基于物联网的智能教育终端的串口电平转换电路制造技术

一种基于物联网的智能教育终端的串口电平转换电路，包括串口电压生成电路、串口信号输出转换电路和串口信号输入转换电路，其特征是：串口电压生成电路包括PWM波电路、第一电阻、第二电阻、第一三极管、第三电阻、第一电容、第一二极管、第二二极管、第二电容、第三电容和稳压二极管；串口信号输出转换电路包括第四电阻、第五电阻、第四三极管、第六电阻、第一场效应管、第二场效应管、第七电阻、第三三极管、第八电阻和第九电阻；串口信号输入转换电路包括瞬态抑制二极管、第十电阻、第十一电阻、第五三极管、第十二电阻和第十三电阻。本实用新型专利技术采用分立器件实现串口电平转换，能实现智能教育终端与个人电脑之间的通信，具有成本低的优点。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
基于物联网的智能教育终端的串口电平转换电路
本技术涉及RS232接口通信
，具体涉及一种基于物联网的智能教育终端的串口电平转换电路。
技术介绍
RS232 接口是由电子工业协会(Electronic Industries Associat1n, EIA)所制定的异步传输标准接口，是广泛应用于计算机及其他智能设备上的通讯接口之一。 基于物联网的智能教育终端结合特有的校园现有网络平台，形成了一套安全高效、功能丰富、智能化的物联网教育管理平台。它综合使用射频识别、传感网络以及全球卫星定位等多种技术，实现教育管理的数字化与网络化。通过RS232接口将智能教育终端与个人电脑相连，可以实现对设备的智能控制及数据查看。 RS232在电气特性上遵循:逻辑I (MARK)电平为-3V?-15V，逻辑O (SPACE)电平+3?+ 15V。然而，基于物联网的智能教育终端内部所采用的I/O电平为3.3V，因此，需要通过电平转换，以实现RS232与智能教育终端的信号交互。目前普遍采用电平转换集成电路来实现此电平变换，然而这种电平转换集成电路成本较高。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种基于物联网的智能教育终端的串口电平转换电路，这种串口电平转换电路采用分立器件实现串口电平转换，能够实现智能教育终端与个人电脑之间的通信，具有成本低的优点。采用的技术方案如下: 一种基于物联网的智能教育终端的串口电平转换电路，包括串口电压生成电路、串口信号输出转换电路和串口信号输入转换电路，其特征是: 所述串口电压生成电路包括PWM波电路、第一电阻(Rl)、第二电阻(R2 )、第一三极管(Q1)、第三电阻(R3)、第一电容(Cl)、第一二极管、第二二极管、第二电容(C2)、第三电容(C3)和稳压二极管(Dl)5PWM波电路具有输出PWM波信号的PWM波信号输出端，PWM波信号输出端与第一电阻(Rl) —端相连，第一电阻(Rl)另一端与第二电阻(R2) —端及第一三极管(Ql)的基极相连，第二电阻(R2)另一端和第一三极管(Ql)的发射极均接地，第一三极管(Ql)的集电极与第三电阻(R3) —端及第一电容(Cl) 一端相连，第三电阻(R3)另一端连接至+12V电源，第一电容(Cl)另一端连接第一二极管的负极及第二二极管的正极，第二二极管的负极接地，第一二极管的正极与第二电容(C2)—端、第三电容(C3)—端及稳压二极管(Dl)的正极相连，第二电容(C2)另一端、第三电容(C3)另一端及稳压二极管(Dl)的负极均接地，稳压二极管(Dl)的正极作为串口负压输出端(VEE);第一三极管(Ql)为NPN型三极管； 所述串口信号输出转换电路包括第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第四三极管(Q4)、第六电阻(R6)、第一场效应管(Tl)、第二场效应管(T2)、第七电阻(R7)、第三三极管(Q3)、第八电阻(R8)和第九电阻(R9);第四电阻(R4) —端作为CPU串口输出信号接入端(Tx_3.3V)，第四电阻(R4)另一端与第五电阻(R5)—端及第四三极管(Q4)的基极相连，第五电阻(R5)另一端和第四三极管(Q4)的发射极均接地，第四三极管(Q4)的集电极与第六电阻(R6)—端、第一场效应管(Tl)的栅极及第二场效应管(T2)的栅极相连，第六电阻(R6)另一端、第一场效应管(Tl)的源极和第三三极管(Q3)的发射极均连接至+12V电源，第二场效应管(T2)的源极接地，第一场效应管(Tl)的漏极和第二场效应管(T2)的漏极均连接第七电阻(R7)—端，第七电阻(R7)另一端连接第三三极管(Q3)的基极，第三三极管(Q3)的集电极连接第八电阻(R8)—端，第八电阻(R8)另一端连接第九电阻(R9)—端，第九电阻(R9)另一端连接至所述串口负压输出端(VEE);第八电阻(R8)与第九电阻(R9)相连的一端作为串口总线输出信号端(Tx_232);第三三极管(Q3)为PNP型三极管，第四三极管(Q4)为NPN型三极管； 