帶防反接功能的Kline轉RS232電路的製作方法
2023-05-07 22:00:36 1
專利名稱：帶防反接功能的Kline轉RS232電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及電平轉換電路，具體涉及一種將Kline總線的TTL電平轉換成 RS232的負邏輯電平的一種轉換電路。
背景技術：
目前，市場上存在很多種功能相同的轉換電路，但都不能完全應用於主流車載 診斷系統，因為主流車載電源包括12V和24V兩種系統，這些轉換要麼適用於12V 系統，要麼適用於24V系統，很難同時適用於兩種電源系統。同時，由於車載電 路的複雜性，當電路連接ECU端的接線端接錯線時，整個電路系統很容易燒毀， 造成使用者時間的浪費及開發者成本的提高。
發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種適用於12V 和24V系統的帶防反接功能的Kline轉RS232電路。
本發明的目的可以通過以下技術方案來實現 一種帶防反接功能的Kline轉 RS232電路，其特徵在於，該電路主要由Kline TTL電平和RS232負邏輯電平之間 的互轉電路、12V和24V自適應電路、防反接保護電路三部分組成；所述的Kline TTL電平和RS232負邏輯電平之間的互轉電路，由二極體D2、電阻R2、電阻R3、 二極體D3、 二極體D4、 NPN三極體Q2、電阻RIO、電阻R6、電阻R7、電阻R8、 電阻R9、 PNP三極體Q1及電阻R4組成；所述的12V和24V自適應電路，由二 極管D2、電阻R2、電阻R3、 NPN三極體Q2、電阻RIO、電阻R6、電阻R7、電 阻R8、電阻R9、 PNP三極體Q1及電阻R4組成，通過整個系統的電阻匹配實現； 所述的防反接保護電路，由二極體D2、 二極體D3、 二極體D4組成。
所述的PNP三極體Ql的基極連接電阻R6， PNP三極體Ql的發射極連接並 聯的電阻R8和電阻R9，並在PNP三極體Ql的基極和發射極之間設有並聯的電阻R7和二極體D5， PNP三極體Ql的集電極連接RS232的Rx PIN2引腳，並通過電阻R4接地。
所述的Kline TTL電平和RS232負邏輯電平之間的互轉電路，RS232端作為發送端RS232的TxPIN3引腳輸出高電平時，NPN三極體Q2進入飽和導通狀態，K-line引腳輸出低電平；RS232的TxPIN3引腳輸出低電平時，NPN三極體Q2進入截止狀態，K-line引腳通過電阻R2、電阻R3上拉到高電平；RS232端作為接收端當K-line引腳輸出高電平，PNP三極體Q1進入截止狀態，RS232的RxPIN2被下拉到低電平；當K-line引腳輸出低電平，PNP三極體Q1進入飽和導通狀態，RS232的RxPIN2被上拉到高電平。
所述的12V和24V自適應電路，由電阻合理匹配使系統於12V或24V工作時，PNP三極體Ql、 NPN三極體Q2都能進入飽和或者截止狀態，系統都會正常工作。
所述的防反接保護電路是由二極體D2、 二極體D3、 二極體D4組成，二極體D2的P端連接電源Battery—Power,其N端連接並聯的電阻R2和電阻R3，再連接到二極體D3的P端，二極體D3的N端連接二極體D4的P端，二極體D4的N端連接NPN三極體Q2的集電極。
所述的防反接保護電路，如果Battery_Power接對，K-line接成電源負極，Battery—GND接成信號，電阻R2、電阻R3、 二極體D3之間形成迴路，大功率電阻R2、電阻R3保證二極體D3流過的電流不超過其額定電流，不損壞元器件；如果Battery—Power接成信號，若K-line接成電源，Battery一GND仍然接電源負極，當TxPIN3輸出高電平時，NPN三極體Q2會瞬間有很大的電流通過，但由於時間很短，所以也不會損壞元器件；若K-line接成地，Battery_GND接電源，由於二極體D3、 二極體D4的反向作用，系統中沒有迴路形成；如果Battery一Power接成地，若K-line接成電源，Batter^GND接成信號，系統沒有迴路形成；若K-line接成信號，Battery—GND接成電源，系統也沒有迴路形成。
與現有技術相比，本發明將Kline總線的TTL電平轉換成RS232的負邏輯電平的一種轉換電路，用以實現基於ISO14230診斷標準的Kline總線的ECU(電子控制單元)與PC機RS232之間的通訊。具有以下優點.-
1.本系統適用於12V和24V系統。現在市場上車載電源主要有兩種12V的和24V的，很多廠家生產的適配器要麼針對12V系統的，要麼是針對24V系統的；而本系統兩種電源都可以適用。2.本系統帶防反接功能。市場上很多廠家的適配器很容易燒毀，適配器接控 制器端有三根連接線電源、信號及地，在使用者不小心把這幾根連接線接錯的情 況下使用，極易燒毀適配器；而本系統帶防反接功能，三根連接線任意反接都不會
