專利名稱：串口光電隔離保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種串口間的通信電路，具體地說(shuō)，是涉及一種實(shí)現(xiàn)電視機(jī)機(jī)芯板與計(jì)算機(jī)串口間通信的光電隔離保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
隨著平板電視的逐步推廣使用，電視機(jī)的軟件也越來(lái)越復(fù)雜，生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)flash板進(jìn)行軟件升級(jí)的情況經(jīng)常發(fā)生，并且升級(jí)任務(wù)量大。升級(jí)是通過(guò)計(jì)算機(jī)的串口實(shí)現(xiàn)，由于是熱拔插，很容易把計(jì)算機(jī)的串口燒壞。通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析，串口燒壞主要是由以下原因引起一、在升級(jí)線上，當(dāng)立體聲耳機(jī)頭插入電路板的插座時(shí)，左聲道先與地接觸，由于左聲道為RS232電平，即-15V-5V、5V 15V負(fù)邏輯關(guān)系的電平信號(hào)，與地接觸時(shí)被瞬時(shí)拉低放電，產(chǎn)生瞬間大電流，極有可能燒毀串口芯片。二、由于不共地的兩個(gè)設(shè)備，例如計(jì)算機(jī)主機(jī)與電視機(jī)電路具有不確定的電勢(shì)差，兩者之間的放電也會(huì)造成串口的損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)計(jì)算機(jī)的串口對(duì)電視機(jī)中的flash板進(jìn)行軟件升級(jí)時(shí)，極易造成串口燒壞的問(wèn)題，提供了一種新型的串口光電隔離保護(hù)器，通過(guò)簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了電視機(jī)串口與計(jì)算機(jī)串口的徹底電隔離，有效解決了軟件升級(jí)時(shí)計(jì)算機(jī)串口易燒壞的問(wèn)題，確保了系統(tǒng)工作的可靠性。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種串口光電隔離保護(hù)器，包括機(jī)芯板和PC機(jī)，在所述機(jī)芯板的232接口與PC機(jī)的232接口之間連接有一光電隔離保護(hù)器；在所述的光電隔離保護(hù)器中，機(jī)芯板的232接口和PC機(jī)的232接口上分別連接有一信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片，在所述信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片之間連接有光耦隔離器。
作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片為一實(shí)現(xiàn)RS232信號(hào)與TTL信號(hào)之間轉(zhuǎn)換的RS232芯片，所述RS232芯片的RS232電平輸入端和輸出端對(duì)應(yīng)連接機(jī)芯板或PC機(jī)的232接口的信號(hào)發(fā)送端和接收端；RS232芯片的TTL電平輸出端和輸入端分別經(jīng)光耦隔離器與另一RS232芯片的TTL電平輸入端和輸出端對(duì)應(yīng)連接。
作為對(duì)上述技術(shù)方案的又進(jìn)一步限定，在所述RS232芯片的TTL電平輸出端連接有一電壓跟隨器，所述電壓跟隨器由兩個(gè)三極管連接而成；其中，第一個(gè)三極管的基極與RS232芯片的TTL電平輸出端相連，集電極一方面與直流電源相連，另一方面連接第二個(gè)三極管的基極，所述第二個(gè)三極管的集電極一方面經(jīng)電阻與直流電源相連，另一方面連接所述的光耦隔離器，兩個(gè)三極管的發(fā)射極均接地。
作為對(duì)上述技術(shù)方案的再進(jìn)一步限定，與所述機(jī)芯板連接的RS232芯片所需直流電源由電視機(jī)內(nèi)置電源提供；與PC機(jī)連接的RS232芯片所需直流電源通過(guò)USB接口從計(jì)算機(jī)提取。
作為對(duì)上述技術(shù)方案的更進(jìn)一步限定，在所述RS232芯片的TTL電平輸出端連接有發(fā)光二極管指示燈電路。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是本實(shí)用新型通過(guò)在電視機(jī)的機(jī)芯板與PC機(jī)的串口之間增設(shè)光電隔離保護(hù)電路，在確保RS232信號(hào)準(zhǔn)確傳輸?shù)那疤嵯拢瑢?shí)現(xiàn)了電視機(jī)與計(jì)算機(jī)電系統(tǒng)的徹底隔離，支持熱拔插功能，有效解決了軟件升級(jí)時(shí)計(jì)算機(jī)串口易燒壞的問(wèn)題，提高了系統(tǒng)工作的可靠性。此串口光電隔離保護(hù)器電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，可廣泛應(yīng)用于所有需要升級(jí)的電器產(chǎn)品中，具有較高的實(shí)用價(jià)值，經(jīng)濟(jì)效益顯著。


圖1是本實(shí)用新型串口光電隔離保護(hù)器的系統(tǒng)原理框圖；圖2是本實(shí)用新型串口光電隔離保護(hù)器的具體電路連接圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
