簡單的RS232C/TTL電平轉(zhuǎn)換和串口取電電路設(shè)計與制作

許多單片機的應(yīng)用中都會使用到串行口與電腦的串行口相連接，進行數(shù)據(jù)的傳輸或控制命令的發(fā)送與接收。單片機的串口有很大一部分是使用TTL電平標準的（PIC的可以直接連接在電腦串口），它的邏輯1電平是5V，邏輯0電平是0V，而電腦串行口所使用的是RS232C的電平標準，它的邏輯1電平是-3V－-12V，邏輯0電平是+3V－+12V。兩者的電平范圍相差很遠，所以連接時需要用到電平轉(zhuǎn)換電路。這樣電路有好多種，一般來說商業(yè)化的成品會用到MAX232，DS275等專用的RS232、TTL電平轉(zhuǎn)換集成電路，對于普通電子愛好者來說使用這樣的器件一來不太好購買，二來使制作的費用提高，那用什么樣的電路去代替它們呢？這也是我初初制作單片機結(jié)合電腦的應(yīng)用中所遇到的問題之一，后來找到了一些相關(guān)的電路資料，解決了這些問題。以下我就結(jié)合自己在實際設(shè)計應(yīng)用的經(jīng)驗來介紹一下這些電路資料，同時也介紹一些自己對串口取電電路設(shè)計應(yīng)用的經(jīng)驗。

圖一是使用小功率三極管搭建的電平轉(zhuǎn)換電路，分別用了一個NPN管和PNP管，NPN可以使用常用的9014或BC547，PNP則可以使用常用的9012或BC557。電路分為傳送和接收兩部分，圖一中已用虛線分開了。它們可以分開使用也可以合在一起使用。傳送電路使用PNP管。當單片機的TxD信號是邏輯高電平時，Q1截止，RS232C的TxD（PIN3）提供－9V左右（實際電壓根據(jù)電腦主板上使用的串行接口芯片有所不同）給RS232C的RxD（PIN2）。當單片機TxD信號變?yōu)檫壿嫷碗娖綍r，Q1導通，約＋5V傳給了RS232C的RxD（PIN2）。用這種辦法傳送數(shù)據(jù)時，RS232C的TxD（PIN3）必須穩(wěn)定在－9V左右 。
　　虛線以下的接收電路，它把RS232C電平轉(zhuǎn)換成TTL邏輯電平。當PC發(fā)送數(shù)據(jù)給RS232C的TxD（PIN3）時，邏輯1電平時是－9V，Q2截止，此時單片機的RxD約為＋5V。當RS232C的TxD為邏輯低電平是+9V，Q2導通，單片機RxD此時約為0V。
　　圖一的電路我在自己的單片機應(yīng)用中也經(jīng)常用它來代替MAX232，DS275這樣的芯片，它不單可以單獨使用傳送或接收部份，在部分要求雙向傳輸?shù)捻椖恐幸部梢院芎玫墓ぷ鳌Ｎ彝ǔＪ鞘褂?600波特率的，但實際也可以工作中更高一點的波特率。也可以把它焊到一個小的8腳IC插座或ＰＣＢ上直接代換DS275(DS275引腳功能說明請看圖二)。

圖三是另一種RS232/TTL電平轉(zhuǎn)換電路，對于接收電路，它是和圖一的電路是一樣的。該電路用2個NPN小功率晶體管，轉(zhuǎn)送電路不需要從RS232C的TxD引用負的電壓，而這樣做的話，當單片機TxD為高電平時RS232C的RxD為0V(不是如圖一的－9V左右)，為低電平時RS232C的RxD為+5V，顯然這和RS232C的標準不同，但多數(shù)PC機串口可以接受這樣的電平范圍。這個電路可以像圖一那樣用來代換直接代換DS275芯片。
　　這兩個電路中的晶體管可以使用大部分常用的小功率晶體管去替換，我自己常用9012,9014，BC547，BC557，它們都可以很好的工作。要注意的是它們所產(chǎn)生的電平范圍不是標準的RS232電平，所以也不能達到RS232的標稱傳輸距離。
　　在一些小的應(yīng)用中通常只要用到一塊2051或PIC芯片和少許的小元件，它們的耗電量是很小的，一般有十幾毫安就足夠了。在我自己的PC遙控器項目中用到一塊AT89C2051，一個一體化紅外接收頭和一個小LED，少許阻容器件和上面所說到的電路的傳送部分，總的耗電量只有十毫安多點。我用圖四的電路從PC串口直接竊電，效果很好，可以提供5V，二十多毫安的電流。也可以用圖五的電路。但要注意的是這兩種電路都要求上位軟件使串口的7和4引腳變?yōu)楦唠娖讲趴梢哉Ｈ‰?，否則無法從串口竊取所需的電壓。