用于串口通讯的防高压串扰损坏电路的制作方法

1.本实用新型涉及电路技术领域，尤其是涉及用于串口通讯的防高压串扰损坏电路。


背景技术：

2.目前，mcu与外部通讯设备之间的通讯电路通常分为两种，一种是mcu的通讯接收口通过电阻跟外围通讯设备连接；另外一种是通过光耦实现mcu端与外围通讯设备端的隔离，以达到保护通讯电路的目的。
3.其中，对于mcu端通讯端口通过电阻跟外围通讯设备连接的方式，当外部通讯设备的通讯线串入高压时，高电压会直接通过串联的电阻耦合到mcu的端口,导致mcu损坏，进而导致整个系统崩溃，风险极高。
4.而通过光耦隔离的方式，该方式虽然可以有效的避免高压串扰导致的mcu通讯口损坏的场景,但是需要外部有单独的供电电源给光耦的次级进行供电，同时光耦的成本较高，尤其是在通讯速率较高的应用场景需要采用高速光耦，使得成本更高。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本实用新型提出了用于串口通讯的防高压串扰损坏电路。
6.本实用新型的主要内容包括：
7.用于串口通讯的防高压串扰损坏电路，包括与mcu通讯端口连接的发送端口、与外部通讯设备连接的通讯端口以及连接在所述发送端口和所述通讯端口之间的基础控制支路和防高压支路；所述防高压支路包括第一电阻、第一高阻值电阻、第一防高压三极管以及第二防高压三极管；所述第一电阻连接在供电电源和所述通讯端口之间；所述通讯端口依次通过所述第一高阻值电阻和所述第一防高压三极管与所述基础控制支路的一端以及所述第二防高压三极管的基极连接；所述第二防高压三极管的集电极与所述通讯端口连接；所述第二防高压三极管的发射极接地。
8.优选的，所述防高压支路还包括防高压二极管以及第二高阻值电阻，所述防高压二极管的正极与所述通讯端口连接，其负极与所述第一高阻值电阻的一端连接，所述第一高阻值电路的另一端与所述第一防高压三极管的基极连接；所述第二高阻值电路并联在所述第一防高压三极管的基极和其发射极之间，所述第一防高压三极管的发射极接地。
9.优选的，所述通讯端口还连接有磁珠，所述磁珠的另一端分别与所述防高压二极管的正极和所述第二防高压三极管的集电极连接。
10.优选的，所述基础控制支路包括第一控制电阻、第一控制三极管，所述第一控制三极管为pnp型，所述第一控制三极管的发射极与供电电源连接，其基极与所述发送端口连接，其集电极与所述第一防高压三极管的集电极和所述第二防高压三极管的基极连接；所述第一控制电阻并联在所述第一控制三极管的发射极和其基极之间。
11.优选的，所述基础控制支路还包括第二控制电阻、控制二极管、第三控制电阻；所
述第二控制电阻连接在所述发送端口和所述第一控制三极管的基极之间；所述控制二极管的正极与所述第一控制三极管的集电极连接，其负极通过所述第三控制电阻与所述第二防高压三极管的基极连接。
12.优选的，所述基础控制支路还包括第四控制电阻，所述第四控制电阻并联在所述第二防高压三极管的集电极和发射极之间。
13.本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出了用于串口通讯的防高压串扰损坏电路，仅使用电阻和三极管即可实现与光耦相同的防高压串扰损坏的功能，大大降低了成本。
附图说明
14.图1为本实用新型的电路图。
具体实施方式
15.以下结合附图对本实用新型所保护的技术方案做具体说明。
16.如图1所示，本实用新型提出了用于串口通讯的防高压串扰损坏电路，包括与mcu通讯端口连接的发送端口mcu_tx、与外部通讯设备连接的通讯端口uart_tx以及连接在所述发送端口mcu_tx和所述通讯端口uart_tx之间的基础控制支路和防高压支路；其中，所述基础控制支路能够实现通讯端口uart_tx和所述发送端口mcu_tx输出同样的高低电平；而所述防高压支路用于在所述通讯端口uart_tx串入高压时，无论发送端口mcu_tx发送高电平还是低电平，mcu均不会受到高压的影响。
