由分立元件构成的RS232转TTL电路设计

CHANBAEK 2023-03-16 6852

RS232是常用的串行通信接口标准之一，提到RS232转TTL，很多人想到的是使用max232，sp3232等集成芯片来解决，其实用分立元件也能实现该功能，下面详细介绍由分立元件构成的RS232转TTL电路。

一、知识储备

先来复习下RS232及TTL电平的标准

二、电路分析

分立元件构成的RS232转TTL电路

电路如上图所示， PC_RXD、PC_TXD是232信号的输入、输出，RXD、TXD是TTL信号的输入输出。RS232闲时输出逻辑“1”，即PC_TXD 为H: -3~-15V。

下面详细分析各主要元器件的作用及电路原理

1、主要元器件的作用

（1）C1、D1：构成负压充电电路；

（2）D2：钳位作用，Q2三极管9013射极击穿电压只有5V，D2将PC_232输出逻辑“1”时的电压钳位在0.7V作用，防止高压击穿Q2；

（3）C1、R4构成负压的放电电路；

2、电路原理分析

（1）PC_TXD->TXD数据发送部分

当PC_TXD输出逻辑“1”（-15V）时，Q2的基极被钳位在0.7V，Q2截止，TXD输出逻辑“1”（约5V）；

当PC_TXD输出逻辑“0”（15V）时，Q2导通，TXD输出逻辑“0”（约0V）；

同时通过D1给C1充电，使得C1的负极对地电压为-15V；

（2）RXD-> PC_RXD数据接收部分

当RXD接收到逻辑“1”（5V），Q1截止，PC_RXD点的电压由C1经R4提供，约为-15V，即接收到逻辑“1”；

当RXD接收到逻辑“0”（0V），Q导通截止，PC_RXD点的电压约为5V，即接收到逻辑“0”；

三、总结

该电路的巧妙之处在于利用了RS232闲时输出负电压的特点，借用闲时的负压为电容充电从而得到负压，实现了TTL输入逻辑“1”（高电平）到RS232输如为“1”（低电平，负电压）的转换。

个人分析该电路还存在一个疑点，大家可以看一下是否正确。即当TTL的RXD输入为低时，Q1导通，电源+5V通过Q1、R7会给C1反向充电，长期处于此状态，是否会对电容C1造成损坏，还请指教，仿真如下图示：

RXD为低时，存在一个小电流给C1反向充电

RXD为高时，该电流是否可以忽略

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