪涌，防止地线回路和浪涌损坏设备串口或者干扰设备的正常运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及串口信号隔离
，特别涉及一种通过变压器来实现串口隔离的 方法和串口隔离电路。
技术介绍
在通讯设备里，一般都会在单板上引出一个串口，作为单板调试和监控的通讯口。 但是，有时通讯设备与计算机主机不共地，或者2种通讯设备的地平面之间具有不确定的 电势差，再加上连接串口时通常都是热插拔，两者之间的放电和浪涌容易造成串口的损坏， 或者干扰通讯设备的正常运行。为解决上述问题，现有技术常采用串口取电加光电耦合器来形成隔离，通常做法 如下以三线串口通讯(即只使用RX (接收数据)、TX (发送数据)、GND信号的串口连接方式) 为例，如图1所示，包括串口 RS232电平接口的信号T)(D、RXD、GNDl (信号地)，和串口 TTL (晶体管-晶体管逻辑)电平接口的信号ET)(D、ERXD、GND2 (信号地)，光电耦合电路Ul、U2、 U3,电压反转电路IC1。其中，输入端T)(D的正电平信号一路经过光电耦合电路U3输出TTL 电平到输出端ERXD，另一路经过路径选择电路到光电耦合电路U2，为其提供RS232正电压； 输入端T)(D负电平信号经过路径选择电路一路连到光电隔离电路Ul，为其提供RS232负电 压，另一路经电压反转电路ICl到充电电路，充电之后的电压为光耦模块U2提供RS232正 电压。这种做法虽然可行，但需要从输入端T)(D取电来提供RS232电平，使T)(D信号的负 载较大。另外，输入端的RS232负电压是由T)(D负电平信号提供，如果T)(D信号线上发送连 续的字节0x00 (即除了停止位外T)(D上都是正电平)，则提供给RXD信号线的RS232负电压 有可能不足。
技术实现思路
为了克服上述技术的不足，本专利技术提供一种实现串口隔离的方法及串口隔离电 路，其采用变压器实现三线串口隔离，有效的抑制了静电和浪涌，防止地线回路和浪涌干扰 设备的正常运行。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种串口隔离电路，包括接收电路和发送 电路，其中，所述接收电路包括第一变压器模块、与RS232电平串口的输出端连接，用于接收所述RS232电平串口输出 的RS232电平信号，将所述RS232电平信号转变为正负脉冲信号后输出给脉冲检测锁存模 块；所述脉冲检测锁存模块，用于将所述正负脉冲信号转换为TTL电平信号后，输出给TTL 电平串口的输入端；所述发送电路包括频率驱动模块，与所述TTL电平串口的输出端连接，用于接收所述TTL电平串口的输出 的TTL电平信号，根据所述TTL电平信号选择将高频信号输出给第二变压器模块或第三变 压器模块；所述第二变压器模块，用于将接收到高频信号转换为RS232负电平信号后，输出给所 述负电平信号后，输出给所述RS232电平串口的接收端；所述第三变压器模块，用于将接收到高频信号转换为RS232正电平信号后，输出给所 述RS232电平串口的接收端。进一步地，上述串口隔离电路还具有下面特点所述第一变压器模块包括第一 变压器和整流模块，所述第一变压器的初级通过一电阻与所述RS232电平串口的输出端连接，所述第一变 压器的次级与所述整流模块连接，所述整流模块与所述脉冲检测锁存模块连接；所述整流模块，用于将所述第一变压器输出的正脉冲信号和负脉冲信号分开后分别输 出给所述脉冲检测锁存模块；所述脉冲检测锁存模块，具体用于将正脉冲信号转化为TTL低电平，将负脉冲信号转 化为TTL高电平。进一步地，上述串口隔离电路还具有下面特点所述第一变压器模块包括限流 保护模块，所述整流模块通过所述限流保护模块与所述脉冲检测锁存模块连接。进一步地，上述串口隔离电路还具有下面特点所述第二变压器模块包括第二 变压器和第一整流滤波模块，所述第二变压器的初级与所述频率驱动模块连接，所述第二 变压器的次级与所述第一整流滤波模块连接，所述第一整流滤波模块的负输出端与所述 RS232电平串口的接收端连接，所述第一整流滤波模块的正输出端接地；所述第三变压器模块包括第三变压器和第二整流滤波模块，所述第三变压器的初级 与所述频率驱动模块连接，所述第三变压器的次级与所述第二整流滤波模块连接，所述第 二整流滤波模块的正输出端与所述RS232电平串口的接收端连接，所述第二整流滤波模块 的负输出端接地。