單片機io接口遠距離數據傳輸保護電路的製作方法

2023-05-07 09:14:16

專利名稱：單片機io接口遠距離數據傳輸保護電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及單片機接ロ保護領域，特別涉及一種單片機IO接ロ遠距離數據傳輸保護電路。
背景技術：
目前，在單片機硬體電路設計中，有很多將單片機的普通IO接ロ用作數據傳輸接ロ的情況，但是在將這些接口外連 到電路板外部吋，並沒有對這些接ロ進行保護，更沒有像RS232或RS485 —類的接ロ集成電路對單片機接ロ進行隔離和保護，這樣在外部數據線路受到外界強電磁幹擾時，易形成比較高的浪湧電壓，而這個浪湧電壓往往是超出單片機的耐受能力的，會造成單片機擊穿燒毀。這樣就迫切需要一種能夠保護單片機IO接ロ的電路，以保證其不受浪湧電壓的危害正常工作，而且能夠保證數據的雙向傳輸，降低電磁幹擾對單片機的影響，提高電子設備在惡劣工作環境下的穩定性。因此，提供ー種結構簡單，設計合理，功耗低，實用效果顯著的單片機IO接ロ遠距離數據傳輸保護電路，成為該領域技術人員急待著手解決的問題之一。

實用新型內容本實用新型的目的在於克服上述不足之處，提供一種結構簡單，設計合理，功耗低，性能可靠，實用性強的單片機IO接ロ遠距離數據傳輸保護電路。為實現上述目的本實用新型所採用的技術方案是一種單片機IO接ロ遠距離數據傳輸保護電路，其特徵在於該保護電路包括一個瞬態抑制ニ極管、ー個快速整流ニ極管、一個上拉電阻及ー個退藕電容；所述瞬態抑制ニ極管的陰極連接單片機IO接ロ，陽極連接單片機供電電源的負極；所述快速整流ニ極管陰極連接電源正扱，陽極連接單片機IO接ロ ；上拉電阻兩端分別連接電源正極和單片機IO接ロ ；退藕電容兩端分別連接電源的正極和負極。所述單片機IO接口和地分別與外部接線端子連接。本實用新型的有益效果是該保護電路可廣泛用於TTL類型單片機IO接ロ，對單片機IO接ロ進行限壓保護，有效保護單片機不被線路上的浪湧電壓燒毀擊穿；該保護電路運行穩定可靠，且成本低廉。其結果簡単，設計合理，實用性能強，應用效果非常顯著。

圖I是本實用新型電路原理圖；圖中Dl是瞬態抑制ニ極管；D2是快速整流ニ極管；Rl是上拉電阻；Cl是退藕電容；[0014]Jl是外部接線端子；VCC和GND分別為電源正極和負極；MCU_I0為連接遠距離傳輸數據的單片機IO接ロ。
具體實施方式
以下結合附圖和較佳實施例，對依據本實用新型提供的具體實施方式
、結構、特徵詳述如下一種單片機IO接ロ遠距離數據傳輸保護電路，該保護電路為TTL (電晶體-電晶體邏輯電平)類型單片機IO (Input Output輸入輸出)接ロ用作遠距離數據傳輸時的保護電路；該保護電路包括一個瞬態抑制ニ極管D1，ー個快速整流ニ極管D2、ー個上拉電阻Rl及ー個退藕電容Cl ;所述瞬態抑制ニ極管Dl陰極連接單片機IO接ロ，陽極連接電源(此電源為單片機供電電源)負極；快速整流ニ極管D2陰極連接電源正扱，陽極連接單片機IO接ロ ；上拉電阻Rl兩端分別連接電源正極VCC和單片機IO接ロ MCU_I0 ;退藕電容Cl兩端分別連接電源正極VCC和電源負極GND。所述單片機IO接口和地分別與外部接線端子Jl連接。本實用新型所要解決的技術問題是為外連的遠距離數據傳輸單片機IO接ロ提供浪湧電壓保護電路。本實用新型電路的供電與單片機使用同一供電電源，電源最多需為此電路提供IOmA電流即可正常工作，功耗極低；若有多個單片機IO接ロ需要對外連接，則使用相應數量的該電路進行保護即可。所述瞬態抑制ニ極管Dl可選用SMBJ5. 0A,當連接遠距離傳輸數據的單片機IO接ロ MCU_I0上電壓超過6. 4V時(相對於GND)，則Dl反向漏電流，起瞬態抑制浪湧電壓(鉗位)作用，Ims時間內可吸收600W浪湧能量；當MCU_I0上電壓超過-3. 5V時(相對於GND)，則Dl上產生正向電流，將連接遠距離傳輸數據的單片機IO接ロ MCU_I0上電壓鉗位於最低-3. 5V ；D1也可選用不同廠家型號的產品，只要反向耐壓值範圍在5. 5V至7. 5V之間即可，例如SA5. O。快速整流ニ極管D2可選用UF4003，當連接遠距離傳輸數據的單片機IO接ロ MCU_IO上電壓超過VCC+1V時(相對於GND)，則Dl上產生正向電流，將MCU_I0上電壓鉗位於最高 VCC+1V。上拉電阻Rl可選用510 Ω 1/8W，可注入電流起到穩定信號作用。退藕電容Cl可選用型號為104 (O. I μ F/ 50V)。上述參照實施例對該單片機IO接ロ遠距離數據傳輸保護電路進行的詳細描述，是說明性的而不是限定性的；因此在不脫離本實用新型總體構思下的變化和修改，應屬本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種單片機IO接ロ遠距離數據傳輸保護電路，其特徵在於該保護電路包括ー個瞬態抑制ニ極管、一個快速整流ニ極管、一個上拉電阻及一個退藕電容；所述瞬態抑制ニ極管的陰極連接單片機IO接ロ，陽極連接單片機供電電源的負極；所述快速整流ニ極管陰極連接電源正扱，陽極連接單片機IO接ロ ；上拉電阻兩端分別連接電源正極和單片機IO接ロ ；退藕電容兩端分別連接電源的正極和負扱。
2.根據權利要求I所述的單片機IO接ロ遠距離數據傳輸保護電路，其特徵在於所述單片機IO接口和地分別與外部接線端子連接。
專利摘要本實用新型涉及一種單片機IO接口遠距離數據傳輸保護電路，該保護電路包括一個瞬態抑制二極體、一個快速整流二極體、一個上拉電阻及一個退藕電容；所述瞬態抑制二極體的陰極連接單片機IO接口，陽極連接單片機供電電源的負極；所述快速整流二極體陰極連接電源正極，陽極連接單片機IO接口；上拉電阻兩端分別連接電源正極和單片機IO接口；退藕電容兩端分別連接電源的正極和負極。所述單片機IO接口和地分別與外部接線端子連接。該保護電路可廣泛用於TTL類型單片機IO接口，對單片機IO接口進行限壓保護，有效保護單片機不被線路上的浪湧電壓燒毀擊穿；該保護電路運行穩定可靠，且成本低廉。
文檔編號H02H9/04GK202435027SQ20122002495
公開日2012年9月12日 申請日期2012年1月19日 優先權日2012年1月19日
發明者劉守寧, 楊欣, 郭春香 申請人:天津成科自動化工程技術有限公司