CN220171538U - 一种隔离串口电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隔离串口电路，通过在第一串口发送端与第二串口接收端之间设有第一隔离模块，从而使第一隔离模块对第一串口发送端所发送的PWM信号进行隔离，然后将隔离后的PWM信号发送至第二串口接收端上，在第二串口发送端与第一串口接收端之间设有第二隔离模块，从而使第二隔离模块对第二串口发送端所发送的PWM信号进行隔离，然后将隔离后的PWM信号发送至第一串口接收端上，如此使本实施例中隔离串口电路能很好的实现不同电压***之间的单片机的串口通讯，从而使第一单片机与第二单片机之间实现数据的双向传输，其设计合理，可使不同电压***之间的单片机进行可靠的串口通讯，从而使串口电路的抗干扰能力强，进而还可保证良好的通讯质量。

Description

一种隔离串口电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种隔离串口电路。

背景技术

现有技术中，大多数电子产品在使用串口通讯时，由于互相通讯的产品的主控单片机之间的供电电压不同，就需要运用电平转换电路来进行串口通讯，但该串口通讯的抗干扰能力较差，从而使其需要通过增加一些吸收电路来提高抗干扰能力。

发明内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有相关技术中存在的问题之一，为此，本实用新型提出一种隔离串口电路，其设计合理，可使不同电压***之间的单片机进行可靠的串口通讯，从而使串口电路的抗干扰能力强，进而还可保证良好的通讯质量。

上述目的是通过如下技术方案来实现的：

一种隔离串口电路，包括：

第一单片机，所述第一单片机具有第一串口发送端和第一串口接收端；

第二单片机，所述第二单片机具有第二串口发送端和第二串口接收端；

第一隔离模块，所述第一隔离模块一端与所述第一串口发送端连接以使所述第一隔离模块对所述第一单片机发送的PWM信号进行信号隔离，其另一端与所述第二串口接收端连接以将隔离后的PWM信号发送至所述第二单片机上；

第二隔离模块，所述第二隔离模块一端与所述第二串口发送端连接以使所述第二隔离模块对所述第二单片机发送的PWM信号进行信号隔离，其另一端与所述第一串口接收端连接以将隔离后的PWM信号发送至所述第一单片机上，从而使所述第一单片机与所述第二单片机之间实现数据的双向传输。

在一些实施方式中，所述第一隔离模块包括第一光电耦合器和第一MOS管，其中所述第一光电耦合器的输入端与所述第一串口发送端连接，其输出端分别与所述第一MOS管的栅极、所述第一MOS管的漏极、所述第二串口接收端连接，所述第一MOS管的漏极经第一电阻与外部供电连接，所述第一MOS管的源极接地。

在一些实施方式中，所述第一光电耦合器包括第一发光二极管和第一光敏三极管，其中所述第一发光二极管的正极与外部供电连接，所述第一发光二极管的负极经第二电阻与所述第一串口发送端连接，所述第一光敏三极管的集电极分别与所述第一MOS管的漏极、所述第二串口接收端连接，所述第一光敏三极管的发射极经第三电阻与第一MOS管的栅极连接，并且所述第一光敏三极管的基极不引出。

在一些实施方式中，所述第一隔离模块还包括第四电阻，所述第四电阻一端分别与所述第三电阻、第一MOS管的栅极连接，所述第四电阻另一端与所述第一MOS管的源极连接且接地。

在一些实施方式中，所述第一隔离模块还包括第一电容，所述第一电容一端分别与所述第一串口发送端、所述第二串口接收端、所述第一MOS管的漏极连接，所述第一电容另一端接地。

在一些实施方式中，所述第二隔离模块包括第二光电耦合器和第二MOS管，其中所述第二光电耦合器的输入端与所述第二串口发送端连接，其输出端分别与所述第二MOS管的栅极、所述第二MOS管的漏极、所述第一串口接收端连接，所述第一MOS管的漏极经第五电阻与外部供电连接，所述第一MOS管的源极接地。

在一些实施方式中，所述第二光电耦合器包括第二发光二极管和第二光敏三极管，其中所述第二发光二极管的正极与外部供电连接，所述第二发光二极管的负极经第六电阻与所述第二串口发送端连接，所述第二光敏三极管的集电极分别与所述第二MOS管的漏极、所述第一串口接收端连接，所述第二光敏三极管的发射极经第七电阻与第二MOS管的栅极连接，并且所述第二光敏三极管的基极不引出。