燒毀適配器，也不會影響連接正確情況下的正常通訊。
圖1為本發明的示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步說明。
圖1中標號所示
Rl: 5K電阻，R2、 R3: 1K功率電阻，R4: 1K電阻，R5: 1K電阻，R6: 5K 電阻，R7: 3.3K電阻，R8、 R9: 510Q功率電阻，RIO: 2K電阻，Rll: 5K電阻， R12: 1K電阻，Dl、 D6、 D8:發光二極體，D2、 D5、 D7: 二極體，D3、 D4: 二 極管，Ql: PNP三極體，Q2: NPN三極體，Zl: 20V穩壓管。
實施例1
如圖1所示， 一種新型Kline轉RS232轉換，其特徵在於，該電路主要由Kline TTL電平和RS232負邏輯電平之間的互轉電路、12V和24V自適應電路、防反接 保護電路三部分組成；所述的Kline TTL電平和RS232負邏輯電平之間的互轉電路， 由D2、 R2、 R3、 D3、 D4、 Q2、 RIO、 R6、 R7、 R8、 R9、 Ql及R4組成；所述的 12V和24V自適應電路，由D2、 R2、 R3、 Q2、 RIO、 R6、 R7、 R8、 R9、 Ql及 R4組成，是通過整個系統的電阻匹配實現；所述的防反接保護電路，由D2、 D3、 D4組成。
所述Kline TTL電平和RS232負邏輯電平之間的互轉電路，當RS232的Tx PIN3引腳輸出高電平，Q2進入飽和導通狀態，此時K-line弓l腳輸出低電平；當 RS232的TxPIN3引腳輸出低電平，Q2進入截止狀態，此時K-line引腳通過R2、 R3上拉到高電平。當K-line引腳輸出高電平，Ql進入截止狀態，RS232的RxPIN2 被下拉到低電平；當K-line引腳輸出低電平，Ql進入飽和導通狀態，RS232的Rx PIN2被上拉到高電平。
所述的12V和24V自適應電路，由於電阻匹配的合理性，使得不管系統工作於12V還是工作於24V， Ql、 Q2都能進入飽和或者截止狀態，系統都會正常工作。按標準RS232最低正電壓3V，三極體增益為80計算若系統工作於12V狀態時，當RS232發送高電平信號時，要使三極體Q2飽和，需要的基極電流為(12-0.7-0.7-0.3)/(80*0.5) = 0.2575mA，Tx引腳可以提供的電流為(3-0.7)/2 = 1.15mA，所以Q2可以飽和導通，K-line通過D4拉低為低電平；當RS232發送低電平信號時，Q2截止，K-line通過D2、 R2、 R3、 D3被拉低到高電平。當K-line發送高電平信號時，Ql截止，RxPIN2通過R4拉低為低電平；當K-line發送低電平信號時，要使三極體Q1飽和，需要的基極電流為(12-0.3)/(80*1.255) = 0.117mA，此時Ql發射極電壓為9.6V，Q1的基極電流為(9.6-0.7)/5 = 1.78mA，所以Ql可以飽和導通。若系統工作於24V狀態時，當RS232發送高電平信號時，要使三極體Q2飽和，需要的基極電流為(24-0.7-0.7-0.3)/(80*0.5) = 0.557511^， Tx引腳可以提供的電流為(3-0.7)/2 = 1.15mA，所以Q2可以飽和導通，K-line通過D4拉低為低電平；當RS232發送低電平信號時，Q2截止，K-line通過D2、 R2、 R3、 D3被拉低到高電平。當K-line發送高電平信號時，Ql截止，Rx PIN2通過R4拉低為低電平；當K-line發送低電平信號時，要使三極體Ql飽和，需要的基極電流為(24-0.3)/(80*1.255)=0.236mA，此時Ql發射極電壓為19.4V， Ql的基極電流為(19.4-0.7)/5 = 3.74mA，所以Q1可以飽和導通。
所述的防反接保護電路，如果Battery_Power接對，K-line接成電源負極，Battery—GND接成信號，R2、 R3、 D3之間會形成迴路，雖然此時迴路中有較大電流流過，但由於R2、 R3是大功率電阻，D3流過的電流不會超過其額定電流，不會損壞元器件。如果Battery—Power接成信號，若K-line接成電源，Battery—GND仍然接電源負極，當TxPIN3輸出高電平時，Q2會瞬間有很大的電流通過，但由於時間很短，所以也不會損壞元器件；若K-line接成地，Battery_GND接電源，由於D3、D4的反向作用，系統中沒有迴路形成。如果Battery_Power接成地，若K-line接成電源，Battery—GND接成信號，系統沒有迴路形成；若K-line接成信號，Battery—GND接成電源，系統也沒有迴路形成。