17.具体地，所述基础控制电路包括第一控制电阻r12、第一控制三极管q4、第二控制电阻r13、控制二极管d2、第三控制电阻r15、第四控制端电阻r17，其中，所述第一控制三极管为pnp型，所述第一控制三极管的发射极与供电电源连接，其基极通过所述第二控制电阻d13与所述发送端口mcu_tx连接，其集电极与所述控制二极管d2的正极连接，所述控制二极管d2的负极通过所述第三控制电阻r15和所述第四控制电阻r17接地；所述防高压支路的一端连接在所述第三控制电阻r15和第四控制电阻r17之间；所述第一控制电阻r12并联在所述第一控制三极管q4的发射极和基极之间。
18.而所述防高压支路包括第一电阻r6、防高压二极管d1、第一高阻值电阻r10、第二高阻值电阻d9、第一防高压三极管q2以及第二防高压三极管q6；其中，第一防高压三极管q2以及第二防高压三极管q6为npn型三极管；所述第一电阻r6连接在供电电源和所述通讯端口uart_tx之间；所述通讯端口uart_tx依次通过所述防高压二极管d1、第一高阻值电阻r10分别连接在所述第一防高压三极管q2与连接在所述第三控制电阻r15和第四控制电阻r17之间以及连接在所述第二防高压三极管q6的基极；而所述第二防高压三极管q6的集电极与所述通讯端口uart_tx连接，其基极连接在所述第三控制电阻r15和第四控制电阻r17之间；所述第二防高压三极管q6的发射极接地。所述第二高阻值电阻r9并联在所述第一防高压三极管q2的基极和其发射极之间。
19.具体地，所述通讯端口uart_tx还连接有磁珠fb1，所述磁珠fb1的另一端分别与所述防高压二极管d1的正极和所述第二防高压三极管q6的集电极连接，用于抑制电源线上的高频噪声和尖峰干扰。所述防高压二极管d1的负极与所述第一高阻值电阻r10的一端连接，
所述第一高阻值电阻r10的另一端与所述的基极连接，所述第一防高压三极管q2的发射极接地，其发射极连接在所述第三控制电阻r15和第四控制电阻r17之间且与所述第二防高压三极管q6的基极连接。
20.在其中一个实施例中，当所述发送端口mcu_tx输出高电平时，所述第一控制三极管q4不导通，而所述控制二极管d2和所述第三控制电阻r15均为低电平，此时，所述第二防高压三极管q6也不导通，而所述通讯端口uart_tx通过所述第一电阻r6上拉为高电平，即当发送端口mcu_tx输出高电平时，使得通讯端口uart_tx也为高电平。
21.在另一个实施例中，当所述发送端口mcu_tx输出低电平时，所述第一控制三极管q4的基极被拉到地，供电电源vcc的电流通过所述第一控制三极管q4的发射极流到其集电极，接着流入所述控制二极管d2，所述控制二极管d2导通后，经所述第三控制电阻r15和第四控制电阻r17的分压，使得所述第二防高压三极管q6的基极被拉高，使其导通，供电电源vcc通过所述第一电阻r6被拉到地，从而使得通讯端口uart_tx也输出低电平，即当发送端口mcu_tx输出低电平时，使得通讯端口uart_tx也为低电平。
22.而当所述发送端口mcu_tx输出高电平时，此时所述第二防高压三极管q6不导通，此时若由所述通讯端口uart_tx穿入高压，经过所述防高压二极管d1，后经过第一高阻值电阻r10和第二高阻值电阻r9分压，由于第一高阻值电阻r10和第二高阻值电阻r9的阻值较大，故即使外部串入高电压，流经第一高阻值电阻r10和第二高阻值电阻r9的电流也非常小，从而也不会损坏mcu的通讯接口。进一步地，在串入高压后，经第一高阻值电阻r10和第二高阻值电阻r9分压后使得所述第一防高压三极管q2导通，从而使得所述第二防高压三极管q6的基极被强制拉低，从而使得所述第二防高压三极管q6无法导通，即使所述发送端口mcu_tx不断发送高低电平，所述第二防高压三极管q6均无法导通，达到锁存的目的，也即即使外部高压一直存在也不会损坏到mcu的通讯接口。
23.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。