[实用新型]一种串口隔离电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及串口信号隔离技术领域，特别是一种串口隔离电路。

背景技术

随着电子工业的不断地发展，串口通信已成为电子设备不可缺少的一项功能，比如在电子支付行业传统的POS机近年来有发展为EPOS的趋势。POS机一般采用串口方式与外界进行通讯，传统POS机的磁卡、IC卡、SAM卡、打印等功能采用数字集成电路实现，因此串口直接外接其它设备对其产生的影响较小，在实际应用中只要PCB走线合理，一般不会出现什么问题。EPOS增加了电话模块，而电话模块为模拟电路，所以在外接串口的情况下由于外部设备和EPOS机本身返回路径(“地”平面)的不同，会对EPOS电话功能产生极大的干扰，导致通话效果差(有杂音)或通话失败。所以现在很多EPOS在内部电路上都设计成通话的时候不能进行串口通讯，这样就限制了一些应用场合。

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，具体做法如下：外部设备端电源从RS-232端口取电(RTS和DTR，需要软件将RTS和DTR口置为12V)，用一个稳压管或者DC-DC芯片将取电电压转成5V输出送给光耦供电，EPOS端直接从其本身供电给光耦的集电极。这种做法虽然可行，但需要软件置位，并用到了5条信号线(RXD、TXD、GND、RTS、DTR)在实际情况中，很多设备只用到了其中的三条线(RXD、TXD、GND)，因此这种做法兼容性差，应用范围窄。

发明内容

为了克服上述技术的不足，本实用新型的目的是提供一种串口隔离电路，其实现了三线串口隔离，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。

本实用新型是这样实现的，一种串口隔离电路，包括输入端TXD、RXD和输出端TXD、RXD；其特征在于：所述的输入端TXD接收的高电平信号一路经过光电耦合电路[6]输出TTL电平到输出端RXD，另一路经路径选择电路[3]到光电耦合电路[2]；低电平信号经电压反转电路[4]一路连到光电隔离电路[1]，另一路经电压反转电路到充电电路[5]，充电之后的电压为光耦模块[2]供电，所述的输出端TXD经光电耦合电路与输入端TXD相连。

本实用新型的有益效果是，本实用新型针对三线RS232串口通讯方式设计电路，不需要从RTS、DTR取电，同样适于用5线RS232通讯以及全线RS232通讯。电路结构简单，体积小，被隔离两端均独立供电，返回路径不连通，能有效实现电性能的可靠性，抑制了静电和浪涌，防止了地线回路和浪涌干扰设备的正常运行。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理框图。

图2是本实用新型实施例一的电路示意图。

图3是本实用新型实施例一的电压反转原理图。

图4是本实用新型实施例一的电压反转电模型图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实用新型提供一种串口隔离电路，包括输入端TXD、RXD和输出端TXD、RXD；其特征在于：所述的输入端TXD接收的高电平信号一路经过光电耦合电路[6]输出TTL电平到输出端RXD，另一路经路径选择电路[3]到光电耦合电路[2]；低电平信号经电压反转电路[4]一路连到光电隔离电路[1]，另一路经电压反转电路到充电电路[5]，充电之后的电压为光耦模块[2]供电，所述的输出端TXD经光电耦合电路与输入端TXD相连。

本实用新型较佳的实施例中，所述的输出端TXD、RXD固定连接到EPOS机的串口输出端。

如图2所示，主要包括光电耦合电路(1、2、6)、路径选择电路3、电压反转电路4、充电电路5等功能电路。图2中的IC1内部主要功能模块如图3(很多电压反转芯片都是这个结构，标注1～8分别对应IC1的引脚)；在EPOS向外设传输数据时，TXD始终是低电平，大约-10V，在这里，将IC1的电源输入端8接地，根据图2，可以画出取电模型图4；当IC1内部正周期时，S1关闭，S2打开，此时C1两端电压差几乎为0。当IC1内部负周期时，S2闭合，S1打开，此时C1的负端变为负压，因为电容两端电压不能瞬变，此时C21正端也为负压，随后地平面通过左边的二极管给C1充电；接下来IC1又回到正周期，S1关闭，S2打开，因为之前的充电C1两端已经有了电压差，所以当C1负端接地时，C1正端会有一个高电平出现，这个高电平随后通过右边的二极管给C2充电，重复这个过程，最后C2上的电压会慢慢被充到10V左右，这个10V用来给光耦供电。