进一步地，上述串口隔离电路还具有下面特点所述第二变压器模块还包括放大电流的第一驱动模块，所述第二变压器的初级通过 所述第一驱动模块与所述频率驱动模块连接；所述第三变压器模块还包括放大电流的第二驱动模块，所述第三变压器的初级通过 所述第二驱动模块与所述频率驱动模块连接。进一步地，上述串口隔离电路还具有下面特点所述脉冲检测锁存模块为数字集成电路、复杂可编程逻辑器件或者现场可编程门阵列；所述频率驱动模块为数字集成电路、复杂可编程逻辑器件或者现场可编程门阵列。一种实现串口隔离的方法，基于上述的串口隔离电路实现的，包括通过第一变压器模块将RS232电平串口输出的RS232电平信号转变为脉冲信号，将所 述脉冲信号转换为TTL电平信号，然后输出给TTL电平串口的输入端；根据接收到TTL电平串口的输出的TTL电平信号，选择将高频信号输出给第二变压器模块或第三变压器模块，通过所述第二变压器模块将接收到高频信号转换为RS232负电平 信号后，输出给所述RS232电平串口的接收端，通过所述第三变压器模块将接收到高频信 号转换为RS232正电平信号后，输出给所述RS232电平串口的接收端。进一步地，上述方法还具有下面特点所述通过第一变压器模块将RS232电平串 口输出的RS232电平信号转变为脉冲信号的步骤之后，还包括对所述脉冲信号进行限流。进一步地，上述方法还具有下面特点所述第一变压器模块将RS232电平串口输 出的RS232电平信号转变为脉冲信号后，还包括所述第一变压器模块将正脉冲信号和负脉冲信号分开后，分别输出给所述脉冲检测锁 存模块，所述脉冲检测锁存模块将所述脉冲信号转换为TTL电平信号的步骤具体为所述脉冲 检测锁存模块将正脉冲信号转化为TTL低电平，将负脉冲信号转化为TTL高电平。进一步地，上述方法还具有下面特点所述选择将高频信号输出给第二变压器模 块或第三变压器模块之前，还包括放大所述高频信号的电流。综上，本专利技术提供一种实现串口隔离的方法及串口隔离电路，主要针对三线串口 通讯方式设计，不需要从外部设备的串口信号线中取电，通过扩展，同样适用于5线RS232 通讯以及全线RS232通讯。电路结构比较简单，被隔离两端返回路径不连通，能有效抑制静 电和浪涌，防止地线回路和浪涌损坏设备串口或者干扰设备的正常运行。附图说明图1是现有技术的电路示意图2是本专利技术的串口隔离电路的原理示意图； 图3是本专利技术实施例一的串口隔离电路的示意图； 图4是本专利技术实施例二的串口隔离电路的示意图； 图5是本专利技术的实现串口隔离的方法的流程图。具体实施例方式本专利技术的原理是，通过变压器来实现两端设备之间串口(如RS232电平串口和TTL 电平串口)信号的隔离，同时实现串口 RS232电平与TTL电平之间的转换。其中，在接收电 路里，将RS232电平的输入信号通过变压器把信号电压的跳变转换为一个正脉冲或者负脉 冲，再经过整流模块，将正脉冲和负脉冲分开后送到脉冲检测锁存模块，该脉冲检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种串口隔离电路，包括：接收电路和发送电路，其中，所述接收电路包括：第一变压器模块、与ＲＳ２３２电平串口的输出端连接，用于接收所述ＲＳ２３２电平串口输出的ＲＳ２３２电平信号，将所述ＲＳ２３２电平信号转变为正负脉冲信号后输出给脉冲检测锁存模块；所述脉冲检测锁存模块，用于将所述正负脉冲信号转换为ＴＴＬ电平信号后，输出给ＴＴＬ电平串口的输入端；所述发送电路包括：频率驱动模块，与所述ＴＴＬ电平串口的输出端连接，用于接收所述ＴＴＬ电平串口的输出的ＴＴＬ电平信号，根据所述ＴＴＬ电平信号选择将高频信号输出给第二变压器模块或第三变压器模块；所述第二变压器模块，用于将接收到高频信号转换为ＲＳ２３２负电平信号后，输出给所述ＲＳ２３２电平串口的接收端；所述第三变压器模块，用于将接收到高频信号转换为ＲＳ２３２正电平信号后，输出给所述ＲＳ２３２电平串口的接收端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆荣飞，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]