NPN三極體Q3的基極連接5K電阻Rll，其發射極接地，其集電極通過1K電阻R12和LED發光二極體D8連接Battery—Power 1 ， NPN三極體Q3在通訊時起指示作用。
權利要求
1.一種帶防反接功能的Kline轉RS232電路，其特徵在於，該電路主要由KlineTTL電平和RS232負邏輯電平之間的互轉電路、12V和24V自適應電路、防反接保護電路三部分組成；所述的Kline TTL電平和RS232負邏輯電平之間的互轉電路，由二極體(D2)、電阻(R2)、電阻(R3)、二極體(D3)、二極體(D4)、NPN三極體(Q2)、電阻(R10)、電阻(R6)、電阻(R7)、電阻(R8)、電阻(R9)、PNP三極體(Q1)及電阻(R4)組成；所述的12V和24V自適應電路，由二極體(D2)、電阻(R2)、電阻(R3)、NPN三極體(Q2)、電阻(R10)、電阻(R6)、電阻(R7)、電阻(R8)、電阻(R9)、PNP三極體(Q1)及電阻(R4)組成，通過整個系統的電阻匹配實現；所述的防反接保護電路，由二極體(D2)、二極體(D3)、二極體(D4)組成。
2. 根據權利要求1所述的一種帶防反接功能的Kline轉RS232電路，其特徵 在於，所述的PNP三極體(Ql)的基極連接電阻(R6)， PNP三極體(Ql)的發 射極連接並聯的電阻(R8)和電阻(R9),並在PNP三極體(Ql)的基極和發射 極之間設有並聯的電阻(R7)和二極體(D5)， PNP三極體(Ql)的集電極連接 RS232的RxPIN2引腳，並通過電阻(R4)接地。
3. 根據權利要求1所述的一種帶防反接功能的Kline轉RS232電路，其特徵 在於，所述的Kline TTL電平和RS232負邏輯電平之間的互轉電路，RS232端作為 發送端RS232的TxPIN3引腳輸出高電平時，NPN三極體(Q2)進入飽和導通 狀態，K-line引腳輸出低電平；RS232的TxPIN3弓l腳輸出低電平時，NPN三極體(Q2)進入截止狀態，K-line引腳通過電阻(R2)、電阻(R3)上拉到高電平；RS232 端作為接收端當K-line引腳輸出高電平，PNP三極體(Q1)進入截止狀態，RS232 的RxPIN2被下拉到低電平；當K-line引腳輸出低電平，PNP三極體(Ql)進入 飽和導通狀態，RS232的RxPIN2被上拉到高電平。
4. 根據權利要求1所述的一種帶防反接功能的Kline轉RS232電路，其特徵 在於，所述的12V和24V自適應電路，由電阻合理匹配使系統於12V或24V工作 時，PNP三極體(Ql)、 NPN三極體(Q2)都能進入飽和或者截止狀態，系統都 會正常工作。
5. 根據權利要求l所述的一種帶防反接功能的Kline轉RS232電路，其特徵 在於，所述的防反接保護電路是由二極體(D2)、 二極體(D3)、 二極體(D4)組 成，二極體(D2)的P端連接電源Battery_Power，其N端連接並聯的電阻(R2) 和電阻(R3)，再連接到二極體(D3)的P端，二極體(D3)的N端連接二極體(D4)的P端，二極體(D4)的N端連接NPN三極體(Q2)的集電極。
6. 根據權利要求1所述的一種帶防反接功能的Kline轉RS232電路，其特徵 在於，所述的防反接保護電路，如果Battery—Power接對，K-line接成電源負極， Battery_GND接成信號，電阻(R2)、電阻(R3)、 二極體(D3)之間形成迴路， 大功率電阻(R2)、電阻(R3)保證二極體(D3)流過的電流不超過其額定電流， 不會損壞元器件；如果Battery—Power接成信號，若K-line接成電源，Battery一GND 仍然接電源負極，當TxPIN3輸出高電平時，NPN三極體(Q2)會瞬間有很大的 電流通過，但由於時間很短，所以也不會損壞元器件；若K-line接成地，Battery _GND 接電源，由於二極體(D3)、 二極體(D4)的反向作用，系統中沒有迴路形成；如 果Battery—Power接成地，若K-line接成電源，Battery_GND接成信號，系統沒有 迴路形成；若K-line接成信號，Battery一GND接成電源，系統也沒有迴路形成。
全文摘要
本發明涉及一種帶防反接功能的Kline轉RS232電路，該電路主要由Kline TTL電平和RS232負邏輯電平之間的互轉電路、12V和24V自適應電路、防反接保護電路三部分組成。與現有技術相比，本發明具有適用於12V和24V系統、帶防反接功能等特點。
文檔編號H03K19/0175GK101626230SQ20081004035
公開日2010年1月13日 申請日期2008年7月8日 優先權日2008年7月8日
發明者冒曉建, 斌 卓, 唐航波, 李付相, 王俊席 申請人:上海海能汽車電子有限公司