[发明专利]一种单片机与上位机串口电平转换电路

说明书

技术领域

本发明属于串口通信技术领域，涉及一种电平转换电路，具体是一种单片机与上位机串口电平转换电路的设计。

背景技术

随着计算机系统的应用和微机网络的发展，通信功能越来越显得重要，这里所说的通信是指计算机与外界的信息交换。因此，通信既包括计算机与外部设备之间，也包括计算机和计算机之间的信息交换，由于串行通信是在一根传输线上一位一位的传送信息，所用的传输线较少，并且可以借助现成的电话网进行信息传送，因此，特别适合于远距离传输。对于那些与计算机相距不远的人－机交换设备和串行存储的外部设备，如终端、打印机、逻辑分析仪、磁盘等，采用串行方式交换数据也很普遍。在实时控制和管理方面，采用多台微机处理机组成分级分布控制系统中，各CPU之间的通信一般都是串行方式，所以串行接口是微机应用系统常用的接口。但是在实际的应用中，单片机与上位机的通讯中，由于上位机串口的电平标准与单片机的电平标准不一致，因此在单片机与上位机的串口通讯中必须存在一个电平转换单元。

在嵌入系统中，尤其是以单片机为核心的嵌入式电子器件，常常会用到嵌入式设备与上位机通过串口通讯的应用，串口通讯的标准为RS232-C，RS232推荐电平标准是+/-12V,而单片机管脚电压没有这个电平，电源一般也不提供+/-12V,故在单片机到RS232电缆间会插入一个RS232电平转换芯片,将主电源5V(或3.3v)转换为串口线路上的+12V和-12V电压。常见的RS232电平转换芯片有max3232，sp232等，但是当前，电子产品利润越来越薄，削减成本是所有电子企业面临的重要课题，因此采用电平转换芯片无疑增加了单片机与上位机之间的通讯成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有的单片机与上位机之间电平转化单元成本高的缺点提出一种单片机与上位机串口电平转换电路。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种单片机与上位机串口电平转换电路，其特征在于，包括RS232电平接收发射单元、TTL电平接收发射单元以及电平转换单元，所述RS232电平接收发射单元包括PCTX发送端和PCRX接收端，所述TTL电平接收发射单元包括TXD发送端和RXD接收端；所述PCTX发送端、PCRX接收端、TXD发送端以及RXD接收端分别与电平转换单元连接。

进一步的，所述电平转换单元包括第一三极管（Q1），第二三极管（Q2），第一电阻（R1），第二电阻（R2），第三电阻（R3），第四电阻（R4），第五电阻（R5），第六电阻（R6），光电耦合器（U1），二极管（D1），以及电容（E）；

所述第一三极管（Q1）的集电极与RXD接收端连接，基极与第二电阻（R2）的第二端连接，发射极与地连接；所述第二三极管（Q2）的发射极与第三电阻（R3）的第一端连接，基极与第四电阻（R4）的第二端连接，集电极与第五电阻（R5）的第一端连接；所述第一电阻（R1）的第一端与所述第一三极管（Q1）的集电极连接，第二端与VCC连接；所述第二电阻（R2）的第一端与PCTX发送端连接，第二端与所述第一三极管（Q1）的基极连接；所述第三电阻（R3）的第一端与所述第二三极管（Q2）的发射极连接，第二端与VCC连接；所述第四电阻（R4）的第一端与TXD发送端连接，第二端与所述第二三极管（Q2）的基极连接；所述第五电阻（R5）的第一端所述第二三极管（Q2）的集电极连接，第二端与PCRX接收端连接；所述第六电阻（R6）的第一端与PCTX发送端连接，第二端与所述第一二极管（D1）的负极连接；所述光电耦合器的第一端与所述第二三极管（Q2）的基极连接，第二端与地连接，第三端与所述第二三极管（Q2）的集电极连接，第四端与所述二极管（D1）的正极连接；所述电容（E）的正极与地连接，负极与所述二极管（D1）的正极连接。

进一步的，所述PCTX发送端发送逻辑电压1，第一三极管（Q1）截止，RXD接收端的逻辑电压为1。

进一步的，所述PCTX发送端发送逻辑电压0，第一三极管（Q1）导通，RXD接收端的逻辑电压为0。

进一步的，所述TXD发送端发送逻辑电压1，光电耦合器（U1）截止，第二三极管（Q2）导通，PCRX接收端的逻辑电压为1。

进一步的，所述TXD发送端发送逻辑电压0，第二三极管（Q2）截止，光电耦合器（U1）导通，PCRX接收端的逻辑电压为0。