在一些实施方式中，所述第二隔离模块还包括第八电阻，所述第八电阻一端分别与所述第七电阻、第二MOS管的栅极连接，所述第八电阻另一端与所述第一MOS管的源极连接且接地。

在一些实施方式中，所述第二隔离模块还包括第二电容，所述第二电容一端分别与所述第二串口发送端、所述第一串口接收端、所述第二MOS管的漏极连接，所述第二电容另一端接地。

在一些实施方式中，所述第一单片机的接电端与外部供电连接，其接地端接地，所述第二单片机的接电端与外部供电连接，其接地端接地。

与现有技术相比，本实用新型的至少包括以下有益效果：

1.本实用新型的隔离串口电路，其设计合理，可使不同电压***之间的单片机进行可靠的串口通讯，从而使串口电路的抗干扰能力强，进而还可保证良好的通讯质量。

附图说明

图1是本实用新型实施例中隔离串口电路的电路结构示意图。

具体实施方式

以下实施例对本实用新型进行说明，但本实用新型并不受这些实施例所限制。对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本实用新型方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

实施例：

如图1所示，本实施例提供一种隔离串口电路，包括：

第一单片机MCU1，第一单片机MCU1具有第一串口发送端和第一串口接收端；

第二单片机MCU2，第二单片机MCU2具有第二串口发送端和第二串口接收端；

第一隔离模块1，第一隔离模块1一端与第一串口发送端连接以使第一隔离模块1对第一单片机MCU1发送的PWM信号进行信号隔离，其另一端与第二串口接收端连接以将隔离后的PWM信号发送至第二单片机MCU2上；

第二隔离模块2，第二隔离模块2一端与第二串口发送端连接以使第二隔离模块2对第二单片机MCU2发送的PWM信号进行信号隔离，其另一端与第一串口接收端连接以将隔离后的PWM信号发送至第一单片机MCU1上，从而使第一单片机MCU1与第二单片机MCU2之间实现数据的双向传输。

在本实施例中，由于第一隔离模块1、第二隔离模块2均具有信号隔离作用，通过在第一串口发送端与第二串口接收端之间设置有第一隔离模块1，从而使第一隔离模块1对第一串口发送端所发送的PWM信号进行隔离，然后将隔离后的PWM信号发送至第二串口接收端上，在第二串口发送端与第一串口接收端之间设置有第二隔离模块2，从而使第二隔离模块2对第二串口发送端所发送的PWM信号进行隔离，然后将隔离后的PWM信号发送至第一串口接收端上，如此使本实施例中隔离串口电路能够很好的实现不同电压***之间的单片机的串口通讯，即使不同电压***下两个单片机之间实现握手以及串口信号的收发，从而使第一单片机MCU1与第二单片机MCU2之间实现数据的双向传输，进而无需电平转换电路即可使串口收发电路之间相互隔离，同时由于两个单片机分别具有单独的供电和接地，从而可大大的提高串口通讯的抗干扰能力，其设计合理，可使不同电压***之间的单片机进行可靠的串口通讯，从而使串口电路的抗干扰能力强，进而还可保证良好的通讯质量。

进一步地，第一隔离模块1包括第一光电耦合器U1和第一MOS管Q1，其中第一光电耦合器U1的输入端与第一串口发送端连接，其输出端分别与第一MOS管Q1的栅极、第一MOS管Q1的漏极、第二串口接收端连接，第一MOS管Q1的漏极经第一电阻R3与外部供电连接，第一MOS管Q1的源极接地。

优选地，第一光电耦合器U1包括第一发光二极管和第一光敏三极管，其中第一发光二极管的正极与外部供电连接，第一发光二极管的负极经第二电阻R1与第一串口发送端连接，第一光敏三极管的集电极分别与第一MOS管Q1的漏极、第二串口接收端连接，第一光敏三极管的发射极经第三电阻R5与第一MOS管Q1的栅极连接，并且第一光敏三极管的基极不引出。

