[发明专利]一种串口电平转换器

说明书

本发明提供一种串口电平转换器，用于MCU与RS232间电平转换，其特征在于，包括：第一转换电路、第二转换电路、共用电路及保护电路；所述第一转换电路包括PNP型三极管及第一限流件；所述第二转换电路包括NPN型三极管及第二限流件；所述共用电路包括：阴极电性连接于所述第一转换电路的第五电容；所述保护电路包括：电性连接于所述第一转换电路上的第一双向TVS管，电性连接于所述第二转换电路上的第二双向TVS管。本发明通过采用独立电子元件进行电平转换，在保证串口通信质量前提下，电路结构简单，另外，还通过设置保护电路形成多级保护，防瞬变脉冲，有效的保护转换电路，同时还降低嵌入式系统硬件生产成本。

技术领域

本发明涉及计算机硬件传输技术领域，具体涉及一种串口电平转换器。

背景技术

在进行嵌入式系统开发中，很多MCU工作电压比较低为3.3V，在进行程序调试或程序下载时，需要将3.3V CMOS的串口信号进行电平变换和反相，使其满足RS232电平标准，并要保证在经常性的插拔过程中不易损坏。目前，解决方法一般有两种，一种是直接使用串口转USB协议芯片集成到嵌入式主板中实现，比如FT232、CH340或PL2302等，这种方法方便快捷，但是协议转换芯片成本较高，增加嵌入式系统硬件成本，且没有较好的瞬变电压保护电路。另外一种是，使用专用电平转换芯片将3.3V CMOS电平转换成RS232电平，比如MAX232，也没有较好的瞬变电压保护电路。

发明内容

本发明实施例提供了一种串口电平转换器，可以在满足CMOS串口电平与RS232电平的转换，降低嵌入式系统硬件生产成本的同时，避免因经常插拔RS232接口操作出现瞬变电压而导致的接口损坏。

一方面，本发明提供一种串口电平转换器，用于MCU与RS232间电平转换，包括：第一转换电路、第二转换电路、共用电路及保护电路；

所述第一转换电路包括PNP型三极管及第一限流件，所述第一转换电路通过所述PNP型三极管的基极电性连接于MCU输出端，通过所述PNP型三极管的发射极电性连接保护电路及RS232输入端；

所述第二转换电路包括NPN型三极管及第二限流件，所述第二转换电路通过所述NPN型三极管的集电极电性连接MCU输入端，通过所述NPN型三极管的基极电性连接保护电路及RS232输出端；

所述共用电路包括：阴极电性连接于所述第一转换电路的第五电容，第一二极管以及第四二极管，所述第二电路电性连接于所述第一二极管的阳极；

所述保护电路包括：电性连接于所述第一转换电路上的第一双向TVS管、第四电阻、第一电容、第四电容以及第一磁珠，电性连接于所述第二转换电路上的第二双向TVS管、第五电阻、第二电容、第三电容以及第二磁珠，以及第六电容。

优选的，所述第一限流件包括：第一电源，第一电阻，第二电阻，第三电阻；

所述PNP型三极管发射极接第一电源，所述PNP型三极管的基极通过所述第一电阻电性连接到发射极，所述PNP型三极管的基极还通过所述第二电阻电性连接到MCU输出端，所述PNP型三极管的集电极通过第三电阻分别电性连接到所述第五电容、第一二极管以及第四二极管的阴极，所述PNP型三极管的集电极还电性连接所述保护电路及所述RS232输入端。所述第一限流件用于在所述第一转换电路起到限定电流的作用，以保护电子元件。

优选的，在所述共用电路中，所述第五电容与所述第四二极管的阳极接系统地，所述第一二极管的阳极经由保护电路电性连接到RS232输出端。这样，所述第五电容就可以使电路得到负电压。

优选的，所述第二限流件包括：第二电源，第六电阻，第七电阻以及第八电阻；