圖1中，U1為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，U2為電視機(jī)系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)U1的RS232串口與電視機(jī)系統(tǒng)U2的RS232串口之間連接有一高速串口光電隔離保護(hù)器U3。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)U1中，220V交流電經(jīng)整流橋整流出300V直流電，在開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換作用下，輸出計(jì)算機(jī)內(nèi)部電路所述的各種電壓信號(hào)，為內(nèi)部電路工作提供工作電源。其中，開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)輸出的+5V電壓可為串口光電隔離保護(hù)器U3的A部分電路提供工作電壓。在實(shí)際的連接電路中，+5V電壓通過(guò)USB接口從計(jì)算機(jī)中提取。
同理，在電視機(jī)系統(tǒng)U2中，同樣也包含有整流橋電路和開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)，其機(jī)芯板的RS232串口與光電隔離保護(hù)器U3的B部分電路相連，所述B部分電路所需的+5V工作電壓由電視機(jī)內(nèi)部的自制電源提供。
在串口光電隔離保護(hù)器U3中，A部分電路和B部分電路通過(guò)高速光耦隔離器實(shí)現(xiàn)連接，所述高速光耦隔離器將其前后RS232串口所需的+5V電源徹底分開(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)與電視機(jī)之間電系統(tǒng)的徹底隔離，避免了兩者之間由于存在不確定的電勢(shì)差而導(dǎo)致串口損壞的問(wèn)題。所述串口光電隔離保護(hù)器U3的具體電路連接關(guān)系參見(jiàn)圖2所示。
圖2中，A部分電路和B部分電路均通過(guò)一RS232芯片N1、N2實(shí)現(xiàn)，所述RS232芯片N1、N2可實(shí)現(xiàn)RS232電平與TTL電平之間的轉(zhuǎn)換。其中，RS232芯片N1的RS232信號(hào)輸入端R2I經(jīng)電阻R1與計(jì)算機(jī)串口XP1的信號(hào)輸出端3腳相連，將接收到的RS232電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成TTL電平信號(hào)后，經(jīng)其輸出端R2O輸出。當(dāng)輸出的TTL信號(hào)處于高電平狀態(tài)時(shí)，三極管V1飽和導(dǎo)通，由于其發(fā)射極接地，進(jìn)而將三極管V2的基極電位拉低，控制其截止，+5V直流電源經(jīng)電阻R7作用到光耦隔離器N4的輸入端，阻斷其內(nèi)部二極管的發(fā)光通路，進(jìn)而使光耦隔離器N4處于隔離狀態(tài)。此時(shí)，直流電源VCC通過(guò)電阻R20、R11作用到RS232芯片N2的TTL電平輸入端T2I，使其接收到的信號(hào)亦為高電平信號(hào)。當(dāng)RS232芯片N1輸出的TTL信號(hào)處于低電平狀態(tài)時(shí)，三極管V1截止，+5V直流電源經(jīng)電阻R6作用到三極管V2的基極，控制其飽和導(dǎo)通，由于其發(fā)射極接地，進(jìn)而接通光耦隔離器N4的發(fā)光通路，使其內(nèi)部三極管導(dǎo)通，向RS232芯片N2的TTL電平輸入端T2I輸出低電平信號(hào)，從而保持了傳輸信號(hào)的一致性。所述RS232芯片N2將接收到的TTL電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為RS232電平經(jīng)其輸出端T2O傳遞給電視機(jī)機(jī)芯板串口XP2的信號(hào)接收端3腳，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)與機(jī)芯板串口間的通信。
同理，機(jī)芯板串口XP2輸出的RS232信號(hào)經(jīng)RS232芯片N2轉(zhuǎn)換為TTL電平，通過(guò)高速光耦隔離器N3后，再經(jīng)RS232芯片N1將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS232電平，經(jīng)其輸出端T2O連接到計(jì)算機(jī)串口XP1信號(hào)接收端2腳，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了電視機(jī)機(jī)芯板與計(jì)算機(jī)串口之間的通信。
所述的光耦隔離器N3、N4均采用型號(hào)為TLP114A的高速光耦隔離芯片實(shí)現(xiàn)，在光耦隔離器N3、N4的輸入端還分別連接有一由發(fā)光二極管VD2、VD1組成的指示燈電路，當(dāng)串口間有數(shù)據(jù)通信時(shí)，發(fā)光二極管VD1或VD2閃爍，對(duì)當(dāng)前的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程進(jìn)行指示。其中，當(dāng)數(shù)據(jù)從計(jì)算機(jī)傳輸?shù)诫娨暀C(jī)機(jī)芯板時(shí)，發(fā)光二極管VD1閃爍；當(dāng)數(shù)據(jù)從電視機(jī)機(jī)芯板傳輸?shù)接?jì)算機(jī)時(shí)，發(fā)光二極管VD2閃爍。技術(shù)人員可通過(guò)發(fā)光二極管VD1、VD2的閃爍過(guò)程，方便的了解到數(shù)據(jù)的傳輸情況，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)通信數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和有效控制。
