分立元件构成的RS232转TTL电路 _小知识

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

TTL 电平
RS232电平
电压范围
0~5V
-15~+15V
输入电压
L: <1.2V
L: +3~+15V
H: >2.0V
H: -3~-15V
输出电压
L: <0.8V
L: +3~+15V
H: >2.4V
H: -3~-15V
特点
正逻辑电平
负逻辑电平
二、电路分析

文章插图
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：

文章插图
RXD为低时，存在一个小电流给C1反向充电

文章插图
RXD为高时，该电流是否可以忽略
【分立元件构成的RS232转TTL电路】以上为个人理解，有不对的地方欢迎大家讨论。