一种异步TTL串口转单总线电路制造技术

本发明专利技术公开了一种异步TTL串口转单总线电路，包括单片机TTL串口接收端RX1，单片机TTL串口发送端TX1，单总线数据端BUS，单路数字开关U2和多路数字开关U3，U2和U3的型号分别为NC7SZD384和CH442E，RX1连接到U2的2脚，BUS与U2的1脚及U3的4脚连接，U2的3脚接地，U2的4脚与上拉电阻R2及三极管Q1的集电极连接，U2的5脚接VCC，TX1与U3的1脚、2脚连接，电阻R4一端与VCC连接，另一端与二极管D1、D2、电阻R3连接，电阻R4为TX1信号的上拉电阻，U3的3脚经过电阻R6接到VCC，5脚、9脚接地，10脚接到VCC，6脚、7脚、8脚空闲不接，本发明专利技术采用数字开关电路搭建TTL串口转单总线电路，实现了信号的正逻辑传输，避免了单片机端信号的自收发现象，应用前景广阔，有利于推广应用。有利于推广应用。有利于推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种异步TTL串口转单总线电路


[0001]本专利技术涉及电子电路
，尤其涉及一种异步TTL串口转单总线电路。

技术介绍

[0002]在单片机与某些外围设备通讯时，如某系列舵机，需要将TTL双工串口转换为单总线模式，全双工通讯变为半双工通讯，即某一个时刻只能有一个方向的数据传输。现有的技术方案主要分为两大类，一类为信号反逻辑转换，另一类为信号正逻辑转换。
[0003]如图1
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2所示，分别为现有技术信号反逻辑转换的电路图和信号正逻辑转换的电路图，其中RXD为单片机TTL串口的信号接收端，TXD端为单片机TTL串口的信号发送端，SingleBus为单总线信号端。
[0004]对图1信号反逻辑转换电路的工作原理进行分析。单片机常规的TTL串口TXD输出端在空闲时为高电平，此时，图1中的NPN型三极管Q3导通，在上拉电阻R8的作用下，单总线输出端SingleBus被拉低；当TXD变为低电平时，三极管Q3截止，单总线输出口SingleBus变为高电平。单片机TXD端正逻辑的输出经过转换后变为SingleBus端反逻辑的输出信号。同样的控制逻辑，当SingleBus端为高电平时，NPN型三极管Q2导通，RXD端在上拉电阻R9的作用下，变为低电平；当SingleBus端为低电平时，三极管Q2截止，RXD端变为高电平。SingleBus端的输出经过电路转换后，也变为RXD端的反逻辑信号。由上述分析可知，当TXD端信号转换为SingleBus端信号时，SingleBus端电平的变化同时会造成RXD端信号的变化，对单片机而言，相当于进行反逻辑信号的自收发。
[0005]对图2信号正逻辑转换电路的工作原理进行分析。当单片机TTL串口输出端TXD端为高电平时，PNP型三极管Q6截止，NPN型三极管Q7截止，单总线输出端SingleBus在电阻R16、R22，二极管D2的作用下被上拉到高电平；当单片机TTL输出端TXD端为低电平时，三极管Q6导通，三极管Q7导通，单总线输出端SingleBus的电平为串联分压电路R16、R22、D2、R15中电阻R15所分压值，由于电阻R15较小，此时，SingleBus端为低电平。当SingleBus端有信号向RXD端进行转换时，当 SingleBus端为高电平时，二极管D2截止，三极管Q4、Q5截止，RXD端在上拉电阻R14的作用下为高电平；当 SingleBus端为低电平时，二极管D2导通，三极管Q4、Q5导通，RXD端在上拉电阻R14的作用下变为低电平。由上述分析可知，图2所示电路可实现正逻辑信号转换传输，但是该电路同样会出现自收发现象。总之，信号反逻辑转换电路需要对信号的接收或发送进行特殊处理，对控制软件的要求较高。而且不论是信号反逻辑转换电路还是信号正逻辑电路，都存在信号自收发现象，对单片机的控制逻辑和数据帧的判断要求较高，同时也给单片机控制软件造成数据干扰。因此，急需开发一种异步TTL串口转单总线电路以解决上述技术问题。
[0006]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种异步TTL串口转单总线电路，采用数字开关电路搭建TTL