本實(shí)用新型的串口光電隔離保護(hù)器采用上述簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)與機(jī)芯板間的串口通信，由于將RS232電平轉(zhuǎn)換為TTL電平進(jìn)行傳輸，有效避免了瞬間大電流的產(chǎn)生，解決了計(jì)算機(jī)串口易燒壞的問(wèn)題。圖2示出了1路串口光電隔離保護(hù)器的連接關(guān)系，其讀寫速度可達(dá)115200bps。當(dāng)然，也可采用相同方式將串口光電隔離保護(hù)器擴(kuò)充為8路，同時(shí)給8塊電路板進(jìn)行升級(jí)，從而可有效提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了軟件升級(jí)時(shí)間，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
當(dāng)然，上述說(shuō)明并非是對(duì)本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種串口光電隔離保護(hù)器，包括機(jī)芯板和PC機(jī)，其特征在于在所述機(jī)芯板的232接口與PC機(jī)的232接口之間連接有一光電隔離保護(hù)器；在所述的光電隔離保護(hù)器中，機(jī)芯板的232接口和PC機(jī)的232接口上分別連接有一信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片，在所述信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片之間連接有光耦隔離器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串口光電隔離保護(hù)器，其特征在于所述信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片為一實(shí)現(xiàn)RS232信號(hào)與TTL信號(hào)之間轉(zhuǎn)換的RS232芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的串口光電隔離保護(hù)器，其特征在于所述RS232芯片的RS232電平輸入端和輸出端對(duì)應(yīng)連接機(jī)芯板或PC機(jī)的232接口的信號(hào)發(fā)送端和接收端；RS232芯片的TTL電平輸出端和輸入端分別經(jīng)光耦隔離器與另一RS232芯片的TTL電平輸入端和輸出端對(duì)應(yīng)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的串口光電隔離保護(hù)器，其特征在于與機(jī)芯板連接的RS232芯片所需直流電源由電視機(jī)內(nèi)置電源提供。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的串口光電隔離保護(hù)器，其特征在于與PC機(jī)連接的RS232芯片所需直流電源通過(guò)USB接口從計(jì)算機(jī)提取。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的串口光電隔離保護(hù)器，其特征在于在所述RS232芯片的TTL電平輸出端連接有一電壓跟隨器，所述電壓跟隨器由兩個(gè)三極管連接而成；其中，一個(gè)三極管的基極與RS232芯片的TTL電平輸出端相連，集電極一方面與直流電源相連，另一方面連接第二個(gè)三極管的基極，所述第二個(gè)三極管的集電極一方面經(jīng)電阻與直流電源相連，另一方面連接所述的光耦隔離器，兩個(gè)三極管的發(fā)射極均接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的串口光電隔離保護(hù)器，其特征在于在所述RS232芯片的TTL電平輸出端連接有發(fā)光二極管指示燈電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種串口光電隔離保護(hù)器，包括機(jī)芯板和PC機(jī)，在所述機(jī)芯板的232接口與PC機(jī)的232接口之間連接有一光電隔離保護(hù)器。在所述的光電隔離保護(hù)器中，機(jī)芯板的232接口和PC機(jī)的232接口上分別連接有一信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片，在所述信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片之間連接有光耦隔離器。所述串口光電隔離保護(hù)器在確保RS232信號(hào)準(zhǔn)確傳輸?shù)那疤嵯?，?shí)現(xiàn)了電視機(jī)與計(jì)算機(jī)電系統(tǒng)的徹底隔離，有效解決了軟件升級(jí)時(shí)計(jì)算機(jī)串口易燒壞的問(wèn)題，提高了系統(tǒng)工作的可靠性。此電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，可廣泛應(yīng)用于所有需要升級(jí)的電器產(chǎn)品中，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
文檔編號(hào)H04N5/64GK2814838SQ200520085600
公開(kāi)日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2005年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月3日
發(fā)明者張明龍, 王顯剛, 劉風(fēng)雷, 李威, 邱圣龍, 周建勇, 李玉明 申請(qǐng)人:海信集團(tuán)有限公司, 青島海信電器股份有限公司