專利名稱：一種微型自記儀器的通訊接口裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及微型自記儀器與計算機連接用的通訊接口裝置，特別是通過通訊接口實現將RS232電平與CMOS電平或TTL電平相互轉換的裝置。
隨著微電子技術的發展，出現了許多以電池供電的智能化微型自記儀器，這類儀器以微處理器為核心，能定時自動記錄被測數據，并將測量結果保存在其內部的存儲器中，存儲的結果可以通過計算機進行讀取。微型自記儀與計算機連接必須設有通訊接口，并需要將RS232電平與CMOS電平或TTL電平相互轉換。因為RS232電平與CMOS電平相互轉換和RS232電平與TTL電平相互轉換裝置可以完全相同，所以本說明書只敘述RS232電平與CMOS電平相互轉換裝置。現有技術中兩種電平互為轉換的裝置是這樣實現的將RS232電平轉換為CMOS電平裝置，它是由電池電壓VDD、電阻R1～R3、NPN型三極管T1和二極管Z1組成。所述三極管T1的基極與二極管Z1負極、電阻R2相接，電阻R2另一端與電阻R3相接后接RS232的TX端，電阻R3另一端、二極管Z1正極、三極管T1發射極均接地，而三極管T1集電極與電阻R1相接并接CMOS的RX端，電阻R1另一端與電池電壓VDD相接。而將CMOS電平轉換為RS232電平裝置，是由電池電壓VDD、三個電阻、PNP型三極管、二極管及電解電容組成。所述三極管基極與電阻一、電阻二相接，電阻一另一端與三極管發射極、電池電壓VDD相接，電阻二另一端接CMOS的TX端，三極管集電極與電阻三相接后接RS232的RX端，電阻三另一端與二極管正極、電解電容負極相接，二極管負極接RS232的TX端，電解電容正極接地。當RS232的TX端閑置時，其上有一個負電壓，在目前的計算機中一般為-8V左右。該負電壓通過二極管和地回路對電解電容充電，使電解電容處形成穩定的負電壓。當CMOS為邏輯1時，三極管處于關斷狀態。此時電阻三起下拉作用，在RS232的RX端形成-8V左右的電平。當CMOS為邏輯0時，三極管處于導通狀態，在RS232的RX端形成VDD-VCE電壓，此時有電流通過電阻三而流向電解電容，電阻三起限流作用。電解電容處的電壓上升也可能使二極管導通而有電流流向RS232的TX端。由于在RS232的TX端形成的正電壓為VDD-0.2V左右，而RS232電平要求的正電壓為3V-25V，所以上述裝置僅適用于使用電池電壓大于3.2V的自記儀器。又由于此裝置在使用過程中存在電源本身的消耗能量問題，使電壓下降，因此該裝置只能用于電池電壓大于4V的自記儀器才可靠。當電池電壓在3V左右時，可能造成通訊失控，因而使用3V電壓電池的微型自記儀則無法使用，所以說，此種通訊接口轉換電平裝置，存在著通訊可靠性差、適用范圍窄和電池能量消耗多的缺點。
為了克服上述現有技術中的缺點，本實用新型的發明目的是提供一種適用范圍寬、通訊可靠性好、電池能量消耗少的微型自記儀器的通訊接口裝置。它可用于使用電壓為3V或3V以上鋰電池及各類電池的微型自記儀器與計算機接口相接。
為了達到上述的發明目的，本實用新型的技術方案可以采用如下兩種方式得以實現。
以下結合附圖和采用的技術方案對本實用新型加以說明。


圖1中包括現有技術和本實用新型使用的將RS232電平轉換為CMOS電平裝置及將CMOS電平轉換為RS232電平裝置一種方案原理連接圖。
圖2中包括現有技術和本實用新型使用的將RS232電平轉換為CMOS電平裝置及將CMOS電平轉換為RS232電平裝置的另一種方案原理連接圖。
參看圖1，微型自記儀器的通訊接口裝置，它包括將RS232電平轉換成CMOS電平裝置和將CMOS電平轉換為RS232電平裝置。所述將RS232電平轉換為CMOS電平裝置，已在本說明書背景技術描述，并同所述的現有技術相同，不再贅述。本實用新型的結構特點是，所述將CMOS電平轉換為RS232電平裝置，是由電阻R4～R7，PNP型三極管T2、二極管Z2～Z6、電解電容C1和C2組成。所述三極管T2的基極與電阻R5和R4相接，電阻R5的另一端接CMOS的TX端，電阻R4另一端與三極管T2發射極、二極管Z2負極相接，二極管Z2正極與穩壓二極管Z3負極、電解電容C2正極、電阻R7相接，穩壓二極管Z3正極、電解電容C2負極接地，電阻R7另一端與二極管Z5和Z6的負極相接，二極管Z5的正極接RS232的CTS端，二極管Z6的正極接RS232的RTS端，三極管T2集電極與電阻R6相接后接RS232的RX端，電阻R6另一端與電解電容C1負極、二極管Z4正極相接，二極管Z4負極接RS232的TX端，電解電容C1正極接地回路。
參看圖2，微型自記儀器的通訊接口裝置，它包括將RS232電平轉換成CMOS電平裝置和將CMOS電平轉換為RS232電平裝置。所述將RS232電平轉換成CMOS電平裝置同已述的現有技術相同，不再贅述。本實用新型的結構特點是，所述將CMOS電平轉換為RS232電平裝置，是由電阻R8～R10、PNP型三極管T3、二極管Z7、電解電容C3和升壓電路模塊U1組成。所述三極管T3的基極與電阻R9和R8相接，電阻R9的另一端接CMOS的TX端，電阻R8另一端與三極管T2發射極、升壓電路模塊U1的OUT腳相接，來自微處理器I/O口接點與升壓電路模塊U1的SHDN腳相接，升壓電路模塊U1又分別與電池電壓VDD和地回路相接，三極管T3集電極與電阻R10相接后接RS232的RX端，電阻R10另一端與電解電容C3負極、二極管Z7正極相接，二極管Z7負極接RS232的TX端，電解電容C3正極接地回路。
