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由分立元件構(gòu)成的RS232轉(zhuǎn)TTL電路設(shè)計(jì)

CHANBAEK ? 來源:頭條號yxf977 ? 作者:頭條號yxf977 ? 2023-03-16 10:14 ? 次閱讀
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RS232是常用的串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)之一,提到RS232轉(zhuǎn)TTL,很多人想到的是使用max232,sp3232等集成芯片來解決,其實(shí)用分立元件也能實(shí)現(xiàn)該功能,下面詳細(xì)介紹由分立元件構(gòu)成的RS232轉(zhuǎn)TTL電路。

一、知識儲備

先來復(fù)習(xí)下RS232及TTL電平的標(biāo)準(zhǔn)

TTL 電平 RS232電平
電壓范圍 0~5V -15~+15V
輸入電壓 L: <1.2V L: +3~+15V
H: >2.0V H: -3~-15V
輸出電壓 L: <0.8V L: +3~+15V
H: >2.4V H: -3~-15V
特點(diǎn) 正邏輯電平 負(fù)邏輯電平

二、電路分析

poYBAGQSe5KAVsPSAAGGOfzBqQc663.jpg

分立元件構(gòu)成的RS232轉(zhuǎn)TTL電路

電路如上圖所示, PC_RXD、PC_TXD是232信號的輸入、輸出,RXD、TXD是TTL信號的輸入輸出。RS232閑時輸出邏輯“1”,即PC_TXD 為H: -3~-15V。

下面詳細(xì)分析各主要元器件的作用及電路原理

1、主要元器件的作用

(1)C1、D1:構(gòu)成負(fù)壓充電電路;

(2)D2:鉗位作用,Q2三極管9013射極擊穿電壓只有5V,D2將PC_232輸出邏輯“1”時的電壓鉗位在0.7V作用,防止高壓擊穿Q2;

(3)C1、R4構(gòu)成負(fù)壓的放電電路;

2、電路原理分析

(1)PC_TXD->TXD數(shù)據(jù)發(fā)送部分

當(dāng)PC_TXD輸出邏輯“1”(-15V)時,Q2的基極被鉗位在0.7V,Q2截止,TXD輸出邏輯“1”(約5V);

當(dāng)PC_TXD輸出邏輯“0”(15V)時,Q2導(dǎo)通,TXD輸出邏輯“0”(約0V);

同時通過D1給C1充電,使得C1的負(fù)極對地電壓為-15V;

(2)RXD-> PC_RXD數(shù)據(jù)接收部分

當(dāng)RXD接收到邏輯“1”(5V),Q1截止,PC_RXD點(diǎn)的電壓由C1經(jīng)R4提供,約為-15V,即接收到邏輯“1”;

當(dāng)RXD接收到邏輯“0”(0V),Q導(dǎo)通截止,PC_RXD點(diǎn)的電壓約為5V,即接收到邏輯“0”;

三、總結(jié)

該電路的巧妙之處在于利用了RS232閑時輸出負(fù)電壓的特點(diǎn),借用閑時的負(fù)壓為電容充電從而得到負(fù)壓,實(shí)現(xiàn)了TTL輸入邏輯“1”(高電平)到RS232輸如為“1”(低電平,負(fù)電壓)的轉(zhuǎn)換。

個人分析該電路還存在一個疑點(diǎn),大家可以看一下是否正確。即當(dāng)TTL的RXD輸入為低時,Q1導(dǎo)通,電源+5V通過Q1、R7會給C1反向充電,長期處于此狀態(tài),是否會對電容C1造成損壞,還請指教,仿真如下圖示:

pYYBAGQSe5SACwFBAAIkw8Y7Lmo037.jpg

RXD為低時,存在一個小電流給C1反向充電

pYYBAGQSe5WAEWGfAAINFdkwa10777.jpg

RXD為高時,該電流是否可以忽略

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