串口转单总线电路，实现了信号的正逻辑传输，避免了单片机端信号的自收发现象，具有广阔的应用前景，有利于推广应用。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术提供的一种异步TTL串口转单总线电路，包括单片机TTL串口接收端RX1，单片机TTL串口发送端TX1，单总线数据端BUS，单路数字开关U2和多路数字开关U3，所述U2 和U3的型号分别为NC7SZD384和CH442E，所述RX1连接到U2的2脚，信号通过电阻R1上拉到VCC，所述BUS与U2的1脚及U3的4脚连接，信号通过电阻R23上拉到VCC，所述U2的3脚接地，所述U2的4脚与上拉电阻R2及三极管Q1的集电极连接，所述三极管Q1的发射极接地，接地电阻R5并联在三极管Q1的基极和发射极之间，所述U2的5脚接VCC，所述TX1与U3的1脚、2脚连接，信号再经过两个反向并联的4148二极管D1、D2与三极管Q1的基极电阻R3连接，所述电阻R3的另一端连接到Q1的基极，电阻R4一端与VCC连接，另一端与二极管D1、D2、电阻R3连接，所述电阻R4为TX1信号的上拉电阻，所述U3的3脚经过电阻R6接到VCC，所述U3的5脚、9脚接地，所述U3的10脚接到VCC，所述U3的6脚、7脚、8脚空闲不接。
[0009]优选地，当U2的4脚为低电平时，U2的1脚和2脚接通；当U3的9脚为低电平时，芯片使能；U3使能时，当U3的1脚为低电平时，U3的2脚和4脚接通，U3的8脚和6脚接通；当U3的1脚为高电平时，U3的3脚和4脚接通，U3的7脚和6脚接通。
[0010]优选地，当TX1为高电平时，U3的1脚与TX1直连，U3的3脚和4脚接通，BUS单总线为高电平；当TX1为低电平时，U3的2脚和4脚接通，BUS单总线为低电平，满足TX1信号到BUS单总线转换传输的正逻辑性，同时，TX1为高电平时，二极管D1导通，D2截止，在电阻R4、R3、R5的共同驱动下，三极管Q1导通，在上拉电阻R2的作用下，U2的4脚为低电平，U2的1脚和2脚接通，此时BUS单总线为高电平，RX1为高电平；当TX1为低电平时，二极管D1截止，D2导通，三极管Q1截止，U2的4脚为高电平，U2的1脚和2脚断开，RX1在上拉电阻R1的作用下保持高电平。
[0011]优选地，当外围设备通过BUS单总线向RX1端传输数据时，属于半双工通讯，TX1端保持高电平，三极管Q1导通，U2的4脚为低电平，U2的1脚和2脚接通，RX1端的信号跟随BUS信号的变化而变化，U3的3脚和4脚接通，电阻R6、R23成为上拉驱动电阻，U3的2脚和4脚断开，BUS端信号不会对TX1端造成影响。
[0012]优选地，所述三极管Q1为NPN型三级管。
[0013]本专利技术提供的一种异步TTL串口转单总线电路，具有如下有益效果。
[0014]1．本专利技术基于高速数字开关实现信号的切换，切换时间仅有5ns左右，可实现高速信号的转换传输。
[0015]2．本专利技术能够对信号的传输方向实现自动判别，避免了TTL串口端数据的自收发。
[0016]3．本专利技术利用数字开关的快速切换能力，保证了信号电平传输的不变性，实现了信号的正逻辑转换传输。
附图说明
[0017]图1为现有技术中信号反逻辑转换的电路图；图2为现有技术中信号正逻辑转换的电路图；图3为本专利技术提供的一种异步TTL串口转单总线电路的电路图。
具体实施方式
[0018]下面结合具体实施例和附图对本专利技术做进一步说明，以助于理解本专利技术的内容。
[0019]如图3所示，为本专利技术提供的一种异步TTL串口转单总线电路的电路图。该异步TTL串口转单总线电路包括单片机TTL串口接收端RX1，单片机TTL串口发送端TX1，单总线数据端BUS，单路数字开关U2和多路数字开关U3，所述U2 和U3的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异步TTL串口转单总线电路，其特征在于，包括单片机TTL串口接收端RX1，单片机TTL串口发送端TX1，单总线数据端BUS，单路数字开关U2和多路数字开关U3，所述U2 和U3的型号分别为NC7SZD384和CH442E，所述RX1连接到U2的2脚，信号通过电阻R1上拉到VCC，所述BUS与U2的1脚及U3的4脚连接，信号通过电阻R23上拉到VCC，所述U2的3脚接地，所述U2的4脚与上拉电阻R2及三极管Q1的集电极连接，所述三极管Q1的发射极接地，接地电阻R5并联在三极管Q1的基极和发射极之间，所述U2的5脚接VCC，所述TX1与U3的1脚、2脚连接，信号再经过两个反向并联的4148二极管D1、D2与三极管Q1的基极电阻R3连接，所述电阻R3的另一端连接到Q1的基极，电阻R4一端与VCC连接，另一端与二极管D1、D2、电阻R3连接，所述电阻R4为TX1信号的上拉电阻，所述U3的3脚经过电阻R6接到VCC，所述U3的5脚、9脚接地，所述U3的10脚接到VCC，所述U3的6脚、7脚、8脚空闲不接。2.根据权利要求1所述的一种异步TTL串口转单总线电路，其特征在于，当U2的4脚为低电平时，U2的1脚和2脚接通；当U3的9脚为低电平时，芯片使能；U3使能时，当U3的1脚为低电平时，U3的2脚和4脚接通，U3的8脚和6脚接通；当U3的1脚...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹利，杨凤彪，
申请(专利权)人：天津卡雷尔机器人技术有限公司，
类型：发明
国别省市：