上述的第一種技術方案，在將CMOS電平轉換為RS232電平裝置中，由于它的正電源部分是由二極管Z2、穩壓二極管Z3、電解電容C2、電阻R7、二極管Z5、二極管Z6組成。二極管Z2起單向導電作用。因此可防止在RS232的CTS端和RTS端懸空的情況下電源從CMOS的TX端經電阻R5、電阻R4和穩壓二極管Z3流向地回路而形成電流耗。又由于穩壓二極管Z3和電解電容C2起穩壓作用，電阻R7起限流作用，二極管Z5和Z6起隔離和保護作用。所以它們一方面能防止RS232的CTS端和RTS端短路，另一方面防止與計算機插接時對RS232的CTS端和RTS端造成沖擊。保證了通訊的穩定性和可靠性。上述的第二種技術方案，在將CMOS電平轉換為RS232電平裝置中，由于在三極管T3發射極和電池電壓VDD間加了一個由微處理器控制關斷的升壓電路，因而在電池電壓不足時，也可使通訊保證，使通訊接口裝置適用范圍加寬，尤其適用于使用電壓為3V或3.6V鋰電池的微型自記儀器與計算機連接用。同現有技術相比，本實用新型具有通訊可靠性好、適用范圍寬、不消耗電池能量的特點，值得廣泛推廣使用。
當然，上述的兩種方案，同樣適用于TTL電平與RS232電平的相互轉換。另外在裝置中各三極管可以采用相應的場效應管替代。諸如此類的技術方案均屬本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種微型自記儀器的通訊接口裝置，它包括將RS232電平轉換為CMOS電平裝置和將CMOS電平轉換為RS232電平裝置，所述將RS232電平轉換為CMOS電平裝置，是由電池電壓VDD、電阻R1～R3、NPN型三極管T1和二極管Z1組成，所述三極管T1的基極與二極管Z1負極、電阻R2相接，電阻R2另一端與電阻R3相接后接RS232的TX端，電阻R3另一端、二極管Z1正極、三極管T1發射極均接地，三極管T1集電極與電阻R1相接并接CMOS的RX端，電阻R1另一端與電池電壓VDD相接，其特征是所述將CMOS電平轉換為RS232電平裝置，是由電阻R4～R7、PNP型三極管T2、二極管Z2～Z6、電解電容C1和C2組成，所述三極管T2的基極與電阻R5和R4相接，電阻R5的另一端接CMOS的TX端，電阻R4另一端與三極管T2發射極、二極管Z2負極相接，二極管Z2正極與穩壓二極管Z3負極、電解電容C2正極、電阻R7相接，穩壓二極管Z3正極、電解電容C2負極接地，電阻R7另一端與二極管Z5和Z6的負極相接，二極管Z5的正極接RS232的CTS端，二極管Z6的正極接RS232的RTS端，三極管T2集電極與電阻R6相接后接RS2323的RX端，電阻R6另一端與電解電容C1負極、二極管Z4正極相接，二極管Z4負極接RS232的TX端，電解電容C1正極接地。
2.一種微型自記儀器的通訊接口裝置，它包括將RS232電平轉換為CMOS電平裝置和將CMOS電平轉換為RS232電平裝置，所述將RS232電平轉換為CMOS電平裝置，是由電池電壓VDD、電阻R1～R3、NPN型三極管T1和二極管Z1組成，所述三極管T1的基極與二極管Z1負極、電阻R2相接，電阻R2另一端與電阻R3相接并接RS232的TX端，電阻R3另一端、二極管Z1正極、三極管T1發射極均接地，三極管T1集電極與電阻R1相接并接CMOS的RX端，電阻R1另一端與電池電壓VDD相接，其特征是所述將CMOS電平轉換為RS232電平裝置，是由電阻R8～R10、PNP型三極管T3、二極管Z7、電解電容C3和電路模塊U1組成，所述三極管T3的基極與電阻R9和R8相接，電阻R9的另一端接CMOS的TX端，電阻R8的另一端與三極管T2發射極、電路模塊U1的OUT腳相接，來自微處理器I/O口接點與電路模塊U1的SHDN腳相接，電路模塊U1又分別與電池電壓VDD和地回路相接，三極管T3集電極與電阻R10相接后接RS232的RX端，電阻R10另一端與電解電容C3負極、二極管Z7正極相接，二極管Z7負極接RS232的TX端，電解電容C3正極接地。
專利摘要本實用新型公開了一種微型自記儀器與計算機連接用的通訊接口裝置,其結構特點是,將CMOS電平轉換為RS232電平裝置的正電源部分由二極管、電阻、穩壓二極管、電解電容組成。在回路中二極管起單向導電作用,可防止RS232的CTS端和RTS懸空情況下,電源從CMOS的TX端經電阻、穩壓二極管流向地回路而形成的電流耗。或者在回路中加設升壓電路,使通訊接口適用范圍拓寬。用現有技術相比,本實用新型具有通訊可靠、適用范圍廣、省電池能源的特點。
文檔編號G06F3/06GK2409547SQ9924866
公開日2000年12月6日 申請日期1999年9月28日 優先權日1999年9月28日
發明者朱彥武 申請人:清華同方股份有限公司