具体地，第一隔离模块1还包括第四电阻R7，第四电阻R7一端分别与第三电阻R5、第一MOS管Q1的栅极连接，第四电阻R7另一端与第一MOS管Q1的源极连接且接地。

优选地，第一隔离模块1还包括第一电容C2，第一电容C2一端分别与第一串口发送端、第二串口接收端、第一MOS管Q1的漏极连接，第一电容C2另一端接地。

如图1所示，第一单片机MCU1、第二单片机MCU2均为主控单片机，第一MOS管Q1优选采用N沟道MOS管，第二电阻R1是串接在第一串口发送端上的限流电阻，第一电阻R3是第一MOS管Q1漏极和第二串口接收端上的限流电阻，第三电阻R5是第一MOS管Q1栅极的限流电阻，第四电阻R7是第一MOS管Q1栅极的下拉电阻，第一MOS管Q1的源极独立接地，第一电容C2是第二串口接收端的旁路电容。

进一步地，第二隔离模块2包括第二光电耦合器U2和第二MOS管Q2，其中第二光电耦合器U2的输入端与第二串口发送端连接，其输出端分别与第二MOS管Q2的栅极、第二MOS管Q2的漏极、第一串口接收端连接，第一MOS管Q1的漏极经第五电阻R4与外部供电连接，第一MOS管Q1的源极接地。

优选地，第二光电耦合器U2包括第二发光二极管和第二光敏三极管，其中第二发光二极管的正极与外部供电连接，第二发光二极管的负极经第六电阻R2与第二串口发送端连接，第二光敏三极管的集电极分别与第二MOS管Q2的漏极、第一串口接收端连接，第二光敏三极管的发射极经第七电阻R6与第二MOS管Q2的栅极连接，并且第二光敏三极管的基极不引出。

优选地，第二隔离模块2还包括第八电阻R8，第八电阻R8一端分别与第七电阻R6、第二MOS管Q2的栅极连接，第八电阻R8另一端与第一MOS管Q1的源极连接且接地。

具体地，第二隔离模块2还包括第二电容C1，第二电容C1一端分别与第二串口发送端、第一串口接收端、第二MOS管Q2的漏极连接，第二电容C1另一端接地。

特别地，第一单片机MCU1的接电端与外部供电连接，其接地端接地，第二单片机MCU2的接电端与外部供电连接，其接地端接地。

如图1所示，第一单片机MCU1、第二单片机MCU2均为主控单片机，第二MOS管Q2同样优选采用N沟道MOS管，第六电阻R2是串接在第二串口发送端上的限流电阻，第五电阻R4是第二MOS管Q2漏极和第一串口接收端之间的限流电阻，第七电阻R6是第二MOS管Q2栅极的限流电阻，第八电阻R8是第二MOS管Q2栅极下拉电阻，第二MOS管Q2的源极同样单独接地以使第一MOS管Q1源极和第二MOS管Q2源极都是单独连接各自的地，第二电容C1是第一串口接收端的旁路电容。此外，VDD1是第一单片机MCU1的供电电压，VDD2是第二单片机MCU2的供电电压，GND1是第一单片机MCU1的接地，GND2是第二单片机MCU2的接地，更优地，由于第一单片机MCU1、第二单片机MCU2均单独连接有相对应的外部供电和地，从而大大的提高串口通讯电路的抗干扰能力，进而有效提高通讯质量。

在本实施例中，在工作过程中，当第一串口发送端发送高电平信号，则第一光电耦合器U1的发光二极管不导通，同时第一光电耦合器U1的光敏三极管为断开的，然后，第一MOS管Q1栅极的电平由第四电阻R7拉低，从而使第一MOS管Q1切换至截止状态，此时第二串口接收端接收到由VDD2接地产生的高电平信号；此外，当第一串口发送端发送低电平信号，则导通第一光电耦合器U1的发光二极管以点亮发光二极管，同时第一光电耦合器U1的光敏三极管切换至导通状态，然后，第一MOS管Q1栅极的电平则拉高以导通第一MOS管Q1，并且拉低第二串口接收端的电平信号。

同理，当第二串口发送端发送高电平信号，则不导通第二光电耦合器U2的发光二极管，同时第二光电耦合器U2的光敏三极管则切换至断开状态，第二MOS管Q2栅极的电平由第八电阻R8拉低，从而使第二MOS管Q2切换至截止状态，此时第一串口接收端接收到由VDD1产生的高电平信号；此外，当第二串口发送端发送低电平信号，则导通第二光电耦合器U2的发光二极管以点亮发光二极管，同时第二光电耦合器U2的光敏三极管切换至导通状态，第二MOS管Q2栅极的电平则拉高以导通第二MOS管Q2，并且拉低第一串口接收端的电平信号。

