[发明专利]芯片IO口电平转串口电平的电平转换电路及转换方法

权利要求书

1.芯片IO口电平转串口电平的电平转换电路，其特征在于：包括滤波电阻R、瓷片电容C、肖特基二极管D、PNP三极管Q，以及两个控制电阻和三个回流电阻；滤波电阻R和瓷片电容C用于组成低通滤波器；PNP三极管Q作为电子开关，两个控制电阻控制PNP三极管Q的导通和关断；

所述的第一回流电阻Rh1的一端与第一控制电阻Rk1的一端连接后作为芯片侧电平端；

所述的第一控制电阻Rk1的另一端和第二控制电阻Rk2的一端接PNP三极管Q的基极，第二控制电阻Rk2的另一端与PNP三极管Q的发射极连接后作为正电源输入端VDD；第二回流电阻Rh2的一端与肖特基二极管D的阴极连接后作为负电源输入端VCC；

所述的第三回流电阻Rh3的一端和滤波电阻R的一端接PNP三极管Q的集电极，第三回流电阻Rh3的另一端接肖特基二极管D的阳极，滤波电阻R的另一端与瓷片电容C的一端连接后作为串口侧电平端；

所述的第一回流电阻Rh1、第二回流电阻Rh2、瓷片电容C的另一端接地。

2.如权利要求1所述的芯片IO口电平转串口电平的电平转换电路，其特征在于：

第一控制电阻Rk1的阻值R₁和第二控制电阻Rk2的阻值R₂的设定满足条件：

且其中，V_EB为PNP三极管Q射基结阈值电压，V_DD为正电源输入端VDD的电压，V_IOL为芯片IO口输出的低电平电压，V_IOH为芯片IO口输出的高电平电压；

第三回流电阻Rh3的阻值R₃和滤波电阻R的阻值R₄设定满足条件：其中，V_CC为负电源输入端VCC的电压，V_D为肖特基二极管D的导通管压降，R_L为串口电平的外部设备通信端的负载电阻。

3.如权利要求2所述的芯片IO口电平转串口电平的电平转换电路，其特征在于：R₁＝4.3～5.1KΩ，R₂＝1.1～1.5KΩ，R₃＝430～510Ω，R₄＝27～47Ω。

4.采用如权利要求1所述电平转换电路的芯片IO口电平转串口电平的方法，其特征在于：将电平电路的正电源输入端VDD接芯片PCB印制板的正电源，负电源输入端VCC接芯片PCB印制板的负电源，芯片侧电平端接芯片的IO口，串口侧电平端接需要串口电平的外部设备的通信端口；

芯片PCB印制板上电后，正电源输入端VDD和负电源输入端VCC得到正负电源供电；

当芯片IO口输出低电平时，正电源输入端VDD的电压V1通过第二控制电阻Rk2和第一控制电阻Rk1后，分别经芯片侧电平端和第一回流电阻Rh1回流到地；电压V1在第二控制电阻Rk2上产生一个大于PNP三极管Q射基结阈值电压VEB的电压V2，PNP三极管Q饱和导通，电压V2被PNP三极管Q射基结钳制在阈值电压VEB；正电源输入端VDD的电压V1通过PNP三极管Q的射集结后，一路通过第三回流电阻Rh3、肖特基二极管D和第二回流电阻Rh2到回流地，另一路通过滤波电阻R后在串口侧电平端得到电压值接近电压V1的正电压V3，正电压V3符合串口低电平的标准；

当芯片IO口输出高电平时，正电源输入端VDD的电压V1经过第二控制电阻Rk2、第一控制电阻Rk1后、第一回流电阻Rh1回流到地，同时芯片IO口输出的高电平经过第一回流电阻Rh1回流到地；电压V1在第二控制电阻Rk2上产生一个小于PNP三极管Q射基结阈值电压VEB的电压V4，使得PNP三极管Q截止，正电源输入端VDD的电压V1被PNP三极管Q的射集结断开；串口侧电平端通过滤波电阻R、第三回流电阻Rh3、肖特基二极管D后，分别通过负电源输入端VCC和第二回流电阻Rh2回流到地，串口侧电平端得到负电压V5，负电压V5符合串口高电平的标准；

PNP三极管Q的导通和截止由第一控制电阻Rk1和第二控制电阻Rk2预置调节决定，串口侧电平端的电压值由滤波电阻R和第三回流电阻Rh3预置调节决定。

5.如权利要求4所述的芯片IO口电平转串口电平的方法，其特征在于：所述的第一控制电阻Rk1的阻值R₁＝4.3～5.1KΩ，第二控制电阻Rk2的阻值R₂＝1.1～1.5KΩ，第三回流电阻Rh3的阻值R₃＝430～510Ω，滤波电阻R的阻值R₄＝27～47Ω。