[发明专利]一种实现串口隔离的方法和串口隔离电路

说明书

技术领域

本发明涉及串口信号隔离技术领域，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。

背景技术

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TXD、RXD、GND1（信号地），和串口TTL（晶体管-晶体管逻辑）电平接口的信号ETXD、ERXD、GND2（信号地），光电耦合电路U1、U2、U3，电压反转电路IC1。其中，输入端TXD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TXD负电平信号经过路径选择电路一路连到光电隔离电路U1，为其提供RS232负电压，另一路经电压反转电路IC1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TXD取电来提供RS232电平，使TXD信号的负载较大。另外，输入端的RS232负电压是由TXD负电平信号提供，如果TXD信号线上发送连续的字节0x00（即除了停止位外TXD上都是正电平），则提供给RXD信号线的RS232负电压有可能不足。

发明内容

为了克服上述技术的不足，本发明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，本发明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；