[實用新型]一種串口隔離電路

有效

• 申請號: 200920138090.5
• 申請日: 2009-05-07
• 公開（公告）號: CN201397505Y
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發明（設計）人: 崔弘豪;江健琦;陳敏;袁金穎
• 申請（專利權）人: 福建實達電腦設備有限公司
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40;G07G1/12
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本實用新型涉及串口信號隔離技術領域，特別是一種串口隔離電路。

背景技術

隨著電子工業的不斷地發展，串口通信已成為電子設備不可缺少的一項功能，比如在電子支付行業傳統的POS機近年來有發展為EPOS的趨勢。POS機一般采用串口方式與外界進行通訊，傳統POS機的磁卡、IC卡、SAM卡、打印等功能采用數字集成電路實現，因此串口直接外接其它設備對其產生的影響較小，在實際應用中只要PCB走線合理，一般不會出現什么問題。EPOS增加了電話模塊，而電話模塊為模擬電路，所以在外接串口的情況下由于外部設備和EPOS機本身返回路徑(“地”平面)的不同，會對EPOS電話功能產生極大的干擾，導致通話效果差(有雜音)或通話失敗。所以現在很多EPOS在內部電路上都設計成通話的時候不能進行串口通訊，這樣就限制了一些應用場合。

為解決上述問題，現有技術常采用串口取電加光電耦合器來形成隔離，具體做法如下：外部設備端電源從RS-232端口取電(RTS和DTR，需要軟件將RTS和DTR口置為12V)，用一個穩壓管或者DC-DC芯片將取電電壓轉成5V輸出送給光耦供電，EPOS端直接從其本身供電給光耦的集電極。這種做法雖然可行，但需要軟件置位，并用到了5條信號線(RXD、TXD、GND、RTS、DTR)在實際情況中，很多設備只用到了其中的三條線(RXD、TXD、GND)，因此這種做法兼容性差，應用范圍窄。

發明內容

為了克服上述技術的不足，本實用新型的目的是提供一種串口隔離電路，其實現了三線串口隔離，有效的抑制了靜電和浪涌，防止地線回路和浪涌干擾設備的正常運行。

本實用新型是這樣實現的，一種串口隔離電路，包括輸入端TXD、RXD和輸出端TXD、RXD；其特征在于：所述的輸入端TXD接收的高電平信號一路經過光電耦合電路[6]輸出TTL電平到輸出端RXD，另一路經路徑選擇電路[3]到光電耦合電路[2]；低電平信號經電壓反轉電路[4]一路連到光電隔離電路[1]，另一路經電壓反轉電路到充電電路[5]，充電之后的電壓為光耦模塊[2]供電，所述的輸出端TXD經光電耦合電路與輸入端TXD相連。

本實用新型的有益效果是，本實用新型針對三線RS232串口通訊方式設計電路，不需要從RTS、DTR取電，同樣適于用5線RS232通訊以及全線RS232通訊。電路結構簡單，體積小，被隔離兩端均獨立供電，返回路徑不連通，能有效實現電性能的可靠性，抑制了靜電和浪涌，防止了地線回路和浪涌干擾設備的正常運行。

附圖說明

圖1是本實用新型的電路原理框圖。

圖2是本實用新型實施例一的電路示意圖。

圖3是本實用新型實施例一的電壓反轉原理圖。

圖4是本實用新型實施例一的電壓反轉電模型圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本實用新型做進一步說明。

如圖1所示，本實用新型提供一種串口隔離電路，包括輸入端TXD、RXD和輸出端TXD、RXD；其特征在于：所述的輸入端TXD接收的高電平信號一路經過光電耦合電路[6]輸出TTL電平到輸出端RXD，另一路經路徑選擇電路[3]到光電耦合電路[2]；低電平信號經電壓反轉電路[4]一路連到光電隔離電路[1]，另一路經電壓反轉電路到充電電路[5]，充電之后的電壓為光耦模塊[2]供電，所述的輸出端TXD經光電耦合電路與輸入端TXD相連。

本實用新型較佳的實施例中，所述的輸出端TXD、RXD固定連接到EPOS機的串口輸出端。

如圖2所示，主要包括光電耦合電路(1、2、6)、路徑選擇電路3、電壓反轉電路4、充電電路5等功能電路。圖2中的IC1內部主要功能模塊如圖3(很多電壓反轉芯片都是這個結構，標注1～8分別對應IC1的引腳)；在EPOS向外設傳輸數據時，TXD始終是低電平，大約-10V，在這里，將IC1的電源輸入端8接地，根據圖2，可以畫出取電模型圖4；當IC1內部正周期時，S1關閉，S2打開，此時C1兩端電壓差幾乎為0。當IC1內部負周期時，S2閉合，S1打開，此時C1的負端變為負壓，因為電容兩端電壓不能瞬變，此時C21正端也為負壓，隨后地平面通過左邊的二極管給C1充電；接下來IC1又回到正周期，S1關閉，S2打開，因為之前的充電C1兩端已經有了電壓差，所以當C1負端接地時，C1正端會有一個高電平出現，這個高電平隨后通過右邊的二極管給C2充電，重復這個過程，最后C2上的電壓會慢慢被充到10V左右，這個10V用來給光耦供電。