所述串口信号输入转换电路包括瞬态抑制二极管(D2)、第十电阻(R10)、第十一电阻(R11)、第五三极管(Q5)、第十二电阻(R12)和第十三电阻(R13);瞬态抑制二极管(D2)一端连接第十电阻(RlO) —端，瞬态抑制二极管(D2)另一端接地，瞬态抑制二极管(D2)与第十电阻(RlO)相连的一端作为串口总线输入信号接入端(Rx_232)，第十电阻(RlO)另一端与第十一电阻(Rll) —端及第五三极管(Q5)的基极相连，第十一电阻(Rll)另一端和第五三极管(Q5)的发射极均接地，第五三极管(Q5)的集电极与第十二电阻(R12) —端及第十三电阻(R13) —端相连，第十二电阻(R12)另一端连接至+3.3V电源，第十三电阻(R13)另一端作为CPU串口输入信号端(Rx_3.3V);第五三极管(Q5)为NPN型三极管。 上述串口电压生成电路主要用于生成串口用负压(-10V)，该串口用负压由上述串口负压输出端(VEE)输出。上述PWM波电路可借用物联网智能教育终端中必须存在的I/O电源供电芯片DC/DC(如MP2307)，其SW端输出PWM波。上述第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第一三极管(Q1)、第三电阻(R3)、第一电容(Cl)、第一二极管、第二二极管组成负压生成电路。上述第二电容(C2)、第三电容(C3)和稳压二极管(Dl)组成滤波及稳压电路。 上述串口信号输出转换电路主要用于将3.3V电源下串口逻辑输出电路与RS232输出电路信号电平之间的转换。CPU串口输出信号接入端(Tx_3.3V)与CPU串口输出信号相连。 上述第一场效应管Tl为P沟道增强型M0SFET、第二场效应管Τ2为N沟道增强型MOSFET。 优选上述第九电阻(R9)与第八电阻(R8)的阻值之比为10。 上述串口信号输入转换电路主要用于将RS232输出电路信号电平与3.3V电源下串口输入电路之间的电平转换。 优选上述第十电阻(RlO)与第i^一电阻(Rll)的阻值之比为4.5。 本技术采用分立电路，实现串口电平转换电路，且可借用物联网智能教育终端中必须存在的I/O电源供电芯片DC/DC的SW信号作为PWM波信号，生成负压VEE(-1OV)为串口使用，相对于现有技术中采用电平转换集成电路来实现此电平变换的方案，具有成本低的优点。另外本技术还具有高鲁棒性的特点，即使在传输全“O”信号时仍能稳定传输。 【附图说明】 图1是本技术优选实施例的电路原理框图； 图2是图1中串口电压生成电路的电路原理图； 图3是图1中串口信号输出转换电路； 图4是图1中串口信号输入转换电路。 【具体实施方式】 如图1所示，这种基于物联网的智能教育终端的串口电平转换电路包括串口电压生成电路1、串口信号输出转换电路2和串口信号输入转换电路3。 参考图2，串口电压生成电路I包括PWM波电路、第一电阻R1、第二电阻R2、第一三极管Q1、第三电阻R3、第一电容Cl、第一二极管、第二二极管、第二电容C2、第三电容C3和稳压二极管Dl ；PWM波电路具有输出PWM波信号的PWM波信号输出端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于物联网的智能教育终端的串口电平转换电路，包括串口电压生成电路、串口信号输出转换电路和串口信号输入转换电路，其特征是：所述串口电压生成电路包括PWM波电路、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第一三极管（Q1）、第三电阻（R3）、第一电容（C1）、第一二极管、第二二极管、第二电容（C2）、第三电容（C3）和稳压二极管（D1）；PWM波电路具有输出PWM波信号的PWM波信号输出端，PWM波信号输出端与第一电阻（R1）一端相连，第一电阻（R1）另一端与第二电阻（R2）一端及第一三极管（Q1）的基极相连，第二电阻（R2）另一端和第一三极管（Q1）的发射极均接地，第一三极管（Q1）的集电极与第三电阻（R3）一端及第一电容（C1）一端相连，第三电阻（R3）另一端连接至+12V电源，第一电容（C1）另一端连接第一二极管的负极及第二二极管的正极，第二二极管的负极接地，第一二极管的正极与第二电容（C2）一端、第三电容（C3）一端及稳压二极管（D1）的正极相连，第二电容（C2）另一端、第三电容（C3）另一端及稳压二极管（D1）的负极均接地，稳压二极管（D1）的正极作为串口负压输出端（VEE）；第一三极管（Q