在本实施例中，整个***在实现串口通讯时，第一串口发送端发送高电平信号时，第二串口接收端则接收到高电平信号，同理，当第一串口发送端发送低电平信号时，第二串口接收端则接收到低电平信号。此外，当第二串口发送端发送高电平信号时，第一串口接收端则接收到高电平信号，同理，当第二串口发送端发送低电平信号时，第一串口接收端则接收到低电平信号。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种隔离串口电路，其特征在于，包括：

第一单片机，所述第一单片机具有第一串口发送端和第一串口接收端；

第二单片机，所述第二单片机具有第二串口发送端和第二串口接收端；

第一隔离模块，所述第一隔离模块一端与所述第一串口发送端连接以使所述第一隔离模块对所述第一单片机发送的PWM信号进行信号隔离，其另一端与所述第二串口接收端连接以将隔离后的PWM信号发送至所述第二单片机上；

第二隔离模块，所述第二隔离模块一端与所述第二串口发送端连接以使所述第二隔离模块对所述第二单片机发送的PWM信号进行信号隔离，其另一端与所述第一串口接收端连接以将隔离后的PWM信号发送至所述第一单片机上，从而使所述第一单片机与所述第二单片机之间实现数据的双向传输。

2.根据权利要求1所述的一种隔离串口电路，其特征在于，所述第一隔离模块包括第一光电耦合器和第一MOS管，其中所述第一光电耦合器的输入端与所述第一串口发送端连接，其输出端分别与所述第一MOS管的栅极、所述第一MOS管的漏极、所述第二串口接收端连接，所述第一MOS管的漏极经第一电阻与外部供电连接，所述第一MOS管的源极接地。

3.根据权利要求2所述的一种隔离串口电路，其特征在于，所述第一光电耦合器包括第一发光二极管和第一光敏三极管，其中所述第一发光二极管的正极与外部供电连接，所述第一发光二极管的负极经第二电阻与所述第一串口发送端连接，所述第一光敏三极管的集电极分别与所述第一MOS管的漏极、所述第二串口接收端连接，所述第一光敏三极管的发射极经第三电阻与第一MOS管的栅极连接，并且所述第一光敏三极管的基极不引出。

4.根据权利要求3所述的一种隔离串口电路，其特征在于，所述第一隔离模块还包括第四电阻，所述第四电阻一端分别与所述第三电阻、第一MOS管的栅极连接，所述第四电阻另一端与所述第一MOS管的源极连接且接地。

5.根据权利要求2所述的一种隔离串口电路，其特征在于，所述第一隔离模块还包括第一电容，所述第一电容一端分别与所述第一串口发送端、所述第二串口接收端、所述第一MOS管的漏极连接，所述第一电容另一端接地。

6.根据权利要求2所述的一种隔离串口电路，其特征在于，所述第二隔离模块包括第二光电耦合器和第二MOS管，其中所述第二光电耦合器的输入端与所述第二串口发送端连接，其输出端分别与所述第二MOS管的栅极、所述第二MOS管的漏极、所述第一串口接收端连接，所述第一MOS管的漏极经第五电阻与外部供电连接，所述第一MOS管的源极接地。

7.根据权利要求6所述的一种隔离串口电路，其特征在于，所述第二光电耦合器包括第二发光二极管和第二光敏三极管，其中所述第二发光二极管的正极与外部供电连接，所述第二发光二极管的负极经第六电阻与所述第二串口发送端连接，所述第二光敏三极管的集电极分别与所述第二MOS管的漏极、所述第一串口接收端连接，所述第二光敏三极管的发射极经第七电阻与第二MOS管的栅极连接，并且所述第二光敏三极管的基极不引出。

8.根据权利要求7所述的一种隔离串口电路，其特征在于，所述第二隔离模块还包括第八电阻，所述第八电阻一端分别与所述第七电阻、第二MOS管的栅极连接，所述第八电阻另一端与所述第一MOS管的源极连接且接地。

9.根据权利要求6所述的一种隔离串口电路，其特征在于，所述第二隔离模块还包括第二电容，所述第二电容一端分别与所述第二串口发送端、所述第一串口接收端、所述第二MOS管的漏极连接，所述第二电容另一端接地。

10.根据权利要求1至9任一所述的一种隔离串口电路，其特征在于，所述第一单片机的接电端与外部供电连接，其接地端接地，所述第二单片机的接电端与外部供电连接，其接地端接地。