1）为NPN型三极管；所述串口信号输出转换电路包括第四电阻（R4）、第五电阻（R5）、第四三极管（Q4）、第六电阻（R6）、第一场效应管（T1）、第二场效应管（T2）、第七电阻（R7）、第三三极管（Q3）、第八电阻（R8）和第九电阻（R9）；第四电阻（R4）一端作为CPU串口输出信号接入端（Tx_3.3V），第四电阻（R4）另一端与第五电阻（R5）一端及第四三极管（Q4）的基极相连，第五电阻（R5）另一端和第四三极管（Q4）的发射极均接地，第四三极管（Q4）的集电极与第六电阻（R6）一端、第一场效应管（T1）的栅极及第二场效应管（T2）的栅极相连，第六电阻（R6）另一端、第一场效应管（T1）的源极和第三三极管（Q3）的发射极均连接至+12V电源，第二场效应管（T2）的源极接地，第一场效应管（T1）的漏极和第二场效应管（T2）的漏极均连接第七电阻（R7）一端，第七电阻（R7）另一端连接第三三极管（Q3）的基极，第三三极管（Q3）的集电极连接第八电阻（R8）一端，第八电阻（R8）另一端连接第九电阻（R9）一端，第九电阻（R9）另一端连接至所述串口负压输出端（VEE）；第八电阻（R8）与第九电阻（R9）相连的一端作为串口总线输出信号端(Tx_232)；第三三极管（Q3）为PNP型三极管，第四三极管（Q4）为NPN型三极管；所述串口信号输入转换电路包括瞬态抑制二极管（D2）、第十电阻（R10）、第十一电阻（R11）、第五三极管（Q5）、第十二电阻（R12）和第十三电阻（R13）；瞬态抑制二极管（D2）一端连接第十电阻（R10）一端，瞬态抑制二极管（D2）另一端接地，瞬态抑制二极管（D2）与第十电阻（R10）相连的一端作为串口总线输入信号接入端（Rx_232），第十电阻（R10）另一端与第十一电阻（R11）一端及第五三极管（Q5）的基极相连，第十一电阻（R11）另一端和第五三极管（Q5）的发射极均接地，第五三极管（Q5）的集电极与第十二电阻（R12）一端及第十三电阻（R13）一端相连，第十二电阻（R12）另一端连接至+3.3V电源，第十三电阻（R13）另一端作为CPU串口输入信号端（Rx_3.3V）；第五三极管（Q5）为NPN型三极管。...

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的智能教育终端的串口电平转换电路，包括串口电压生成电路、串口信号输出转换电路和串口信号输入转换电路，其特征是: 所述串口电压生成电路包括PWM波电路、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第一三极管(Q1)、第三电阻(R3)、第一电容(Cl)、第一二极管、第二二极管、第二电容(C2)、第三电容(C3)和稳压二极管(Dl)5PWM波电路具有输出PWM波信号的PWM波信号输出端，PWM波信号输出端与第一电阻(Rl) —端相连，第一电阻(Rl)另一端与第二电阻(R2) —端及第一三极管(Ql)的基极相连，第二电阻(R2)另一端和第一三极管(Ql)的发射极均接地，第一三极管(Ql)的集电极与第三电阻(R3) —端及第一电容(Cl) 一端相连，第三电阻(R3)另一端连接至+12V电源，第一电容(Cl)另一端连接第一二极管的负极及第二二极管的正极，第二二极管的负极接地，第一二极管的正极与第二电容(C2)—端、第三电容(C3)—端及稳压二极管(Dl)的正极相连，第二电容(C2)另一端、第三电容(C3)另一端及稳压二极管(Dl)的负极均接地，稳压二极管(Dl)的正极作为串口负压输出端(VEE);第一三极管(Ql)为NPN型三极管； 所述串口信号输出转换电路包括第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第四三极管(Q4)、第六电阻(R6)、第一场效应管(Tl)、第二场效应管(T2)、第七电阻(R7)、第三三极管(Q3)、第八电阻(R8)和第九电阻(R9);第四电阻(R4)—端作为CPU串口输出信号接入端(Tx_3.3V),第四电阻(R4)另一端与第五电阻(R5)—端及第四三极管(Q4)的基极相连，第五电阻(R5)另一端和第四三极管(Q4)的发射极均接地，第四三极管(Q4)的集电极与第六电阻(R6) —端、第一场效应管(Tl)的栅极及第二场效应管(Τ2)的栅极相连，第六电阻(R6)另一端、第一场效应管(Tl)的源极和第三三极...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴少通，闫敬文，丁研研，吕百涛，
申请(专利权)人：广东利浩信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44